土石壩無(wú)粘性粗粒料填筑標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評(píng)價(jià)探討

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1、土石壩無(wú)粘性粗粒料填筑標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評(píng)價(jià)探討第25卷第4期2006年8月四川7k力發(fā)電SiehuanWaterPowerVo1.25,No.4Aug.,2006土石壩無(wú)粘性粗粒料填筑標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評(píng)價(jià)探討孫陶,高希章(四川省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,四川成都610072)摘要:土石壩無(wú)粘性粗粒料填筑標(biāo)準(zhǔn)往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定,而施工質(zhì)量主要是通過(guò)碾壓參數(shù)控制,理論依據(jù)不足.最大干密度和已建工程實(shí)踐證明表面振動(dòng)器法最大干密度與實(shí)際填筑干密度基本相等,可以直接指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工,據(jù)此提出了設(shè)計(jì)和施工控制標(biāo)準(zhǔn);從砂礫石料,堆石料等無(wú)粘性粗粒料的特性探討

2、了填筑標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍.利用干密度與<5mm粒徑含量關(guān)系和填筑干密度,可以準(zhǔn)確及時(shí)地對(duì)照填筑標(biāo)準(zhǔn)作出填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果.關(guān)鍵詞:表面振動(dòng)器法;無(wú)粘性粗粒料;填筑標(biāo)準(zhǔn);最大干密度中圖分類號(hào):TV431;Tv4l文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1001-2184(2006)044)018434砂礫石料,堆石料等無(wú)粘性粗粒料壓實(shí)效果是心墻土石壩和面板堆石壩設(shè)計(jì),施工與運(yùn)行管理的關(guān)鍵,壓實(shí)效果是用所測(cè)得的干密度反映,而干密度是設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制的主要指標(biāo).無(wú)論是天然砂礫石料,還是爆破堆石料往往是不均勻的.在相同壓實(shí)條件下干密度指標(biāo)相差較大.

3、采用某一固定干密度作為設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),必然會(huì)出現(xiàn)有的壓實(shí)干密度值達(dá)到或超過(guò)控制指標(biāo)但壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)偏低或偏松,而有的壓實(shí)干密度值未達(dá)到控制指標(biāo),壓實(shí)結(jié)果卻是緊密的,這樣就形成了由于緊密程度的不同而使壩體容易發(fā)生不均勻變形進(jìn)而危及壩體安全.無(wú)疑,用單一干密度作為設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)誤區(qū).因此,進(jìn)行土石壩無(wú)粘性粗粒料壓實(shí)和填筑標(biāo)準(zhǔn)研究具有實(shí)際意義.1關(guān)于規(guī)范tits]規(guī)定的填筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于砂礫石料,堆石料等無(wú)粘性粗粒料的填筑標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范u]中規(guī)定:砂礫石料的填筑標(biāo)準(zhǔn)是以相對(duì)密度為設(shè)計(jì)控制指標(biāo),其相對(duì)密度不低于0.

4、75,反濾過(guò)渡料宜為0.70;堆石的填筑標(biāo)準(zhǔn)宜用孔隙率為設(shè)計(jì)控制指標(biāo),土質(zhì)防滲體分區(qū)壩和瀝青混凝土心墻壩的堆石料孔隙率宜為20%～28%,瀝青混凝土面板堆石壩的孔隙率宜在混凝土面板堆石壩和土質(zhì)防滲體分區(qū)壩的孔隙率之間選擇.根據(jù)面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)在表1范圍內(nèi)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步確定,設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)規(guī)定孔隙率(或相對(duì)密度),壩料收稿日期:2006-06-2318級(jí)配范圍和碾壓參數(shù),設(shè)計(jì)干密度可用孔隙率和巖石密度換算,設(shè)計(jì)干密度應(yīng)不小于用設(shè)計(jì)孔隙率(或相對(duì)密度)換算的干密度值,其標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)不大于0.1g/cm..表1壩料填筑標(biāo)準(zhǔn)表土石

5、壩和面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定填筑標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn):(1)用標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)的質(zhì)量管理方法;(2)由于巖塊內(nèi)部存在封閉空隙,空隙被視為顆粒的一部分,封閉空隙多時(shí)巖石密度較小,因而其干密度較小,但換算孔隙率不高,按孔隙率控制較為符合堆石料的物理狀態(tài);(3)同時(shí)規(guī)定孑L隙率(或相對(duì)密度)和碾壓參數(shù)實(shí)現(xiàn)"雙"控制較為現(xiàn)實(shí);(4)不同材料采用不同的控制標(biāo)準(zhǔn),如粘性土,砂礫石和堆石料分別采用壓實(shí)度,相對(duì)密度和孔隙率.但砂礫石料和堆石料等無(wú)粘性粗粒料往往是不均勻的,孔隙率和相對(duì)密度用單一的值難以控制施工質(zhì)量.碾壓試驗(yàn)只能應(yīng)用于工程施工階段,而在工程可行

6、性研究,初步設(shè)計(jì)和招投標(biāo)階段沒有碾壓試驗(yàn)條件時(shí)確定碾壓參數(shù)不現(xiàn)實(shí).表1中孔隙率的取值范圍非常大,實(shí)際應(yīng)用時(shí)不易掌握,因此,確定填筑標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)實(shí)的方法是基于室內(nèi)最大最小干密度.筆者結(jié)合工程實(shí)踐,對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)方法,填筑標(biāo)準(zhǔn)和填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行了討論.2表面振動(dòng)器法和振動(dòng)臺(tái)法最大干密度是對(duì)應(yīng)其試驗(yàn)條件的相對(duì)值,因此稱其為最大指標(biāo)干密度更為準(zhǔn)確.堆石料等無(wú)粘性粗粒料室內(nèi)最大干密度的測(cè)定方法主要有以下兩種:(1)振動(dòng)臺(tái)法;(2)表面振動(dòng)器法.美國(guó),加拿大,日本等大多數(shù)國(guó)家采用振動(dòng)臺(tái)法;而英國(guó),瑞典等國(guó)采用表面振動(dòng)器法.我國(guó)水利水電土工試驗(yàn)規(guī)程基

7、本沿用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)法,表面振動(dòng)器法的研究和應(yīng)用處于起步階段.它們的共同特點(diǎn)都是以振動(dòng)力和靜壓力聯(lián)合作用于土顆粒上,伴隨有顆粒破碎,使大小顆粒相互充填和擠緊,密度增大.研究中的表面振動(dòng)器法和振動(dòng)臺(tái)法的試驗(yàn)儀器基本參數(shù)見表2.表2相對(duì)密度試驗(yàn)儀器基本參數(shù)表表面振動(dòng)器法中的振動(dòng)器直接作用于試樣上,其重量已包括在附加荷重中;而試樣筒和試樣的重量則作用于地面上,從而使得表面振動(dòng)器法從原理上看比振動(dòng)臺(tái)法更接近于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓,操作更為簡(jiǎn)單,可以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的大型試驗(yàn).具體試驗(yàn)方法與土工試驗(yàn)規(guī)程粗顆粒料相對(duì)密度規(guī)定方法基本一致,區(qū)別在于:分

8、三層裝樣,每層振動(dòng)壓實(shí)時(shí)間為8min.有資料表明,即使室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)的級(jí)配一致,采用現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程振動(dòng)臺(tái)法測(cè)定的最大干密度,其室內(nèi)測(cè)定值低于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓實(shí)干密度.因此,需要對(duì)室內(nèi)最大干密度試驗(yàn)方法作合理的研究改進(jìn),以保證室內(nèi)試驗(yàn)確定填筑標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)現(xiàn)代施工機(jī)具和技術(shù)從而可以直接指導(dǎo)設(shè)計(jì)