水库不均匀土料的压实控制技术

不均匀土料的压实控制技术一、工程特点xx水库位于德宏州陇川县城子镇以北5km、瑞丽江一级支流南宛河上游干流上，是目前云南省建在软基上最长的土料分区坝，坝基为第三系N5-1、N5-2、N5-3含砾中细砂土及砂卵砾质土，N6砂质粘土、N7-1砂卵砾质土，软基层厚度500m，大坝坝顶高程1000.4米，最大坝高37.5米，坝顶长1083米，坝体填筑分三期进行，总填筑量140万m3，第一期度汛坝体填筑63万m3，施工过程中，因上坝土料不均匀，无法用传统的一个设计控制指标对压实度进行控制，根据这一实际情况，设计指标由原来的固定的干密度值控制修改为用干密度和压实度两个指标控制，对干密度较小的试坑还必须进行颗分试验，判明土料，再用相应试坑的湿密度除以击实所得最大湿密计算压实度进行压实控制。二、现场碾压试验情况分析xx水库坝体填筑所用含砾砂料为上第三系含砾砂土、砾质砂土夹薄层粉土、粘土层，料场土料分布及不均匀，大坝填筑开工前，在现场进行了8场含粒砂料的碾压试验，碾压试验中测得的干密度大的可达1.90g/cm3，小的只有1.54g/cm3，平均1.73g/cm3，含水率最高的有28.4%，最低的只有13.9%，从颗分试验测得的粗细粒土料的含量比例来看，土料中粒径小于0.075mm的细粒土含量高的有73.0%，低的只有26.6%，这是由土质不均匀造成的；因为土质复杂，干密度指标变化范围很大，施工过程中不可能用传统的一个固定的干密度值进行压实控制。三、压实控制过程中的技术难点及处理方法在施工过程中，每个层面上下游含砾砂料合计挖坑取干密度样20个，如果用现场取样干密度比同坑位的最大干密度计算所得压实度进行压实控制，理论上是一种最好的方法，但在实际施工中试验工作量将成倍加大，而且会严重制约上坝强度，影响安全度汛，经专家组、建设方、设计方、施工方对现场碾压试验及大量的室内击实分析，认为含砾砂料料场为沉积层，土质复杂，干密度的大小于>0.075mm的粗粒土含量多少成正比，土质好的，击实所得的最大干密度值就高，土质差的，击实所得的最大干密度值就会低，在遵循客观实际的基础上，从工程质量及安全度汛考虑，形成以下共识：a、这里的坝基是软基，坝体填筑后，基础的沉降变形会大于坝体的沉降变形，为了使坝体能适应基础的变形，土料含水率应略高于最优含水率，这样才能满足其塑性变形的要求，所以压实度只能用98%来控制。b、如果土质均匀，在同一碾压层取得的干密度值变化不大，则压实指标以干密度值≥1.73g/cm3控制；在同一层面，对干密度变化范围较大的，对取样值大于1.73g/cm3的点视为合格，干密度小于1.73g/cm3的点，在土料中或多或少含有浅黄色、灰白色、红白相间双色胶泥的土料，þd与W的变化范围较大。凡W大于20%的土料，干密度值都较低，通过对这些取样点试坑的的土料作筛分分析，其细粒含量都较高（对小于0.075mm的细粒土高于50%的属于含砂细粒土），因此只能用同坑位的土料，在单位击实功能592.2KJ/cm3作单点击实测得的密度值，用密度比（实测密度/击实密度）≥0.98作为合格判别标准。在施工过程中，考虑到料场含砾砂料分布的不均匀性及含水量偏高这一情况，场料开采过程中，采用立面开采，立面开采的一个撑子面高度控制在4米左右，这种开采方法的最大好处是有利于降低上坝土料的含水量和不均匀料的拌和使用，对开采过程中遇到比较集中的胶泥状土料，作为弃料清除。在坝体填筑施工过程出现的情况与现场碾压试验情况基本一致，下表是施工过程中大坝下游第三层的现场干密度取样及对应坑位的颗分分析情况表：xx水库下游第三层含砾砂土压实取样表留序控号谎各粒组含量（踢%咬）铸含水率留（给%史）府干密度（逢g/cm举3迈）糠＞馆10骗10朗~锋5勇5~2灰2~0.5钱0.5~0.巡25锈0.25~0少.075复＜馅0.075爆1将1.3脏7.6粘23.3皇12.6钻11.7咽43.5水16.7廊1.79毁2丢0.5握2.4爸9.3屿19.9枕12.3式11.3担44.3朱18.2卸1.74月3朋1.4弦1.3听8.7冈22.1会12.7辽12.2览41.6华15.9暮1.8五4浩1.6预8.4把22.3伸13.9智14.6捕39.2敲14.2廉1.77效5瘦2.9刚2.8咐9.6嚷22.1汁13.6海11.9腹37.1鸦14.4油1.83践6生1.4没2.4锣7.3拣19.1掉11.2礼10.2埋48.4役18.8顿1.8埋7周0.3成2.2担6老16.5略9.6极9.7虾55.7既20.1执1.68刺8搜0.2忙2.7陕11.1饼6.6贺6.4满73太28.4妹1.56团9爸1.4亩6.7拳17.2双9.9贩10.9就53.9率21.1裁1.67昂10窃2.5肉1.1医6.7际17.9析11.6者11.8吩48.4喷18.8温1.76不说明：圾7闯、白8左、婚9致号坑样干密度法值小于路1.73魄g杰/cm壤3局，取试坑土样熔作击实麦，言7达号坑最大干密辈度：末1.69骑g佛/cm汉3摸,战最优含水率汉：薄19.8上%扛；歪8劈号坑最大干密社度：暴1.55东g混/cm评3拒,动最优含水率吓：叶29.1棕%绸；制9槐号坑最大干密滔度：不1.67正g奔/cm刺3争,鉴最优含水率快：辰20.8%大坝第三层碾压结束后挖坑取样干密度值显示，7、8、9号坑位的干密度值较小，为了进一步证实干密度和颗粒含量的关系，在对应的10个坑位分别作了颗分试验，从上表的颗分试验情况看出，7、8、9号坑位土料的细粒含量（＜0.075mm的含量称细粒含量）超过了总量的50%，土料为细粒土，又分别对7、8、9号坑位的土样作击实试验，计算压实度值均大于98%，如果对这种土料继续进行碾压，则会在碾压层面出现弹簧土现象，对坝体填筑质量不利。因含砾砂土料场土料分布不均匀，所以在坝体填筑过程中，上述情况普遍存在，针对这一情况，每隔一定的层数就在铺筑层面碾压后的干密度取样坑位又取土样做室内击实试验，结果显示很多层面的最大干密度存在较大差异，这也和碾压试验的结论完全相符。下图是施工过程中大坝上游第二十六层现场干密度取样对应坑位的室内击实图：上图可以查出同一层面的最大干密度变化范围为：1.65～1.84g/cm3,最优含水率变化范围为：15～22%，土料变化大是形成这一现象的根本原因，也进一步说明用传统的一个固定的干密度值不可能在施工过程中对压实进行控制，采用上述形成的共识对施工过程的压实进行控制是正确的。四、效果分析句xx院水库第一期度泥汛坝体共挖坑旬取样检测含砾蚊砂土料干密羽度切38惰9暴组，范围值为牙1.59g图/cm拔3亡～守1与.94g蒜/cm洋3撑，平均值为志1.83g沙/cm蛙3吼；含水率范围柜值仙为妈9.9意%网～铜29.8伸%叠，平均全值丛15.9瞎%格；度汛坝体填娇筑结束后对坝价体沉降进行了高观测，最大沉合降油7mm晴，完全符合设隐计要求。扛结论君：五通过对箱xx焰水库大坝不均裙匀土料填筑过还程的压实控制竹，认为在土石棵方填筑施工过描程中遇到土料区场土料分布不灾均匀，最大干樱密度变化范围捧较大的情况时居，不易采用一瞒个固定的干密灰度值进行控制猪，应根据实据脊情况，