曾劍華，肖 麗，王 杰

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，湖北武漢 430010)

重慶市云陽縣北部新區(qū)位于彭溪河左岸，緊鄰縣城西部，濱江路為新區(qū)主要城市干道。設(shè)計對道路經(jīng)過的紫荊溝擬采用路堤通過，由于工程區(qū)缺乏土料，擬采用工程區(qū)場平開挖棄料回填筑堤，棄料成分主要為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組上段的粘土巖，為研究其碾壓特性是否能滿足設(shè)計要求，在建筑材料勘察時進(jìn)行了現(xiàn)場快速碾壓試驗(yàn)。

1 粘土巖基本性狀

擬用于填筑的粘土巖為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組上段巖層，紫紅色，層厚80～100 m，呈近水平狀，微新狀巖體:天然容重為25.5 kN/m3，飽和容重為25.6 kN/m3，含水率 1.83%，孔隙率 6.46%，飽和(單軸)抗壓強(qiáng)度為16 MPa，飽和抗剪強(qiáng)度 C=0.60 MPa、φ =38°，軟化系數(shù)為 0.75，為軟巖［1］。

2 設(shè)計參數(shù)及要求

施工填筑時應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)，通過碾壓試驗(yàn)，確定壓實(shí)機(jī)具，鋪料方法，碾壓遍數(shù)，加水量和有效加厚等施工方法和參數(shù)［2］，檢測填料的相對密度、干容重、孔隙率等。填筑料采用10～15 t自卸汽車運(yùn)輸，進(jìn)占法卸料，80～120馬力推土機(jī)推平，分層回填，每層虛鋪厚度宜為0.5～0.6 m，且水平超填寬度不得＜30 cm。分層碾壓，碾壓采用15～20 t震動碾，碾壓前要及時平料，力求鋪料的均勻、平整，特別要防止欠壓、漏壓。對于少數(shù)填筑面積窄小邊角、斜坡段及泄水建筑物結(jié)合面部位等機(jī)械難以碾實(shí)的部位，采取人工及蛙式夯機(jī)輔助夯實(shí)。氣候干燥時，碾壓前要適當(dāng)灑水，使填料達(dá)到最優(yōu)含水量，以利充分壓實(shí)。

填料應(yīng)盡可能在大面積范圍內(nèi)進(jìn)行鋪筑，以減少接縫。采用分塊填筑時，應(yīng)對塊間連接處的漏壓帶采取專門的處理措施，如采取臺階式的接坡方式，或在接坡處將未壓實(shí)的虛坡料挖除。

機(jī)械碾壓作業(yè)宜采用進(jìn)退錯距法，碾跡搭接寬度應(yīng)＞10 cm。碾壓時，行車方向宜平行于水平坡面線，分段碾壓時，相鄰兩段交接帶，與碾壓方向平行的交界帶，碾跡重疊寬度應(yīng)不＜0.3～0.5 m;與碾壓方向垂直的交界帶，碾跡重疊寬度1.0～1.5 m，上下的分段和碾跡位置應(yīng)錯開。

壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn):回填標(biāo)準(zhǔn)用壓實(shí)度表示，應(yīng)滿足表1規(guī)定。

表1 碾壓路堤壓實(shí)質(zhì)量的合格標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Quality standard of embankment compaction of rolling road

3 現(xiàn)場快速碾壓試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計要求，回填土體碾壓后壓實(shí)度需≥93%，上路堤≥94%。在工程區(qū)附近選擇一塊50 m×20 m碾壓試驗(yàn)的場地，粘土巖采用工程區(qū)附近開挖的新鮮棄料，經(jīng)人工剔除塊徑＞30 cm的塊石，用10～15 t自卸汽車運(yùn)輸，進(jìn)占法卸料，直接運(yùn)至碾壓場地，根據(jù)棄料的天然狀態(tài)加水5% ～10%，100馬力推土機(jī)推平，分層回填，每層虛鋪厚度為0.6 m，再分層碾壓。試驗(yàn)采用18 t振動平碾，振動頻率20～30 kHz，時速2～3 km/h，進(jìn)退錯距法碾壓，當(dāng)碾遍數(shù)達(dá)到6遍時，進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)(＞3點(diǎn))，壓實(shí)度未達(dá)到設(shè)計要求時再碾壓，直至碾壓達(dá)到設(shè)計要求的密實(shí)度。

當(dāng)現(xiàn)場碾遍數(shù)達(dá)到6遍時，進(jìn)行了現(xiàn)場壓實(shí)度檢測，未達(dá)到設(shè)計要求;當(dāng)碾壓遍數(shù)達(dá)到7遍時，壓實(shí)度檢測成果表明達(dá)到設(shè)計要求，共進(jìn)行12組試驗(yàn)，成果見表2。

表2 碾壓回填料現(xiàn)場密度試驗(yàn)成果表Table 2 Results table of roller compacted backfill of field density test

碾壓成果表明:粘土巖經(jīng)碾壓后不但可滿足路堤回填土設(shè)計要求，還可滿足上路堤設(shè)計要求。

為了解粘土巖碾壓后土的類別和力學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了顆分試驗(yàn)和現(xiàn)場原位大剪試驗(yàn)［3］，成果見表3、表4。

表3 碾壓土顆分成果表Table 3 Results table of grain size of compacted soil

表4 碾壓土體原位直剪試驗(yàn)成果表Table 4 Results table of compaction soil in situ direct shear test

粘土巖碾壓后，根據(jù)土的分類標(biāo)準(zhǔn)為細(xì)粒土質(zhì)礫?，F(xiàn)場原位大剪試驗(yàn)表明:粘土巖料含水率5.94% ～6.47%時，壓實(shí)度在93.2% ～95.0%，天然抗剪強(qiáng)度內(nèi)摩擦角為28.4°，飽和抗剪強(qiáng)度內(nèi)摩擦角為26.1°。

為進(jìn)一步了解粘土巖碾壓后土體的壓縮性能和擊實(shí)性性能，現(xiàn)場取土樣進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，壓縮試驗(yàn)成果表明，粘土巖碾壓后土體的壓縮模量為20.98 MPa，屬低壓縮性土。室內(nèi)重型擊實(shí)試驗(yàn)成果見表5，擊實(shí)試驗(yàn)成果表明粘土巖碾壓后土體的最優(yōu)含水量為7.1%，相對應(yīng)最大干密度為2.2 g/cm3。

表5 碾壓土室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)成果表Table 5 Results table of compaction test of compacted soil

4 結(jié)語

通過對粘土巖現(xiàn)場快速碾壓試驗(yàn)表明:

(1)新鮮的粘土巖開挖棄料，不但可滿足路堤回填土填筑料設(shè)計要求，還可滿足下路堤填筑料設(shè)計要求。

(2)粘土巖經(jīng)碾壓后土體為細(xì)粒土質(zhì)礫，具低壓縮性，其最優(yōu)含水量為7.1%，相應(yīng)最大干密度為2.2 g/cm3。

(3)粘土巖開挖棄料的利用，節(jié)約了大量的工程投資。

(4)在今后類似工程天然材料勘察過程中，可通過現(xiàn)場快速碾壓試驗(yàn)取得天然建筑材料的碾壓特性，為設(shè)計提供可靠的地質(zhì)資料。

［1］ 曾劍華，詹偉，李林，等.重慶市云陽新城張家院子段庫岸綜合整治工程地質(zhì)勘察報告［R］.武漢:長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，2011.

［2］ DL/TS129—2013，碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ SL237—1999，水工試驗(yàn)規(guī)程［S］.