1、碾压法换砂在土坝施工中的应用摘要:文章笔者根据多年的工作经验与实践，通过某工程实例谈谈碾压法换砂技术在土坝工程项目的应用。供于借鉴。 关键词: 土坝工程；换砂；碾压法；应用 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 土坝碾压法换砂施工，就是根据具体工程的实际地基地质条件、施工期限和地基处理材料来源，结合当时的施工气候和施工机具，把换土夯实法和水撼砂法综合在一起加以考虑，通过碾压充填砂料，并进行现场试验和分析，使软基通过处理具有足够的强度、整体性、耐久性和均一性，以满足设计地基承载力要求，进而形成一种新的软基处理施工方法。碾压法换砂软基处理施工，机械化施工程度高，施工工期短，施工时
2、不需采取排水措施，最大的优点在于不受寒冷天气的影响，冬季也可以进行。结合某水库工程项目，总库容 132 万 m3。修建于上世纪 80 年代初，该工程采用的碾压法换砂施工，总结了自己一些经验，有一定的参考价值。 一、坝基开挖 根据工程的特点及坝基地形情况，采取由中间向两头、由上游向下游分段分层开挖的方式。挖掘机开挖，推土机配合，自卸汽车拉运，机械开挖只开挖基底高程 30cm 以上部分，以下部分采用人工开挖，开挖中随时用水准仪观测，以防超挖欠挖。开挖的施工工艺如下:测放线岩石爆破机械装渣机械运输清理工作面测量断面校核。 坝基开挖与处理应注意:开工前根据提供的坝址的地质资料，辅以适量的探坑和钻孔取样
3、，对该处的工程地质进行复核，同时根据提供的坝址处的地形资料对该处的地形进行复核，发现与所提供的资料有出入时，会同有关部门商最解决。坝基应大致平顺，不应成台阶状、反坡或突然变坡，边坡不陡于 1:1.5，清基深度不小于 0.3m。坝基清基结束经验槽通过后再进行下一道工序。铺设前清基，清理后基面应大致平整，不得有尖锐物暴露在外，也不得有植物根须。对清理后基面进行除草处理，并喷洒除草剂，防止因杂草、树木的生长而顶破防渗土工膜。对坝体范围的基面进行一振一静两遍碾压处理。 二、坝料质量控制 现场碾压换砂施工的质量控制，用砂料最大干容重、最小干容重和碾压后的砂料天然干容重 3 项指标来控制。要求换算出碾压后
4、的砂料相对密实度，从而评价该软基处理是否达到设计要求。 碾压法换砂施工中的砂料，要求用中砂，并含有一定数量的大于10mm 小于 50mm 的卵石。砂料要求质地坚硬，细度模数为 2.5，含泥量不大于 1.4%，含水量在 12.3%左右含有的 1050mm 卵石约占总重的 16.9。砂料中不能有草根、垃圾等杂物。 三 、坝体填筑 总的施工要求是:坝体填筑必须在坝基处理验收合格后进行；上坝坝料种类、级配、填筑部位以及相应的压实标准，均须符合设计要求严格控制各类料的压实标准，检验合格后再铺筑上层新料。该工程坝体下部填筑而积较大，分段填筑时，各段料层之间设立标记，防止漏压、欠压或过压，上下层分段错开，尽
5、量保证大面平整、均匀上升，分段接坡严格按土石坝施工技术规范要求进行处理。严格控制辅料厚度，不得超厚。冬季施工时，上坝料不得冻结，不得含有冰块，施工时不得将泥水带入作业面，同时采取减小铺料厚度等措施。 坝体的填筑施工:由于坝基开挖后的地形高程为上游高下游低(高差约 15m 以上)，而排水道位于灰坝坝基南侧，为加快施工进度，同时给排水道留除足够的施工期限，在回填未达到上游坝基回填高程时，施工方案采取由下游向上游(由低处向高处)、由北向南的分段分层依次推进的流水作业施工方案；在上下游坝基回填达到统一高程时，采取由上游向下游、由北向南的分段分层依次推进的流水作业施工方案。 四、施工方法 碾压换砂施工适
6、用于基坑面积、深度较大的软基处理机械化施工。因此在施工过程中要满足换砂砂料数量要求，一般堆集数量要达到填筑量的 2/3,且大部分砂料应运至基坑两侧的边坡上，便于推土机推运入仓。碾压法换砂的施工机械有：日产小松液压反铲 1.0m3 一台，用于倒运砂料德产 BW-200 混凝土振动碾自重 15t 一台，用于碾压砂料国产厦门ZL40 装载机一台，用于仓内砂料运输；日产湿地推土机 116kW 一台，用于平仓送料；国产红旗推土机 59kW 台，用于边坡两边推送砂料。 砂料堆积数量达到填筑量的 2/3 后，清除基坑内浮土验槽 后，方可进行换砂填筑分铺施工。 施工时，2 台推土机同时在基坑两侧边坡上推料进人
7、基坑坡角，并逐渐推进，至开挖底边线内 3m 距离。然后，一台湿地推土机在链条清洗干净后进入仓面，进行拖平平仓。装载机配合 2 台小推土机送料至边角部位，另外，还需要人工配合机械进行边角的填筑工作。摊铺和压实厚度可由设置在仓内的样桩来控制。 推土机在仓面平整达到要求的最佳摊铺厚度后，用 BW-200 振动碾自一侧按顺序静压，静压遍数达到规定的最佳碾压遍数后，取样检测其容重数值。如不合格再进行碾压，直至合格为止。工程软基处理碾压法换砂第一层(底层)施工，是换砂的关键环节，为了顺利达到相对密实度Dr0.8，的质量指标，施工中采用层厚 30cm。做为第一层的摊铺厚度，并采取“满槽灌”的方式进行填砂，厚
8、度达到平均 30cm 后，湿地宽履带推土机入仓拖平，基坑边角部位人工进行平整。这一工序完成后，振动碾入仓从左至右错位静压，静压 5 遍时，质检人员随机取样 8 组，砂料质量指标合格见表 1。 表 1 软基处理碾压法换砂施工成果表 第二层至最后一层，施工方法同上。值得注意的是如换砂砂料距底部仓面较远，可以因地制宜。用推土机集料，装载机运至边坡处，然后再用湿地推土机或反铲送至仓面填砂部位。同时，在摊铺砂料过程中，湿地宽履带推土机大铲要谨慎平整和分铺，防止破坏边坡及底层已经合格的完工部位。铺填方法:铺料分为卸料和平料两道工序。该工程采用自卸汽车配合推土机铺料，用进占法倒退卸料，即汽车在已平好的松散层
9、上卸料，用推土机进退平料。施工时严格控制铺料厚度，不得超厚。 五、坝体压实 将砂料经过碾压加密到设计的密实度，是碾压法换砂的基本质量控制要求。采用量筒法测定容重值，用其来控制质量。经过换算，可求出碾压后的砂料相对密实度 Dr 值。施工中，不能产生漏压，严格控制碾压遍数及分层厚度，均匀碾压。 要确定施工中的最佳碾压遍数和最佳分层厚度，需要在施工现场做碾压试验。试验时，分别按摊铺厚度，50cm,60cm,80cm 三种不同厚度进行摊铺，用振动碾静压，碾压遍数以 210 遍为宜。从碾压第二遍开始，取砂样 4 组，分别测得不同厚度、不同遍数情况下的该样容重，经过以相对密实度 Dr0.8，这个控制指标进
10、行反算，求得达到设计要求的砂料容重并与测得的容重比较，最后得出最佳摊铺厚度和最佳碾压遍数。 在施工中，以此试验得出的最佳摊铺厚度和碾压遍数来控制分层厚度和碾压遍数。现场试验得出的最佳碾遍数和分层厚度见表 2: 表 2 最佳碾压追数试验成果表 压实机械采用 15t 震动压路机及 180 马力推土机以进退错距法轮番压实。碾压顺坝轴线一个方向进行，采用进退错距法碾压。分段碾压时相邻段交接带亦应彼此搭接，与坝轴线平行的顺碾压方向，搭接长度不小于 0.4m,垂直碾压方向搭接宽度不小于 1m。 六、结合部位的施工 在坝下涵管顶部 2.0m 厚的范围内，沿涵管轴线每边 5.0m 的范围碾压时不得起振，即采用非振动碾压，辅料厚度适当减薄。在坝下涵管与坝体的联结处，坝体碾压采用小型的碾压设备，确保压实质量。 七、结语 土坝碾压法换砂施工与换上夯实法、打设板桩法、砂井预压法和深孔加密法等几种软基处理法相比较，既施工简便，材料来源广，又不需要有太繁复的施工技术。同时，经过专家几次现场论证，不存在液化问题，宜于在冬季进行的大面积地基处理施工中采用。 参考文献： 1文畅平.路基填筑碾压工艺及质量控制的研究D.中南大学；2005 年. 2庄艳峰，王钊.土体的压实能耗和合理压实度要求J；武汉大学学报 (工学版)；2005 年 O1 期.
