水利堤防土方填筑方法探討

楊代齊

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊 835000)

1 土方填筑前設(shè)計程序

在填筑土料之前根據(jù)基本的作業(yè)內(nèi)容可以大體分為:測量放線，基礎(chǔ)清理，鋪土、平土，壓實以及質(zhì)檢五道程序。

(1)測量放線，需要參照施工坐標控制點測量導(dǎo)線、中線以及水準點，約每隔30m打邊樁，如遇到地形起伏大或者轉(zhuǎn)彎路段可以適當加密，用白石灰撒出填方界限，以合理控制施工斷面。

(2)基礎(chǔ)清理，這主要包括表層植被、石頭以及混凝土塊等各種垃圾的清理，在施工過程中必須根據(jù)標準的施工要求，清除表層各種覆蓋草、草木植被以及有機質(zhì)土壤等。清除面積約延伸至最大開挖邊界后建筑物外側(cè)3～5m的長度，清除后，通過質(zhì)檢合格后由監(jiān)理驗收，開始下一道工序施工［1］。

(3)開始鋪土、平土。挖土機要在業(yè)主指定的土料場地開挖，采用推土機器運至建筑工作面。但需注意在距離涵閘側(cè)墻、或者擋土墻背2m的范圍內(nèi)不可采用大型機械作業(yè)，必須采用人工建筑，用蛙式打夯機夯實。每塊土料的直徑≤5～8cm，若超過該規(guī)格可安排專人破碎。鋪設(shè)土層的厚度約為20cm，其誤差不大于±5cm，(特殊情況依照試驗結(jié)果確定)。為了確保邊緣處的壓實質(zhì)量，要求邊緣填筑寬度≥0.3m。

(4)壓實，待平整土料以后利用74kW的推土機碾壓，在距離涵頂100cm的位置或者擋墻處用手扶式打夯機之類的小型機械碾壓。

(5)質(zhì)檢，當壓實每層涂料之后，需要依據(jù)標準要求取樣，進行土工試驗，滿足設(shè)計要求，通過監(jiān)理工程師驗收合格之后打毛。同時還要參照試驗的結(jié)果，當時的天氣情況灑水，再由監(jiān)理工程師驗收，合格以后進入下一道施工工序。具體如下圖1所示。

圖1 土方填筑前施工圖

2 填筑土料各道工序施工設(shè)計

2.1 填筑作業(yè)施工要求

在進行填筑作業(yè)時必須遵照相關(guān)規(guī)定，若遇到起伏不平的地面時，需依照水平分層從地勢較低的地方逐層填筑，不能順著坡度填鋪。如果堤防橫斷面上的地面坡度呈現(xiàn)1∶5的比例時，要稍稍削低坡度，實施分段作業(yè)面時最小的長度要大于等于100m，針對人工施工的時段可以依據(jù)實際情況合理減縮。

圖2 護坡加固斷面圖

在作業(yè)面上要分層統(tǒng)一鋪土，碾壓，配備專業(yè)人員，以防出現(xiàn)界溝。當需要在軟土地地基上建筑堤防時，在堤身兩旁要安置壓載平臺，依照設(shè)計斷面同步實施分層建筑，注意不能在筑堤后面壓載［2～3］。

在對相鄰工段施工時，應(yīng)該平衡上升，若段和段志堅出現(xiàn)高度差時，需要用斜坡面進行連接。當已經(jīng)鋪設(shè)土料的表面在壓實之前被曬干時，需要灑適量水濕潤，同時要用光面碾壓實粘性土進行填筑。

在施工過程中要確保埋設(shè)的各種安裝設(shè)備、測量設(shè)備可以正常工作。如果在基地為軟土地的地質(zhì)上修筑堤防，或者使用了含水量較高的土料時，需要適當降低施工速度，如有必要可在地基、坡面位置設(shè)置沉降位移觀測據(jù)點，按照觀測資料分析出的結(jié)果，指導(dǎo)施工。

針對占壓堤身的斷面如用作坡道可作為補缺口處理，拋松已經(jīng)板結(jié)的舊土，和新鋪設(shè)的土料一起根據(jù)填筑要求分層壓實，待堤身的整個斷面填筑完之后，壓實整個坡面，處理好坡度，并且還要鋪填平整堤防兩旁護堤地面出的坑洼地帶。

2.2 填筑土料施工要求

需要按照預(yù)先設(shè)計的要求將土料鋪到規(guī)定的位置，盡最大限度避免發(fā)生砂礫料或者其它透水料和粘性土料混雜的不良情形，同時還要清理掉上堤土料中含有的雜質(zhì)。如果砂礫料或者礫質(zhì)土在卸料時出現(xiàn)了顆粒分離情況，需要將其攪拌均勻，通過碾壓試驗確定好鋪料的厚度，及土塊直徑的限制尺寸，若將鋪料延伸至堤邊，可以在設(shè)計邊線外側(cè)超填數(shù)量，而人工鋪料其厚度可以保持在10cm左右，若機械鋪料可以保持在30cm左右。

在具體施工之前必須按照壓實作業(yè)的規(guī)定，進行碾壓試驗，當確定碾壓質(zhì)量符合設(shè)計干密度數(shù)值時，再進行分段填筑，在各個分段位置做好標志，禁止出現(xiàn)漏壓、過壓的不良情形，同時需要錯開上下層的分段接縫處。

2.3 碾壓機械施工要求

碾壓機械的走向需要和堤的軸線平行，且平行堤軸線方向需要＞0.5mm，而垂直堤的軸線方向宜＞3m，當采用拖拉機帶年關(guān)碾磙實施壓實作業(yè)時，需要運用進退錯距方法，碾跡搭壓出的寬度宜＞10m。

在使用機械碾壓時需要適當控制行車速度，并注意:鏟運機設(shè)置為2擋，平碾速度2km/h，而振動碾速度2km/h，若機械碾壓觸及不到，需要用夯實工具輔助。在夯實時宜用連環(huán)套打方法，實施雙向套壓，其中行壓行，夯壓夯均為1/3;進行分段、分片夯實時，其搭壓寬度需要≥1/3;進行砂礫料壓實時，灑水量確定為填筑方量的20%～40%左右。當使用中細砂時，壓實所用的灑水量，應(yīng)該按照最優(yōu)含水量進行適當控制，用履帶式拖拉進行壓實平碾。具體技術(shù)要求如表1所示。

表1 碾壓試驗確定接觸土料碾壓控制參數(shù)

3 控制土方填筑質(zhì)量

(1)要建立健全質(zhì)量管理部門，完善質(zhì)量保證體系，執(zhí)行初步檢查、復(fù)檢以及終檢三種檢查制度，并且還有自覺接受監(jiān)理機構(gòu)的監(jiān)查;根據(jù)SL260-98的堤防工程行管施工標準評價整體施工質(zhì)量，在受到相關(guān)業(yè)主、監(jiān)理工程師的明確批示之后控制填筑質(zhì)量。

(2)堤身填筑施工的參數(shù)需要和碾壓試驗的參數(shù)相吻合，用烘干方法檢測現(xiàn)場土料的含水量，以此來校正干密度。在選取樣品時避免出現(xiàn)操作偏差，如果出現(xiàn)較大偏差需重新選樣。通常運用環(huán)刀方法檢測干密度，選取樣品時直至壓實層的底部，并且還要測量出壓實層的厚度。

(3)如果遇到高低起伏不平的地面，需要依照水平分層從低層開始慢慢填筑，不可以順坡鋪填，要控制好鋪土厚度以及土塊的粒徑，其中人工夯實每一層不能＞20cm，而土塊粒徑＜5cm，當被機械壓實之后每層要＜30cm，土塊粒徑＜8cm，每一層壓實之后由監(jiān)理單位確定驗收合格之后才可以鋪筑上層土料。具體如下表2所示。

表2 接觸土料級配技術(shù)指標

(4)在填土過程中若有“彈簧土”，土層間中空，且松土層，層和層之間的光面有破壞情況時，需分析當時的實際情況使用針對性的方法處理。若有輕微的彈簧現(xiàn)象，可根據(jù)不同情況而采用不同的應(yīng)對措施，但需要保證彈簧現(xiàn)象不會惡化發(fā)展，針對非常嚴重的現(xiàn)象，可以將其挖出運走，在鋪上符合施工要求的土料，此時需由監(jiān)理單位檢驗，確定其合格之后，才能進入下一道工序［4］。

(5)在填筑土方的施工過程中，可能會受到氣候的嚴重影響，因此在施工期間需要和當?shù)貧庀蟛块T保持密切聯(lián)系，適時了解天氣變化情況，參照天氣預(yù)報規(guī)劃施工進程。尤其在下雨之前進行碾壓時要確保填筑表面平整，以免發(fā)生雨水下滲、積水的不良情形。而在下雨之后不能踩踏填筑面，需要晾曬填筑表面，并且通過監(jiān)理單位檢驗，確定合格之后才可以繼續(xù)施工。同時，在溫度較低的條件下施工時，壓實土料溫度要＞－1℃，并且不能出現(xiàn)冰雪、凍土塊，若風速 ＞10m/s必須停止施工。

4 回填水泥土

在換填區(qū)先要挖至規(guī)定的高程，清理干凈，以讓工程師驗收合格之后再實施回填，并且換填的材料、摻合比例要符合設(shè)計的相關(guān)要求，不能混入其它的垃圾、雜質(zhì)等，并且嚴格控制土料含水量，通常而言含水量約為土重量的10%～15%左右，而水泥土中的水泥成分約為總重量的10%～15%。在選用土壤時，盡可能選用有機質(zhì)含量少，且可以和水泥均勻摻合后凝固硬化的土壤，使用粉質(zhì)的粘土，且用32.5級的水泥，確保其不受潮，不會結(jié)塊［5］。

如果選用的水適合飲用都能用作施工用水，但是不能使用未經(jīng)過處理的工業(yè)廢水、污水等。

在施工之前2周內(nèi)進行水泥土試驗，配合的比例要符合設(shè)計強度、經(jīng)濟性這兩項指標，依照設(shè)計的要求確定好含水量、壓實度以及土料、水泥摻合量等各種指標，然后選用恰當?shù)氖┕すに嚒?/p>

在拌合水泥時可以使用機械拌合與人工拌合兩種方法。施工的過程中必須分層填筑，每一層的厚度要≤150mm，然后用機械或者人工進行夯實，其中上層、下層分段接縫的距離不能＜50cm。如果水泥土的干縮性較大，在伴制之后需隨之鋪筑，壓實，并且還要注重養(yǎng)護。

回填水泥土的允許偏差如下表3所示。

表3 回填水泥土的允許偏差

5 結(jié)語

總之，水利工程堤防的土方填筑施工很難進行質(zhì)量控制，在具體管理過程中，還要注意加強對重點環(huán)節(jié)的技術(shù)管控。由于其對整個水利工程的施工質(zhì)量具有十分重要的影響，必須按照規(guī)范的技術(shù)要求進行相關(guān)試驗，待試驗合格后再根據(jù)相關(guān)施工工藝要求規(guī)范施工。

［1］劉振書．水利水電工程設(shè)計與施工新技術(shù)全書［M］．北京:海潮出版社，2001．

［2］繆丹．降雨及地震對九黃機場高填方邊坡穩(wěn)定性影響［D］．成都理工大學(xué)，2008．

［3］吳英姿．機場跑道軟土地基處理方案的可靠度分析與風險決策［D］．浙江大學(xué)，2008．

［4］姚凱．黃河沖淤積平原區(qū)強夯加固地基技術(shù)研究［D］．山東大學(xué)，2013．

［5］孫志強．建筑業(yè)企業(yè)工程項目管理實用手冊［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．