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土坝施工压实质量“三步检测法”的快速检测方法

一、土坝快速连续施工与质量检查的矛盾

1、土坝施工以其成本低、易于施工的特点，在水利工程土坝的建筑施工

中广泛应用，但一般来说土坝的填筑方量都非常大，多数是在几十万方，甚至上

百万方。例如：尼尔基水利枢纽右副坝I标工程，粘土心墙坝：总长2387.45m,

总填筑量约为51.7万m3,其中粘土心墙填筑量为6.15万m3；右副坝I标工程在

2003年9月上旬至10月上旬的填筑高峰期，平均日强度约为5500m3,最高日强

度达到7640m3,因此，土坝填筑施工都是高强度、快速连续的施工作业。

2、由于在施工中要坚持贯彻“质量第一”的方，必须达到创优工程的

质量指标（右副坝I标工程的要求合格率达100%,优良品率达86%,重要部位均

为优良），并且，在施工管理过程中，健全管理体制，建立监理验收制度，将坝

体填筑施工划分成每160米一个单元，每个单元，每一种、每一层料都要实行严

格的质量检查和验收程序，其程序见如下框图：

正规填筑质检程序框图

完成以上程序框图的六个步骤，特别是室内试验，必须采用《土工试验规

程》中严格规定的“环刀取样法（对粘土料）或灌水法（对砂砾料），需要较

长时间（约两小时），资料汇总至监理签证又需要1-3小时，以至于按正规的方

法完成上述六道质检程序最少需要3个小时，经常是4-5个小时。对于一个单元

一种料从填筑一层直至压实完毕只需要4-6小时，而质检验收需要3-4小时，施

工被迫中断，这样就造成要求高强度施工与质量检查验收占据很长时间之间的尖

锐矛盾。（以尼尔基右副坝I标工程为例，在2003年春季，刚开始填筑施工时，

质检时间占据总施工时间的40%左右）。

对这一尖锐矛盾，为了促使施工单位提高生产效率而又不能降低质量检

查标准，更不允许减去质检的程序，为此，我们经过反复摸索、积累经验，研究

出了一套快速质检程序法，即“三步检测法o

二、以尼尔基右副坝工程填筑为例，说明“三步检测法o

1、粘土心墙填筑压实质量的“三步检测法o

第一步，提前对土料场的粘土料进行快速检查含水率，其目的是控制允许

上坝的土料质量，以确保土料易于压实合格。

快速检测土料含水率的方法：在料场对土料的不同深度取多组代表性试

样，采用酒精燃烧法，快速检测土料含水率，合格的土料方可允许上坝施工。

一般来说，土的含水率在适合含水率范围内（w±2%）,采用常规规定的

碾压参数（本工程规定土料摊铺厚度30cm,振动凸块碾先静压1遍，振动压实8

遍，再静压1遍，共10遍），即可达到合格（设计干容重1.62g/cm3）o反之，

含水量偏大或偏小，超出了适宜范围的土料，只进行常规的碾压大都不能合格。

含水量贪偏大，无法压实，需进行翻晒处理，直接影响了正常施工程序，耗时费

力，增加成本；含水量偏小，必须增加碾压遍数到12遍至14遍才可能合格。

第二步，在经第一步的初步检查后，进行常规的环刀法取样，在取样过程

中进行中目测、手感，以判断压实效果。

目测、手感方法为：对于压实合格以上的土料，有镐刨或锹挖，都很困难，

一镐只能挖深3-5cm,被切割土层的断面密实而且连续，出现细腻光滑的表面，

用手掰土块，明显感觉具有一定的抗折力，土料之间胶结状态较好，这样的压实

土料其压实度，多数可达到设计指标，可以初步认为压实合格。反之，如果镐刨

很容易，一镐刨深5cm以上，甚至用锹即可插入，土层切割断面粗糙不连续，有

峰窝孔，容易用手掰碎，容易将土块捏成扁圆或土条，或者用脚跺踩压实表面能

留下明显脚印，这样的土料可断定达不到设计压实指标，因此也没有必要做环刀

法取样检查，而应该立即通知施工单位进行补压处理，直至目测判断合格才能做

环刀法取样试验。

第三步，快速计算出环刀法试样的湿密度，并采用第一步所测试的土料含

水率来进一步判断土料是否压实合格，艮在试验室内快速称量环刀内土料的重

量，计算出土料的湿容重（土料的湿容重二湿土质量/环刀容积，环刀的容积和重

量都是预先称量并有记录），利用第一步所测的土料含水率，推算出该土料的干

容重（干容重二湿容重/（1+含水率），看干容重是否合格便可作出决定，而不必

等待试验的最终精确结果，可以节约大部分的检测时间。判定合格，就可通知现

场监理进行检查，争取监理同意，允许继续连续