賈文利 許春羚 郭夢媛

隨著碾壓機(jī)具施工能力的提高，為節(jié)約耕地資源，用含巨粒土碾壓填筑堤壩防滲體施工技術(shù)得以廣泛推廣。目前，檢驗?zāi)雺菏┕簩嵍榷嗖捎萌珮痈擅芏确椒ǎ矗簩⒕蘖＝M（粒徑大于60 mm）組分，按重量比分?jǐn)偟搅皆?～60 mm各級組分中，得到調(diào)整級配，通過擊實試驗獲得調(diào)整級配的最大干密度，用施工中測得的碾壓體全樣干密度（含巨粒組）除以上述調(diào)整級配的最大干密度，求得該碾壓體的壓實度，同設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對比判定施工質(zhì)量。

上述方法存在明顯不足：其一，含巨粒土的5～60 mm各級組分中巖性、風(fēng)化程度變化較大，且調(diào)整級配提高了粒徑5～60 mm組分比重，由窄級配替代寬級配，容易形成骨架結(jié)構(gòu)難以擊實；其二，因碾壓體局域內(nèi)的巨粒組含量隨機(jī)波動，當(dāng)巨粒組含量大于典型級配時，施工測得碾壓體的全樣干密度可能會大于擊實最大干密度，但其實際并未壓實；其三，采用等量替代法制樣進(jìn)行粗粒土擊實試驗，需調(diào)整級配并進(jìn)行2、5、10、20、40、80、100、150、200 mm 等粒級篩分試驗，費時費工。

上述方法的不足，會導(dǎo)致60 mm以下組分壓實不充分，從而降低碾壓體的實際抗?jié)B能力。為解決該問題，結(jié)合某大型工程建設(shè)，開展了大量卵石混合土典型級配的工程特性試驗研究工作，圍繞干密度、滲透、抗剪強度等三項關(guān)鍵指標(biāo)，采用現(xiàn)場碾壓體原位試驗與室內(nèi)試驗相結(jié)合的方式，綜合評價碾壓試驗效果，在此基礎(chǔ)之上，總結(jié)提出一種適合含巨粒土防滲體施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

1 常規(guī)試驗研究

該工程開挖料用于回填，其一典型級配按照GB/T 50145—2007《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》分類定名為混合卵石土，粒徑大于5 mm的顆粒含量為52.0%，0.075 mm以下顆粒含量為23.3%，現(xiàn)場篩分取樣未發(fā)現(xiàn)粒徑大于400 mm的漂石。小于5 mm以下顆粒組分，黏粒含量為20.8%，易溶鹽含量為0.5‰，有機(jī)質(zhì)含量為1.0‰?，F(xiàn)以該典型級配碾壓試驗研究為例，詳細(xì)介紹巨粒剔除法。

1.1 室內(nèi)試驗

與壓實度相關(guān)的室內(nèi)試驗，主要包括標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗和粗粒組分的比重試驗：d≤5 mm擊實試驗按照SL 237-011—1999《擊實試驗》進(jìn)行，d≤60 mm擊實試驗采用等量替代法制樣，按照SL 237-055—1999《粗粒土擊實試驗》進(jìn)行，粗粒組分的比重試驗采用浮稱法。

相應(yīng)測值分別為：d≤5 mm全樣最大干密度為1.78 g/cm3，d≤60 mm等量替代法最大干密度為2.05 g/cm3，浮稱法水洗樣60～5 mm組分的比重為2.67，大于60 mm組的比重為2.63。

1.2 碾壓試驗

碾壓場地基面為壤土，壓實度大于90%；鋪料控制厚度55 cm，采用后退法卸料；主要碾壓機(jī)具為施工單位提供的用WBEST公司生產(chǎn)的SRM222型自行振動平碾，振動頻率29 Hz，激振力（高/低）340/220 kN，行駛速度控制為1速2 km/h，動壓采用二檔強振，均采用前進(jìn)、后退全振錯距法碾壓，前進(jìn)、后退一個來回按兩遍計，搭接碾壓寬度大于30 cm。

1.2.1 碾壓沉降觀測

布設(shè)動碾8、10遍兩條觀測線路，靜碾2遍后起測沉降量，動碾初始沉降幅度最大，4遍后沉降趨緩，8遍后沉降增量漸大，相關(guān)測值見表1。

表1 典型級配碾壓遍數(shù)與沉降量對照表 cm

1.2.2 碾壓最大干密度

對動碾4、6、8、10遍的試驗區(qū)分別進(jìn)行3組干密度檢測，同時通過篩分試驗測定樣品的級配，進(jìn)而推算出碾壓體中d≤5 mm和d≤60 mm組分的全樣干密度，相關(guān)數(shù)值見表2。

從表2可以看出：

表2 典型級配碾壓最大干密度

（1）碾壓體實測最大干密度與碾壓體中d≤60 mm、d≤5 mm組分相應(yīng)的計算干密度變化規(guī)律一致，4～8遍碾壓干密度提高較小，但動壓10遍后，干密度實測值和子樣組分的計算值都有大幅降低，不到8遍的96%。

（2）同碾壓遍數(shù)下的各試點比較：試點4-3、6-3、10-1中，d≤60 mm組分含量較大，不僅其碾壓全樣的干密度低于同組其它試點，相應(yīng)點位d≤60 mm、d≤5 mm組分的計算干密度也較低；試點4-1、6-2、10-2、10-3中，d＞200 mm組分含量較大，碾壓全樣及子樣的干密度均較高。

（3）不同碾壓遍數(shù)下級配相近的各試點比較：4-1、6-2、8-1試點中d≤60 mm組分含量較高，4-3、6-3、8-3試點中d＞200 mm組分含量較大，試點級配盡管有所區(qū)別，但都以8遍動壓的密度指標(biāo)最優(yōu)。

（4）經(jīng)22 t振動平碾靜壓2遍、動壓8遍，碾壓體中d≤60 mm、d≤5 mm組分相應(yīng)的計算干密度分別為1.93 g/cm3和1.67 g/cm3，碾壓體全樣最大干密度為2.03 g/cm3，與其它動碾遍數(shù)相比，都達(dá)到了最大值，上述數(shù)值作為施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)較為合理。

2 巨粒剔除法研究

從典型級配的試驗研究可以看出，對于含巨粒土防滲體碾壓施工，如果采用碾壓體全樣最大干密度控制施工質(zhì)量，不僅檢測工作量巨大，而且由于巨粒組分含量隨機(jī)波動，全樣干密度合格的測點，其60 mm以下組分子樣干密度未必合格，抗?jié)B性能難以準(zhǔn)確判斷，為此，對施工檢驗方法進(jìn)行了改進(jìn)，采用60 mm以下原級配的擊實最大干密度作為施工質(zhì)檢方法，簡稱巨粒剔除法。

2.1 實施步驟

（1）將待檢巨粒土風(fēng)干樣品過60 mm標(biāo)準(zhǔn)篩，取篩下料制樣，開展原級配60 mm以下組分擊實試驗，測得原級配60 mm以下組分的最大擊實干密度；

（2）施工中，測定碾壓體試件的總體積后過60 mm標(biāo)準(zhǔn)篩，用排水法測定60 mm以上組分體積，兩體積測值相減求得60 mm以下組分體積，測定60 mm以下組分的干質(zhì)量（烘干或風(fēng)干），質(zhì)量除以體積計算出碾壓體的60 mm以下組分碾壓干密度；

（3）用上述60 mm以下組分的碾壓干密度除以最大擊實干密度，得出碾壓體60 mm以下組分的壓實度，與設(shè)計60 mm以下組分壓實度對比，評價碾壓施工質(zhì)量。

2.2 實例分析

結(jié)合上述典型常規(guī)試驗成果，采用等體積變換公式（1），以60 mm以下組分壓實度作為施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，計算出巨粒組分不同含量下的全樣最大干密度，相關(guān)數(shù)值如表3所示。

式中 ρmax——全樣最大干密度，g/cm3；

P1——粒徑大于60 mm以上組分含量，%；

P2——粒徑在60～0 mm組分含量，%；

ρ1——粒徑大于60 mm以上組分最大干密度，g/cm3；

ρ2——粒徑在60～0 mm組分最大干密度，g/cm3。

表3 碾壓體全樣干密度速查表

與實測數(shù)據(jù)對比分析，采用100%壓實度，d≤60 mm最大干密度為1.93 g/cm3，當(dāng)巨粒組含量為20%，對應(yīng)的全樣干密度是2.04 g/cm3。查看表2數(shù)據(jù)：樣品4-1，巨粒組含量是19.71%（3.08%+16.63%），碾壓全樣的最大干密度是2.04 g/cm3；第8遍樣品均值的巨粒組含量為18.53%，碾壓全樣的最大干密度是2.03 g/cm3。此外，采用蠟封法檢測，第8編樣品的d≤60 mm子樣的實測值1.91 g/cm3?？梢钥闯觯陨蠑?shù)據(jù)具有較高的一致性與可復(fù)驗性。

3 結(jié)語

綜上，巨粒剔除法具有理論清晰、操作簡便、適用廣泛和客觀真實等優(yōu)點，用于含巨粒土防滲體碾壓施工的質(zhì)量控制，不僅能夠大幅降低檢驗工作量，同時避免了因巨粒含量波動帶來的偏差，更好地反映d≤60 mm組分的真實壓實狀況，進(jìn)而可以客觀衡量碾壓體抗?jié)B性能，在相似工程建設(shè)中，值得進(jìn)一步研究與推廣。