某水庫(kù)堆石壩體填筑密度三種方法對(duì)比試驗(yàn)研究

(中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司施工科學(xué)研究所， 浙江 建德 311600)

某水庫(kù)堆石壩體填筑密度三種方法對(duì)比試驗(yàn)研究

唐國(guó)慶

(中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司施工科學(xué)研究所， 浙江 建德 311600)

堆石面板壩堆石體填筑是壩體的主要部分，其碾壓施工質(zhì)量的控制指標(biāo)之一是堆石體的干密度。目前檢測(cè)干密度最常用的方法是灌水法，有專家認(rèn)為灌水法由于受到塑料薄膜能否緊貼坑壁以及未考慮薄膜褶皺等因素的影響，使所測(cè)的密度比實(shí)際密度偏高。本文采用灌水法、砂漿填隙灌水法、灌砂法對(duì)壩體干密度進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比研究，推翻專家質(zhì)疑，驗(yàn)證灌水法科學(xué)可行，供同類工程參考。

大壩堆石體； 干密度； 對(duì)比試驗(yàn),； 分析研究

某水庫(kù)大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，設(shè)計(jì)壩頂長(zhǎng)448m、寬10m，壩頂高程165.8m,趾板基礎(chǔ)最低高程24.3m，最大壩高132.5m，最大壩底寬388m，上游壩坡1∶1.4,下游壩坡設(shè)置3道各10m寬的上壩“之”字公路，上壩公路之間壩坡為1∶1.25，平均壩坡1∶1.57。壩的上游面設(shè)置鋼筋混凝土防滲面板，頂部厚30cm，底部最大厚度68cm。鋼筋混凝土面板下部設(shè)置碎石墊層區(qū)和過(guò)渡料區(qū)。墊層料區(qū)水平寬2.0m，過(guò)渡料區(qū)水平寬4.0m。其后依次為主堆石區(qū)、砂礫石區(qū)、次堆石區(qū)，下游壩面為1m厚的大塊石干砌護(hù)坡。壩體上游80m高程以下為土石料回填區(qū),下部為粉土,上部回填石渣。

堆石壩干密度質(zhì)量控制檢測(cè)采用灌水法。實(shí)施過(guò)程中質(zhì)監(jiān)機(jī)構(gòu)專家提出，用灌水法測(cè)試壩體干密度，由于塑料薄膜不能緊貼坑壁，試坑的臨界面處的部分孔隙未計(jì)算在試坑體積內(nèi)，得到的測(cè)試數(shù)據(jù)干密度值偏大。因此，在大壩施工現(xiàn)場(chǎng),對(duì)已壓實(shí)壩料的干密度分別采用灌水法、灌砂法和砂漿填隙灌水法進(jìn)行測(cè)試對(duì)比。

1 測(cè)試方法及實(shí)施情況

該次測(cè)試試坑分布高程為110.0～117.3m，樁號(hào)在0+130+～0+356m壩上59.2m～壩下46m區(qū)間內(nèi),基本覆蓋了測(cè)試條件成熟的待檢測(cè)區(qū)。檢測(cè)部位和數(shù)量詳見(jiàn)表1：

表1 各分區(qū)檢測(cè)部位及檢測(cè)數(shù)量

干密度測(cè)試方法既要有規(guī)范性、準(zhǔn)確性，又要有可操作性。分別采用砂漿填隙灌水法、灌砂法及灌水法進(jìn)行填筑密度檢測(cè)?，F(xiàn)將3種方法詳述如下：

1.1 灌水法

1.1.1 試坑位置的選定

在碾壓完成的待檢測(cè)區(qū)內(nèi)，選擇較為平整的填筑面作為試坑部位,把填筑面整平,將鋼環(huán)放好，用石塊將其固定，撿出環(huán)內(nèi)地面上松動(dòng)和銳利的石塊或碎石片。記錄試坑的高程和樁號(hào)。

1.1.2 初始體積的測(cè)量

將0.08mm厚的隔水薄膜放在環(huán)內(nèi)并盡量使其與填筑面接觸良好，先將臺(tái)秤上水箱注入水，記錄初始重。由水箱向試坑內(nèi)注水，當(dāng)水面恰好與環(huán)上木尺中心的釘尖接觸時(shí)，停止注水，記錄余水重，計(jì)算初始體積。

1.1.3 試坑體積測(cè)量

除去水及薄膜。由環(huán)中心開(kāi)始挖石料，逐漸向下和邊緣擴(kuò)挖，盡量使試坑近似呈圓柱狀，深度與層厚接近。整個(gè)挖坑過(guò)程中嚴(yán)防鋼環(huán)搖動(dòng)或產(chǎn)生位移。試坑中取出的壩料立即進(jìn)行篩分，分別按粒徑稱重并記錄。對(duì)粒徑小于10mm的壩料應(yīng)采取防止水分蒸發(fā)的措施，用四分法取樣，及時(shí)送試驗(yàn)室進(jìn)行細(xì)顆粒分析和含水量測(cè)定。同時(shí)抽取20～40mm和40～80mm壩料，進(jìn)行表觀密度測(cè)定，試坑挖掘完成后，鋪入0.08mm厚的薄膜，依上述1.1.2方法注水，測(cè)量試坑的終體積。終體積與初體積之差即為試坑體積。

1.2 砂漿填隙灌水法

3.5 國(guó)家政策發(fā)展不完善 任何一項(xiàng)衛(wèi)生服務(wù)的順利開(kāi)展，都離不開(kāi)國(guó)家衛(wèi)生政策的大力支持。雖然《中國(guó)老齡事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確指出，加快發(fā)展護(hù)理康復(fù)服務(wù)，但目前我國(guó)還沒(méi)有具體的針對(duì)老年居家康復(fù)的指導(dǎo)性政策條令。我國(guó)社區(qū)康復(fù)仍然存在領(lǐng)導(dǎo)重視不夠和經(jīng)費(fèi)短缺等一系列問(wèn)題［18］。我國(guó)老年福利和社會(huì)醫(yī)療保障體系不健全，財(cái)政撥款有限，社區(qū)康復(fù)處于“無(wú)源之水”的窘境，高昂的費(fèi)用不易報(bào)銷，使得許多殘障人士望而止步，尤其是低保和特困殘疾人，社區(qū)康復(fù)護(hù)理工作缺乏有力的物質(zhì)保證，嚴(yán)重影響社區(qū)護(hù)士開(kāi)展社區(qū)康復(fù)護(hù)理服務(wù)的積極性。

1.2.1 砂漿填隙

完成灌水法測(cè)試后，除去坑內(nèi)水和隔水薄膜。以容量桶裝滿砂漿，沿桶口刮平，對(duì)其進(jìn)行稱重并記錄其重量、容量，計(jì)算砂漿密度。然后用砂漿填補(bǔ)坑內(nèi)邊壁的凹陷部位。將桶內(nèi)剩余砂漿稱重并記錄，按其密度計(jì)算抹入坑內(nèi)砂漿的體積。

1.2.2 注水測(cè)體積

使用0.08mm厚隔水薄膜鋪入坑內(nèi)，使其與坑底和四壁接觸良好。依1.1.2方法向坑內(nèi)注水，并測(cè)水溫，計(jì)算試坑體積。

1.3 灌砂法

墊層區(qū)試坑鋼環(huán)直徑僅0.5m，故在完成工地灌水法之后用灌砂法進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)砂的自然堆積密度(以下簡(jiǎn)稱為自然密度)的測(cè)定

表2 容積桶容積測(cè)定結(jié)果

表3 標(biāo)準(zhǔn)砂密度測(cè)定結(jié)果

為了了解擾動(dòng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砂密度的影響，在測(cè)定中同時(shí)進(jìn)行擾動(dòng)試驗(yàn)。其方法是在自然密度測(cè)試后，用木棒輕敲容量桶壁，使砂致密。砂表面擴(kuò)平后稱砂重，計(jì)算擾動(dòng)密度，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，標(biāo)準(zhǔn)砂在未擾動(dòng)的情況下自然密度相當(dāng)穩(wěn)定，受擾動(dòng)時(shí)的密度則與擾動(dòng)程度有關(guān)，變動(dòng)較大。因此，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，振動(dòng)碾及重型車輛應(yīng)遠(yuǎn)離試坑，以免影響試坑體積測(cè)量精度。

1.3.2 灌砂法測(cè)量試坑的操作方法

完成灌水法測(cè)試后，除去坑內(nèi)水、隔水薄膜和鋼環(huán)，在試坑上置兩條40mm粗的木條，然后在木條上放置灌砂筒。標(biāo)準(zhǔn)砂稱重后，裝入灌砂筒，打開(kāi)閥門向坑內(nèi)注砂。灌滿后用鋼直尺將砂面刮至坑口齊平，裝入灌砂筒，以灌入砂重和自然密度計(jì)算出試坑體積。

2 測(cè)試結(jié)果

該次檢測(cè)共測(cè)試試坑33個(gè)，其中有效試坑30個(gè)。直接灌水法所得的干密度值略大于砂漿填隙灌水法和灌砂法，但差值非常小。三種方法測(cè)得的干密度平均值見(jiàn)表4。由表4可知，六處測(cè)區(qū)差值占灌水法的百分率的均值為1.2%和0.92%。

表4 三種方法測(cè)得的干密度平均值

3 結(jié) 語(yǔ)

因灌水法和灌砂法、砂漿填隙灌水法測(cè)試所得的干密度值很接近，各測(cè)區(qū)的修正系數(shù)平均值分別為0.988和0.991。從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)際情況分析，隔水薄膜與坊壁粘貼緊密，其未貼實(shí)部分空隙大部分屬于臨界面外存在的空隙，即采用砂漿填隙灌水法后增加的體積有大部分應(yīng)屬于臨界面外的體積，本不應(yīng)計(jì)算于試坑體積內(nèi)。因此，原工地所采用的隔水薄膜灌水法是合理的，其結(jié)果是可靠的，也是符合規(guī)程規(guī)定的,如果需要修正，上述修正系數(shù)可供參考選用。關(guān)于使用的隔水薄膜厚度問(wèn)題，由實(shí)踐可知，0.03mm的隔水薄膜在無(wú)砂漿抹壁的情況下幾乎無(wú)法使用，壩料中的碎石能輕易地將隔水薄膜劃破。因此,在無(wú)砂漿抹壁的情況下使用的隔水薄膜厚度宜取為0.05～0.08mm。

[1] DL/T 5356—2006水電水利工程粗粒土試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2] DL/T 5355—2006水電水利工程土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3] SL 237—1999水利部土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

Comparative Trial of Three Methods for the Rockfill Dam Filling Density of Some Reservoir

Tang Guo-qing

(ConstructionScientificInstituteofSinohydroBureau11Co.,Ltd.Jiande,Zhejiang311600)

The rockfill of the face rockfill dam is the main part of the dam body. The one of control indexes of rolling compaction quality is the dry density of the rockfill body. Currently the common method for dry density test is water replacement. According to some experts, the water replacement is affected by some factors such as plastic film close to pit wall but out of consideration of membrane wrinkle, so the tested density is higher than the practical one. The dry density is tested by water replacement, mortar gap filling and sand replacement. By comparative study on test results, the experts’ questions are denied, and the water replacement method is practicable, and method is be available for reference for other projects of the same kind.

Dam rockkill (body); dry density; contrast test; analytical investigation

TV52

A

1005-4774(2014)10-0000-03