砂卵石填料在南水北调工程中碾压试验及施工技术.docVIP

砂卵石填料在南水北调工程中碾压试验及施工技术 　　摘要：砂卵石在自然界分布广泛，具有透水性强、承载力高、沉降变形小、压实密度大的特点，是一种优良的换填和填筑材料。本文通过对南水北调中线邢台市区段工程中砂卵石填筑的介绍，确定了填筑时的碾压方式、铺料厚度等施工参数，为今后类似工程施工提供了参考。 　　关键词：砂卵石 填筑 碾压试验 　　中图分类号：TU521.1文献标识码： A 文章编号： 　　1、工程概况 　　南水北调中线干线一期邢台市区段总干渠全长15.898km，其中渠道长15.033km，建筑物长0.865km，共布置各类建筑物27座。工程等别为一等，主要建筑物级别为1级，河渠交叉建筑物的设计防洪标准100年一遇，校核防洪标准300年一遇，左岸排水建筑物设计防洪标准为50年一遇，校核防洪标准200年一遇，地震设计烈度为7度。 　　该段涉及砂卵石填筑包括七里河倒虹吸进出口、张东村沟排水渡槽槽墩等部位地基换填砂卵石及七里河倒虹吸管身段、张东村沟排水渡槽槽墩等范围的砂卵石填筑，总量31.3万方。 　　2、碾压试验 　　2.1试验目的 　　为了施工时达到设计指标要求，通过碾压试验来确定最佳碾压方式、碾压行车速度、松铺厚度、碾压遍数、铺料级配等施工工艺及参数。 　　2.2设计指标 　　填筑用砂卵石采用基坑开挖料，填筑材料中粒径大于2cm的卵砾石含量不小于60％（质量），最大粒径不超过20cm。换填砂卵石相对密度不小于0.8，回填砂卵石相对密度不小于0.75。 　　2.3试验准备 　　2.3.1原材料 　　回填用料采用七里河倒虹吸基坑砂卵石开挖料，砂卵石中粒径大于2cm的卵砾石含量不小于60％（质量），且最大粒径不超过20cm。 　　现场试验室对选取的砂卵石进行最大、最小干密度试验及筛分试验，试验结果为最大干密度2.31g/cm3，最小干密度1.96g/cm3，筛分结果满足设计要求。 　　2.3.2机械设备配置 　　现场试验使用的主要机械设备有振动碾（20t）一台、推土机(162kw)一台、自卸汽车（20t）、装载机（ZL150）一台。 　　2.3.3场地布置 　　碾压试验场地根据施工现场现有条件，选择在七里河营区。该场地宽阔平坦，地基较坚实，距七里河基坑砂卵石开挖料较近，符合碾压试验的场地要求。碾压试验施工前，先用推土机对碾压场地进行修整，再采用20T自行式振动碾压实。 　　碾压试验场地面积30×21msup2;，共设9个区域，每个区域有效面积10×7msup2;,见表1。 　　表1 区域编号与铺土厚度、碾压遍数对照表 　　 　　 　　2.4试验方法 　　2.4.1工艺流程 　　试验场地碾压密实后测量放线，划分各区域，即开始碾压试验。每一场次的试验施工过程为：测量放线→埋设基础面观测钢板、观测→铺料→埋设表面观测钢板、观测→碾压→试验检测。 　　2.4.2砂卵石料的选取 　　选取七里河基坑开挖砂卵石料进行碾压试验，人工筛选出粒径超过20cm卵砾石，并弃用。 　　2.4.3铺料 　　采用20t自卸车进占后退法铺卸料，推土机或装载机铺料，人工配合辅助，即自卸车行走在经推土机推铺平整的本层填料上，控制2档行使。 　　2.4.4碾压 　　试验时自行振动碾采用前进、后退全振搭接法碾压，前进、后退一个来回按两遍计，行走速度控制在2km/h左右。 　　2.4.5试验检测 　　用灌水法测不同铺料厚度（40mm、50mm、60mm）不同碾压遍数（4遍、6遍、8遍）后的含水率和干密度，计算出相对密度。试验参照《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）和 《土工试验规程》（SL237-1999）进行。 　　考虑到碾压不完全与施工条件一致，所以确定碾压试验实际标准的合格率时，应稍高于设计标准(一般可为5%左右)。 　　2.5试验结果分析 　　不同碾压条件下干密度试验结果见表2。 　　表2碾压试验数据 　　 　　 　　2.5.1铺料厚度与干密度的关系 　　铺料厚度与干密度的关系如图1所示。从图1中可看出，在相同的碾压遍数下，随着铺料厚度的增加，干密度在变小；但如过铺料过薄，则会影响施工进度。因此在满足设计要求的情况下选择合适的铺料厚度，根据本次试验结果铺填厚度选择60cm。 　　 　　图1 　　2.5.2碾压遍数与干密度的关系 　　碾压遍数与干密度的关系如图2所示。由图2中可看出，在相同的铺料厚度下，随着碾压遍数的增加，干密度在增大。根据试验结果，考虑结果稍高于设计标准，碾压遍数选取8遍。 　　 　　图2 　　综上分析，当施工铺料为60cm厚时，用20T振动碾碾压8遍（先静碾2遍，再振碾6遍）满足设计要求并且效果最好，砂卵石含水率不低于3%。