防洪堤施工中筑堤粗粒土控制干密度的合理性分析

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1、防洪堤施工中筑堤粗粒土控制干密度的合理性分析文章對(duì)相對(duì)密度控制問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞：筑堤；粗粒土；相對(duì)密度；干密度1引言江河防洪堤工程修建，從勘察設(shè)計(jì)到施工，是嚴(yán)格按照從勘察到施工的程序進(jìn)行的，設(shè)計(jì)的合理與否，與工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性、合理性有直接關(guān)系，工程測(cè)量及工程地質(zhì)勘察是前提、是基礎(chǔ)，若不準(zhǔn)確的話(huà)，設(shè)計(jì)的依據(jù)也就失去了準(zhǔn)確的根基。進(jìn)而，工程施工中依據(jù)設(shè)計(jì)及工程地質(zhì)資料進(jìn)行的施工質(zhì)量也就失去了準(zhǔn)確的控制依據(jù)。這充分說(shuō)明，基礎(chǔ)資料特別是工程地質(zhì)勘察資料的正確與否，決定著施工質(zhì)量的優(yōu)與劣，乃至堤防的結(jié)構(gòu)破壞，造成極大的損失。因此，工程

2、地質(zhì)勘察成果從外業(yè)勘察到室內(nèi)的分析整理及工程地質(zhì)報(bào)告的編寫(xiě)，都要實(shí)事求是，正確反映客觀規(guī)律，反映工程工程地質(zhì)實(shí)際情況。這樣才能保證設(shè)計(jì)的正確與施工質(zhì)量的可靠。其中重要的一項(xiàng)工作就是防洪堤用粗粒土筑堤時(shí)所依據(jù)的工程地質(zhì)提供的控制干密度問(wèn)題。2筑堤粗粒土控制干密度方法及要求在堤防工程領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)土石混合粗顆粒土的理論研究比較滯后,加上研究試驗(yàn)條件的限制,尤其是室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備的缺乏，以及粗粒土填筑施工中受地形及施工機(jī)械等因素的限制，對(duì)粗粒土填筑料的工程特性了解不全面導(dǎo)致對(duì)其施工特點(diǎn)難以控制。筑堤天然建筑材料一種是細(xì)粒土，另一種是粗粒土。細(xì)粒土凍融、凍脹及沉陷

3、性較強(qiáng)等不利因素。因此，實(shí)際堤防工程中多用粗粒土進(jìn)行回填，粗粒土常用風(fēng)化料和沖積、沖洪積砂卵礫石料。用這兩種材料筑堤時(shí)，施工部門(mén)首先需要控制密度或控制干密度。因此，對(duì)天然建筑材料進(jìn)行勘察時(shí)，需現(xiàn)場(chǎng)取樣做擊實(shí)試驗(yàn)，確定最大干密度（ρdmax）及最優(yōu)含水量(ax為最大孔隙比；emin為最小孔隙比；ρd為控制干密度（g/cm3）；ρdmax為擊實(shí)最大干密度（g/cm3）；ρdmin為松散干密度或最小干密度（g/cm3）。粗粒土填筑堤身如果碾壓不密實(shí)、不均勻會(huì)造成堤防的流變變形乃至成為堤身結(jié)構(gòu)破損的誘因。因此，施工時(shí)必須達(dá)到該值，否則，為碾壓質(zhì)量不合格。往

4、往施工部門(mén)在筑堤填料碾壓施工過(guò)程中，在檢測(cè)干密度時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)與給定的設(shè)計(jì)干密度值相差較大，即超過(guò)設(shè)計(jì)值或達(dá)不到設(shè)計(jì)值。如吉林市第二松花江防洪堤經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)段，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察,吉林市第二松花江筑堤填料大部分是粗粒土,其中風(fēng)化料類(lèi)型的粗粒土筑堤料占有很大比例。粗粒土在工程區(qū)范圍內(nèi)分布廣泛、儲(chǔ)量豐富，運(yùn)輸距離不大。由于它具有壓實(shí)性能好、透水性強(qiáng)、填筑密度大、抗剪強(qiáng)度高、沉陷變形小、承載力高等工程特性，因此在第二松花江堤防建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。在使用花崗巖風(fēng)化砂料或其他風(fēng)化砂料筑堤施工碾壓時(shí)，碾壓后的干密度值就較容易地超過(guò)了設(shè)計(jì)值，有時(shí)，不用碾壓就能達(dá)到所給的

5、設(shè)計(jì)值。此段防洪堤在施工前先對(duì)風(fēng)化料場(chǎng)取樣試驗(yàn)，做擊實(shí)三組，求出最大干密度1.96g/cm3,及最優(yōu)含水量11%，然后，用公式求得的控制干密度為1.76g/cm3,最優(yōu)含水量為11%。筑堤施工碾壓時(shí)要求按此干密度值控制，在施工部門(mén)取料填筑時(shí)，在碾壓之前，就基本達(dá)到了其設(shè)計(jì)指標(biāo)值。而在吉林市第二松花江防洪堤高新區(qū)段某樁號(hào)位置，根據(jù)砂礫石筑堤控制干密度指標(biāo)（2.03g/cm3）碾壓過(guò)程中，無(wú)論怎樣碾壓都不能達(dá)到其設(shè)計(jì)指標(biāo)值。施工部門(mén)認(rèn)為工程地質(zhì)方給的設(shè)計(jì)值控制干密度指標(biāo)不準(zhǔn)確，這樣給工程地質(zhì)設(shè)計(jì)部門(mén)造成了被動(dòng)局面。對(duì)此，我們?cè)O(shè)計(jì)與工程地質(zhì)有關(guān)人員共同對(duì)

6、此問(wèn)題進(jìn)行了分析探討，認(rèn)為這確實(shí)是個(gè)不易解決的難題，不象粘性土那樣較簡(jiǎn)單。經(jīng)過(guò)分析研究，找出了問(wèn)題所在，主要就是對(duì)風(fēng)化料或砂礫石料試驗(yàn)所取的試樣與筑堤所用的料有差別，不是巖性與結(jié)構(gòu)的差別，而是顆粒成分的差別，從顆粒分析結(jié)果可看出筑堤所用的料與取樣試驗(yàn)所用之料是不同的，進(jìn)一步分析，級(jí)配相同或相近時(shí)，顆粒越粗大的成分含量越高，則密度值就越大，否則，密度值越小，在檢驗(yàn)筑堤碾壓質(zhì)量時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，也發(fā)現(xiàn)了此問(wèn)題。關(guān)鍵是怎樣才能取得與施工時(shí)相同的試樣，這是個(gè)難題，為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)閹r石風(fēng)化料，在原地是一種巖石，風(fēng)化程度由地表向深部逐漸減弱，也就是說(shuō)，淺表部

7、風(fēng)化程度較高，取樣時(shí)的顆粒成分較細(xì)，向深部無(wú)法取樣，或很難取樣，即使取到了顆粒較粗的試樣，可以做出一組或幾組數(shù)據(jù)，也不太可能在每一個(gè)深度內(nèi)都取樣,即使能做到,也不能完全代表施工時(shí)筑堤所用料的類(lèi)型,即粒度成分也不能完全與所取試樣相同,如此,即便是取樣做試驗(yàn)再多,也無(wú)法代表所有的筑堤材料的性質(zhì),也就是說(shuō),要使施工碾壓密實(shí)度真正達(dá)到或超過(guò)一級(jí)堤防控制相對(duì)密度0.75,是不易鑒別的,原因就是筑堤材料粒度成分不與所做試驗(yàn)的試樣相同,有的即使達(dá)到了要求的控制干密度值,實(shí)際上也未必達(dá)到所要求的碾壓相對(duì)密度0.75。3幾點(diǎn)建議在用粗粒土筑堤時(shí)怎樣才既能達(dá)到所要求的

8、控制干密度值，其控制相對(duì)密度是關(guān)鍵。其有效方法為：1)盡量取得縱橫向上有代表性(主要是顆粒成分)幾個(gè)部位及不同深度內(nèi)的試樣