土方填筑碾压试验方案

/晋城市白马寺人工湖工程土方填筑生产性碾压试验报告（补充试验）山西省水利建筑工程局晋城白马寺人工湖工程项目部报告日期：二零一一年六月十二日晋城市白马寺人工湖工程土方填筑生产性碾压试验报告1.目的1.1核实填筑设计标准的合理性。1.2通过试验为大坝及湖区土方填筑选择满足设计要求的、合理的碾压技术参数（铺土厚度、碾压遍数）；适宜的土料含水率范围值；取土、卸料、平整、碾压等施工方法，以指导大坝及湖区全线施工。2.试验依据2.1《碾压式土石坝施工技术规范》SDJ213-83；2.2《土工试验规程》SL237-1999；2.3相关《设计文件》。3.试验用料3.1试验用料为业主指定的位于人工湖北侧1#土场的土料。3.2试验用料的击实试验按SL237-1999方法进行击实试验，采用标准击实仪，25击次，锤重2.5kg，落距30.5cm，单位体积功能为592.2KJ/m3，试样制备采用干法。3.3试验用料做击实试验一组，人工湖北侧1#土场取土料，最大干密度和最优含水率分别为ρdmax=1.72g/cm3、ωop=18.3%（见土击实报告），以此数据做为本次碾压试验的压实度控制指标。4．碾压试验的机械组合及碾压机械的技术指标4.1机械组合见下表表1机械名称单位数量1m3台120T自卸汽车辆2160HP推土机台1自行式振动平碾台14.2自行式振动平碾主要性能指标表2型号工作质量(T)外形尺寸（mm）振动频率（HZ）激振力（KN）名义振幅（mm）行驶速度（km/h）LG520A206240×2440×321028351/2001.9/1.02.2/4.5/9.25.场地布置及要求碾压试验场地规划在湖区东侧进水口附近。为确保试验场地基础的平整和坚实，在规划的场地范围内对原基础清表50㎝后，碾压6遍，经取样检测干容重大于设计干容重1.60g/cm3，在其上铺土厚20㎝～30cm找平，采用自行式振动平碾静压两遍，振压6遍后，经测量填土不再下沉，经取样检测干容重均大于设计干容重1.60g/cm3。6.碾压试验6.1碾压试验的工艺流程如下图N测松铺厚度N测松铺厚度20T汽车运输，进占法卸料挖掘机立面取土160HP推土机平料静压2遍振压4、6、8遍测振压后的沉降量环刀法取样检测压实度6.2试验方法6.2.1在压实、找平的基础上，按碾压试验场地平面布置图（见图1）的要求，用白灰线放出试验场地。测量人员在试验场地内取样点上测量高程，并将不同碾压遍数的取样断面引出试验场地以外进行标识。6.2.2参照类似工程经验，本次试验机械松铺厚度选择30cm、35cm、40cm三个不同铺土厚度。6.2.3人工配合160HP推土机按三个不同的铺土厚度（30cm、35cm、40cm）平土，检测人员用测扦测松铺厚度，测量人员在取样点上测量高程。6.2.4自行式振动平碾全场静压2遍，以达到稳压的目的。再以一档中油门的行进速度、27HZ的频率在平行于铺料方向上，前进—后退法在设定的区域内分别振压4、6、8遍后，退出试验场地。6.2.5在不同振压遍数的取样点上，测量人员测高程，试验人员用环刀法检测密度。7.试验成果内容及分析7.1试验成果7.1.1碾压试验测量记录见表3；测量成果汇总见表4；压实度检测成果汇总见表5。7.1.2碾压遍数与沉降量的关系曲线见图4；碾压遍数与干密度的关系曲线见图5；碾压遍数与压实度的关系曲线见图67.2成果分析7.2.1从表4、图4可以看出，铺料厚度相同时，在碾压遍数4~6遍内，沉降量随碾压遍数的增加而增加，在碾压遍数6~8遍内，沉降量增加很小或不再增加，说明土体已被基本压实。7.2.2从表5、图5、图6可以看出，压实干密度（压实度）随碾压遍数的增加而增大，随铺土厚度的增加而减小，符合一般填筑材料的工程特性。7.2.3从表5可见机械松铺厚度为35cm时，静压2遍振压6遍，压实干密度最小值为1.62g/cm3，最大值为1.64g/cm3，平均值1.63g/cm3，对应土料含水率最小值为16.92%，最大值18.81%，平均值18.18%，（该土料的击实试验结果为：最优含水率18.3%，最大干密度1.72g/cm3）平均压实度为0.95，满足设计填筑标准；当机械松铺厚度为40cm时，静压2遍振压6遍后，压实干密度最小值为1.60g/cm3，最大值为1.62g/cm3，平均值1.61g/cm3，对应土料含水率最小值为16.42%，最大值19.49%，平均值18.28%，平均压实度为0.94，满足设计压实度要求；三个不同铺土厚度、静压2遍振压4遍后，压实度合格率很低。三个不同铺土厚度、静压2遍振压8遍后，压实度合格率很高，但是施工工艺复杂。7.2.4这次试验所用土料的含水率基本上是最优含水率。要想满足设计填筑标准，机械松铺35—40cm时，须静压2遍振压6遍，共8遍。8.结论8.1填筑含水率应控制在最优含水率附近，其上、下限偏离最优含水率不超过-2%~+2%。8.2综合分析试验结果，选择最优施工碾压技术参数见表6：施工碾压技术参数表6设计压实度土料含水率（%）机械松铺厚度（cm）碾压遍数机械使用技术参数振动频率行驶速度0.9316.3~20.335~40静压2遍后振压6遍27Hz一档中油门8.3考虑到大面积机械化施工时，不可能象碾压试验控制的那样严格，铺料厚度不一定掌握的很准，只要控制在小于等于40cm，静压2遍后再振压6遍，即可满足设计填筑标准。8.4碾压方法，平行于渠轴线前进—后退法碾压，前进一趟算一遍，再原位退回算两遍，错车搭接以20㎝为宜。每两遍的搭接处要错位，严禁漏压和过压。如错距碾压，错距0.5m时，一个压程为4遍，错距1m时，一个压程为2遍，即碾宽/错距=碾压遍数。9.注意事项9.1行车速度一定要按确定的碾压参数严格控制，特别是振动碾，有一个压力和压力波的传递过程，如果行车速度过快，使压力和压力波传递很浅，这样就不能达到预期的目的，降低了碾压效果。9.2随时保证碾压机具的性能（如频率、振幅），同时要不断提高平整、碾压机械司机的操作水平，避免碾压混乱造成漏压、过压现象。9.3填方时，边坡部位超填要满足规范要求，以保证削坡后边坡压实度能满足设计填筑标准。9.4由于自行式振动平碾吨位偏大，应严格控制土的上限含水率不超过20.3%。9.5在回填下一层之前，如果局部因含水量过大出现弹簧土或剪切破坏深度在5㎝以上时，应对局部进行处理后，再进行回填。碾压试验测量记录表3碾压遍数测点铺料前高程(m)铺料后高程(m)碾压后高程(m)铺料厚度(m)压实厚度(m)沉降量(m)备注四遍30-4-1790.266790.560790.5160.2940.250.04430cm30-4-2790.175790.458790.4100.2830.2350.04830-4-3790.254790.530790.4870.2760.2330.04330-4-4790.204790.518790.4720.3140.2680.04635-4-1790.215790.548790.4950.3330.280.05335cm35-4-2790.174790.531790.4800.3570.3060.05135-4-3790.078790.432790.3840.3540.3060.04835-4-4790.081790.426790.3760.3450.2950.0540-4-1790.382790.780790.7260.3980.3440.05440cm40-4-2790.284790.686790.6300.4020.3460.05640-4-3790.127790.511790.4610.3840.3340.0540-4-4790.370790.766790.7110.3960.3410.055六遍30-6-1790.400790.686790.6380.2860.2380.04830cm30-6-2790.494790.798790.7510.3040.2570.04730-6-3790.093790.411790.3610.3180.2680.0530-6-4790.206790.485790.4420.2790.2360.04335-6-1790.266790.608790.5550.3420.2890.05335cm35-6-2790.481790.810790.7580.3290.2770.05235-6-3790.220790.596790.5420.3760.3220.05435-6-4790.446790.800790.7490.3540.3030.05140-6-1790.195790.597790.5400.4020.3450.05740cm40-6-2790.134790.524790.4660.390.3320.05840-6-3790.232790.617790.5610.3850.3290.05640-6-4790.348790.775790.7230.4270.3750.052八遍30-8-1790.333790.627790.5810.2940.2480.04630cm30-8-2790.091790.403790.3540.3120.2630.04930-8-3790.222790.508790.4610.2860.2390.04730-8-4790.159790.449790.4040.290.2450.04535-8-1790.218790.574790.5210.3560.3030.05335cm35-8-2790.480790.850790.7960.370.3160.05435-8-3790.483790.826790.7700.3430.2870.05635-8-4790.028790.386790.3320.3580.3040.05440-8-1790.376790.788790.7300.4120.3540.05840cm40-8-2790.216790.622790.5660.4060.350.05640-8-3790.418790.808790.7530.390.3350.05540-8-4790.266790.664790.6040.3980.3380.06注：表中测点编号含义如：30-4-1，30—计划铺土厚度，4—碾压遍数，1—点号。测量计算：校核：监理：年月日碾压试验测量成果汇总表表4碾压遍数计划铺土厚度(cm)实测铺土厚度(cm)实测压实厚度(cm)实测沉降量(cm)实测值平均实测值平均实测值平均静

压

2

遍振压4遍3029.428.327.631.429.225.023.523.326.824.74.44.84.34.64.53533.335.735.434.534.728.130.730.829.729.85.35.14.85.05.14039.840.238.439.639.534.433.633.434.133.95.45.65.05.55.4振压6遍3028.630.431.827.929.723.825.426.823.624.94.84.75.04.34.73534.232.937.635.435.028.927.732.230.529.85.35.25.45.15.34040.239.038.542.740.134.533.232.937.534.55.75.85.65.25.6振压8遍3029.431.228.629.029.624.526.023.624.224.64.64.94.74.54.73535.637.034.335.835.730.331.628.730.430.35.35.45.65.45.44041.240.639.039.840.235.234.833.333.634.25.85.65.56.05.7测量：汇总计算：校核：监理：年月日碾压试验压实度检测成果汇总表表5碾具碾压遍数铺土厚度30cm35cm40cm测点编号含水率(%)干密度(g/m3)压实度测点编号含水率(%)干密度(g/m3)压实度测点编号含水率(%)干密度(g/m3)压实度18T自行式振动平碾静压2遍振压4遍30-4-117.151.590.9235-4-119.501.560.9140-4-117.211.530.8930-4-218.471.580.9235-4-216.641.570.9140-4-216.301.530.8930-4-316.461.570.9135-4-319.601.580.9240-4-320.111.530.8930-4-419.991.600.9335-4-418.751.570.9140-4-419.711.540.8930-4-517.731.600.9335-4-518.791.580.9240-4-518.211.540.90平均17.961.590.92平均18.651.570.91平均18.311.530.89振压6遍30-6-117.991.670.9735-6-118.811.620.9440-6-119.491.60.9330-6-217.171.650.9635-6-217.391.630.9540-6-218.821.610.9430-6-318.631.660.9735-6-316.971.640.9540-6-316.421.610.9430-6-419.631.660.9735-6