【摘要】近幾十年來，隨著施工工藝及高壩建設(shè)的發(fā)展，寬級配礫質(zhì)土作為防滲筑壩材料在土石壩中得到了普遍運用，礫質(zhì)土是一種含有相當(dāng)多粗顆粒（>5mm），也含有一定量的細(xì)粒土（<5mm）的天然土石混合物，在這種土料中粗顆粒起骨架作用，細(xì)粒土填充其孔隙中，因此礫質(zhì)土往往即具有粘性土的某些特征，又具有砂性土的某些特征。根據(jù)所含細(xì)粒土中粘粒含量、塑性指數(shù)及礦化成份，使礫質(zhì)土顯示出偏于粘性土或偏于砂性土的性質(zhì)。其顆粒組成通常以5 mm分界分為粗料和細(xì)料兩部分，這兩部分組成含量的變化直接影響到它的工程性質(zhì)，礫質(zhì)土是一種良好的防滲材料，該土料級配優(yōu)良具有較好的密實度，較高的抗剪強(qiáng)度和低壓縮性。便于施工，是一種良好的筑壩材料。本論文主要對礫質(zhì)土在填筑過程中質(zhì)量控制進(jìn)行詳細(xì)的論述，證明三點擊實法用于礫質(zhì)土的質(zhì)量檢測是非常適宜的，特別在填筑礫質(zhì)土均質(zhì)壩時土料中含礫量變化較大，對三點擊實法在填筑質(zhì)量檢測時有所改進(jìn)，即快速測含水量和將測定全級配土料的壓實度改為測定小于5mm土料的壓實度。

【關(guān)鍵詞】礫質(zhì)土壩料；質(zhì)量控制措施

目前國內(nèi)對寬級配礫質(zhì)土主要以5 mm作為粗細(xì)料分級粒徑進(jìn)行其壓實性能的試驗研究，研究多為天然礫質(zhì)土，礫質(zhì)土的壓實控制可采用全料壓實度控制和細(xì)料壓實度控制兩種方式，由于礫質(zhì)土自身的特點，考慮其壓實性能的多變性，在其質(zhì)量控制過程中采用動態(tài)控制，用三點擊實法對礫質(zhì)土進(jìn)行壓實度檢測是一種合理的檢測方法。

1、礫質(zhì)土的壓實質(zhì)量控制

1.1 礫質(zhì)土的壓實性

含礫質(zhì)土因有粗顆粒的存在，雖然礫石可能有不同成度的風(fēng)化，但其密度仍大于土的密度，故當(dāng)?shù)[石含量被細(xì)顆粒所包圍時，其干密度較細(xì)粘土為高。其干密度增值的大小與礫石的風(fēng)化成度有關(guān)，同樣的細(xì)粒土和含礫量，風(fēng)化強(qiáng)的，干密度低；風(fēng)化弱的，干密度高。通過對不同摻礫量的摻礫土進(jìn)行擊實試驗，試驗結(jié)果表明：礫質(zhì)土的最大干密度隨含礫量的增多而增大（即礫質(zhì)土的干密度隨含礫質(zhì)量的多少在變化，在含礫量為30%以下是一個線性關(guān)系），但當(dāng)?shù)[石含量超過某一級限值時，則出現(xiàn)架空現(xiàn)象，干密度反而降低。如圖1。

1.2 礫質(zhì)土壓實質(zhì)量控制

礫質(zhì)土填筑的壓實質(zhì)量應(yīng)從多方位控制，從料場到壩上、從施工工藝到檢測手段各個環(huán)節(jié)進(jìn)行多方面綜合控制。 1.2.1上壩料的控制

（1） 土料含礫量控制：依據(jù)含礫量與滲透系數(shù)的關(guān)系，一般控制含礫量在50 %以內(nèi)，如果防滲性要求高時，應(yīng)將含礫量控制在40%以下。采用實測和目測。

（ 2） 含水率控制：礫質(zhì)土在不同擊實功能下，都有其最大干密度和最優(yōu)含水率。同一礫質(zhì)土的全料含水率與其細(xì)料含水率之間呈直線關(guān)系。所以，施工時可用細(xì)料含水率控制全級配含水率。采用實測和手感。

1.2.2施工工藝的控制

倒土、鋪土、平土等工序都要進(jìn)行控制，如倒土要控制土石不能分離，鋪土要注意礫石不能產(chǎn)生線形分布，鋪土后要對壩面進(jìn)行檢查，對于礫石集中之處必須處理，才能進(jìn)行碾壓。平土?xí)r要求比細(xì)粒土更要平整。碾壓時嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)。

2、礫質(zhì)土的控制標(biāo)準(zhǔn)

2.1 礫質(zhì)土控制標(biāo)準(zhǔn)的確定

計算礫質(zhì)土壓實度時，需要礫質(zhì)土的最大干密度。礫質(zhì)土最大干密度可直接或間接的求得，常用的方法有以下幾種。

礫質(zhì)土最大干密度的推求：

（1）直接用大型擊實儀進(jìn)行擊實試驗，求得含礫量與最大干密度曲線，得出全料干密度控制值。

（2）用細(xì)料壓實度來控制時，先根據(jù)大型擊實儀擊實試驗的結(jié)果，求得不同含礫量下全料最大干密度時細(xì)料的干密度，為控制值。

（3）如果缺乏大型擊實設(shè)備，可取其細(xì)料部分進(jìn)行擊實試驗，然后再根據(jù)礫石含量，用以下理論公式進(jìn)行修正。

當(dāng)?shù)[石含量較少時（一般認(rèn)為小于30%〉：

ρ`dmax=1/（P/Gs2 ·ρw +（1-P）/ρdmax細(xì)） ------（2-1-1）

wop =（1-P）wop細(xì)+P·w礫 ---------------（2-1-2）

式中：

ρ`dmax—— 礫質(zhì)土最大干密度， g /cm3 ；

P—— 大于5mm的礫石含量；（用小數(shù)表示）

Gs礫 —— 大于5mm的礫石比重；

ρdmax細(xì)—— 小于5mm的細(xì)粒土的最大干密度，g /cm3 ；

wOp—— 礫質(zhì)土最優(yōu)含水率， %

woP細(xì)——小于5mm的細(xì)粒土的最優(yōu)含水率， %；

w礫——大于5mm礫石的吸水率， %。

3、礫質(zhì)土的質(zhì)量檢測方法

3.1檢測點最大干密度的推算

（1）在壩面取具有代表性礫質(zhì)土小于5mm粒徑的細(xì)粒土10kg，進(jìn)行三點擊實法試驗，求出細(xì)粒土的最大干密度ρd細(xì)與最優(yōu)含水率Wop細(xì)。要求做兩組。作為校正礫質(zhì)土最大干密度的參數(shù)。

（2）用試坑灌水法檢測填筑碾壓層的壓實密度ρ混。

（3）直接將現(xiàn)場測密度的礫質(zhì)土質(zhì)量M混濕，全部過5mm粒徑的篩，測定篩下細(xì)粒土的含水率W細(xì)。

（4）將篩上全部礫石用水清洗，把細(xì)粒土塊和礫石表面粘連的細(xì)粒土沖洗干凈，然后用毛巾把礫石表面的水份擦干（飽和面干），稱出礫石濕重M礫濕，精確至1g。用烘干法烘干，稱出干礫石重M礫干，精確至1g。

（5）計算：

5.1礫石吸水率

W礫=（M礫濕 / M礫干-1）×100%

5.2含礫量

P=M礫干 /（（M混濕-M礫濕）/（1+0.01W細(xì)）+ M礫干）

（3）檢測點礫質(zhì)土含水率

W混=（1-P）W細(xì)+P·W礫

（6）將含礫量P，礫石比重Gs混和擊實最大干密度ρd細(xì)值代入（2-1-1）式推算出對應(yīng)檢測點的最大干密度，與檢測點實測壓實干密度之比即可得出壓實度。

（7）將含礫量P，礫石吸水率W礫和擊實最優(yōu)含水率Wop細(xì)值代入（2-1-2）式推算出對應(yīng)檢測點的最大干密度下的最優(yōu)含水率，與檢測點實測含水率差值能否滿足設(shè)計給定正、負(fù)3%的要求。

3.2 礫質(zhì)土含礫量的測定

（1）在壩面上取碾壓前具代表性的礫質(zhì)土10kg，精確至1g，全部過5mm粒徑的篩，測定篩下細(xì)粒土的含水率。

（2）其它步驟與“3.1檢測點最大干密度的推算”中第4、5步驟完全一樣，即可求出礫質(zhì)土料的含礫量。

3.3 礫石比重測定

事先取砂巖、泥巖、風(fēng)化料中各三種不同風(fēng)化成度的礫石，采用虹吸筒法測定礫石比重。

（1）在壩上取準(zhǔn)備要鋪設(shè)礫質(zhì)土30kg，（下轉(zhuǎn)第頁）

（上接第頁）

全部過5mm的篩，同時測定細(xì)粒土的含水率，計算細(xì)料干土質(zhì)量。

（2）取篩下細(xì)粒土10 kg進(jìn)行三點擊實試驗，求最大干密度。

（3）將篩上全部的礫石進(jìn)行洗篩，洗后浸泡24小時進(jìn)行虹吸筒法比重試驗，測定礫石比重和吸水率。

（4）如果不需測定來料含礫量時，可不進(jìn)行步驟⑴若是也不測定礫石比重時，只需要進(jìn)行步驟⑵。

（5）采用灌水法測定碾壓層的濕密度。并將測定密度的全部濕土先過5mm的篩，測定篩下細(xì)粒土的含水率，同時把篩上礫石全部洗篩，洗后用毛巾擦干礫石表面上的水份，保持礫石飽和面干，進(jìn)行稱飽和面干礫石的質(zhì)量，然后全部用烘箱烘烤測定礫石吸水率。

（6）含礫量的計算

細(xì)料干土質(zhì)量：

M細(xì)干=（M總濕—M礫濕）/（1+0.01W細(xì)）

礫石干質(zhì)量：

M礫干=M礫濕/（1+0.01W礫）

含礫量：

P=M礫干/（ M細(xì)干+ M礫干）

式中：

M細(xì)干——小于5mm粒徑細(xì)料的干質(zhì)量，g；

M礫濕——大于5mm粒徑礫石的濕質(zhì)量，g；

M礫干——大于5mm粒徑礫石的干質(zhì)量，g；

M總濕——礫質(zhì)土總濕土質(zhì)量，g；

W細(xì)——小于5mm粒徑細(xì)料的最優(yōu)含水率，%；

W礫——大于5mm粒徑礫石的吸水率，%；

P ——大于5mm的礫石含量；（用小數(shù)表示）。

（7）按 ⑸、⑹兩個步驟將碾壓層各檢測點的含礫量測定出來，代入（2-1-1）式就可把對應(yīng)各檢測點的最大干密度推算出來，再與各測點的碾壓后干密度之比求出壓實度。代入（2-1-2）式推算最大干密度下的最優(yōu)含水率，與各測點實測含水率比較，是否滿足含水率要求。

（8）成果：上壩料含礫量、各碾壓層壓后含礫量、細(xì)料最大干密度、質(zhì)量控制最大干密度、最優(yōu)含水率、壓實干密度、壓實層含水率、壓實度、合格率、含水率合格率。