水工 土方填筑碾压试验报告

***防洪排涝工程（一期）

土方填筑碾压试验报告

***防洪排涝工程（一期）2017年5月24日在堤身北溪桩号BK3+120~BK3+150段，在现场监理旁站下进行了碾压试验。

一、试验目的

通过试验为本工程堤身及液压坝基础填筑选择满足设计要求的、合理的碾压技术参数（铺土厚度、碾压遍数）；验证选用压实机械可靠性，取土、卸料、平整、碾压等施工方法，确定有关质量控制的技术要求和检测方法，为填筑施工提供依据。

二、试验依据

1、《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001。 2、《堤防工程施工规范》SL260-98。 3、《土工试验规程》SL237-1999。 4、 设计文件及图纸要求。

三、填筑设计指标

依据现有设计图要求，本工程采用自身开挖土料，堤身夯填亚粘土压实度≥93%，污水管道段夯填亚粘土压实度≥95%，液压坝基础换填亚粘土压实度≥97%，本次实验按压实度97%作为工程施工标准，土料施工含水量与最优含水量之差应控制在-3%~+3%范围内。

四、试验土料及机械技术参数

1、试验土料

试验用料为场内拉运的土料，室内击实试验确定出土料的最大干密度和最优含水率，选择有代表性的土料，监理见证取样，委托福建省中孚检测技术有限公司出具的试验报告，土料的试验成果见下表： 取土场样品 BK3+220~BK3+420 2、机械组合见下表 序号 机械名称 1 2 3 4 5 6 7 挖掘机 自卸汽车 装载机 推土机 蛙式打夯机 振动碾 自制洒水车 最大干密度（g/cm3） 最优含水率（%） 1.81 型号 PC220 20t ZL50 TY160 HW70 TY220 2000L 单位 台 台 台 台 台 台 台 16.3 数量 1 2 1 1 1 1 1 土料性质 亚粘土 用途 挖装土料 土料运输 运输土料 铺土后推平土料 边角狭窄地带碾压 碾压填筑土料 土料洒水 3、振动机械主要性能指标 振轮尺寸 型号 自重 振动频（HZ） 激振（KN） 振幅（mm） 额定功（KW） 直径×宽度（mm） HW70 140kg 夯板120×550 2/3 10 0.5/0.3 3 TY220 20t 2×2.14 30/32 395/230 1.53/0.75 128 - 1 -

五、碾压试验

1、场地布置

根据现场实际情况及规范要求，蛙式打夯机试验场地尺寸为10m×2m，振动压路机试验场地尺寸为15m×8m。每种碾压试验场地分为3个大区6个小区，平面布置图见下图

在规划地场地范围内清表30cm后，进行建基面验收，为保证试验场地基础坚实，根据设计要求，边角部位采用HW70蛙式打夯机夯实，大面部位采用20t振动碾碾压，经取样检测合格后铺土进行试验。按碾压试验场地平面布置图，用白灰线放出试验场地，并布置测量网格点，测量基准值，作为试验基础层。为了测量铺料厚度和沉陷量，预先在场外设置临时水准点。

蛙式打夯机试验布置图

2、试验工艺

根据两种不同碾压机具，选择两种碾压试验工艺：

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振动碾试验布置图

试验场地准备、测基础层高程 试验场地准备、测基础层高程 铺填试验料、测量铺填厚 铺填试验料、测量铺填厚 平整试验料 平整试验料 夯实6遍（蛙式夯机） 静压2遍、测量实际铺层厚度 检测压实厚度、密度等测 碾压4遍（振动压路机） 夯实8遍（蛙式夯机） 碾压后检测压实厚度、密度等检测压实厚度、密度等测 碾压6遍 夯实10遍（蛙式夯机） 碾压后检测压实厚度、密度等检测压实厚度、密度等测 碾压8遍 碾压后检测压实厚度、密度等

图1 土方填筑(蛙式夯机)试验施工工艺

图2 土方填筑(振动压路机)试验施工工艺

3、试验方法

（1）填筑参数

现场碾压试验的方法采用逐渐收敛法，使每个参数通过试验得到最佳值，最后利用全部最佳参数作为试验的参数，再进行一次碾压试验，即复核试验；当碾压试验结果达到设计要求时，即可以定为最佳施工碾压参数。不同的回填区域采用不同的压实机具，不同的压实工具选取不同的填筑参数：

①人工蛙夯：边角狭窄地带采用HW70蛙式夯机，填土分层厚度选用20、25cm两种厚度； ②机械设备碾压：采用20t振动压路机，填土分层厚度为35、40cm。 （2）填筑试验

土料装运：采用15t/20t自卸车从堆土场装土运输到施工场地。

铺料：在专人的指挥下按“进占法”进行铺料，便于推土机跟进平整和运输车辆行驶。铺层宽度各侧需超宽30cm，厚度由测量技术人员监控。

平料：土料铺填好后，用推土机开始摊铺、整平，辅以人工找平，保证填筑层厚度和平整度满足试验要求。

层厚测量：采用测量仪器进行测量。在铺料前、静碾1遍后进行测量。

调整含水率：试验检测土料含水量。若填筑土料平均含水量比设定的含水量低，则在料场用喷头洒水湿润，并用耕犁进行掺和，使土壤均匀地吸收水分，直到土料均匀湿润，含水量符合设定的数值。若填筑土料偏湿，对料场分层取土，就地用耕犁在料场翻晒，轮换使用

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料区供料；也可将土料运到填筑面，摊铺翻晒吹凉，使土料干燥，使土料含水量降低到设定的数值。

碾压：不同的回填区域采用不同的压实机具： ①人工蛙夯：边角狭窄地带采用HW70蛙式夯机，夯实遍数从6遍开始用环刀法抽取试样，测定干密度值，达不到要求再重新夯实直到合格为止；

②机械设备碾压：采用20t振动压路机，可参照填筑参数，第4遍开始测定，最后通过测定确定合适的碾压遍数、铺土厚度、土块限制粒径等参数。

振动碾按平行于倒虹吸轴线方向进行，相邻碾压轨迹及相邻连接处的碾压搭接宽度不小50cm；第一遍先静压，然后先慢后快，由弱振至强振进行碾压，碾压速度控制在2km/h以内；碾压时不能跨越影响区碾压到相邻试验小块，每个试验小块的碾压遍数必须严格控制。每个试验小块，按设定的参数、规定的操作要求压实试验完成后，测量测定压实后土层厚度，并观察压实土层底部有无虚土层。蛙式打夯采用夯迹双向套压，夯压夯1/3，行压行1/3，分段、分片夯实时，夯迹搭压宽度不小于1/3夯径。

取样：每个试验块，按设定碾压规定碾压结束后，在填筑面上取样做密度试验。每个试验小块面积内，采用环刀法取样，其取样数为18个，测定压实后的干密度、含水量。同时测量压实后土层厚度，并观察压实土层底部有无虚土层、上下层面结合是否良好、有无光面现象等，并作记录。

六、碾压试验成果与分析

1、试验成果

①碾压试验成果汇总表（见附表1、附表2） ②碾压遍数与压实度的关系曲线图（见附图） 2、成果分析

①铺料厚度相同时，采用HW70蛙式夯机在碾压遍数6遍，沉降量随碾压遍数的增加而增加，在碾压遍数8~10遍内，沉降量增加很小或不再增加，说明土体已被基本压实；采用20t压路机在碾压遍数4遍内，沉降量随碾压遍数的增加而增加，在碾压遍数6~8遍内，沉降量增加很小或不再增加，说明土体已被基本压实

②同一覆土厚度压实干密度（压实度）随碾压遍数的增加而增大，同一碾压遍数随铺土厚度的增加而减小，符合一般填筑材料的工程特性。 （1）从附表1可以查出： 采用蛙式夯机碾压参数表： 序铺土厚碾压压实度（按设计97%标准） 结论 号 度cm 遍数 最小 最大 平均 压实度合格率较低，不能完全满1 6 93.9 98.3 96.5 足设计填筑要求。 该参数组合满足设计填筑要求，2 20 8 98.3 98.9 98.3 但与5比较不符合经济适用要求。 压实度合格且质量指标高但是不3 10 98.3 99.4 98.9 符合经济适用要求。 压实度合格率较低，不能完全满4 6 94.2 97.8 96.4 足设计填筑要求。 5 25 8 97.2 98.3 97.8 该参数组合满足设计填筑要求。 压实度合格且质量指标高但是不6 10 98.3 98.9 98.5 符合经济适用要求。 综上所述：将铺松土厚度25cm，碾压8遍，作为本工程堤身及液压坝基础填筑最优技术参数组合。 - 4 -

（2）从附表2可以查出

采用20t振动压路机碾压参数表： 压实度%（按设计97%） 序铺土厚碾压遍号 度cm 数 最小 最大 平均 1 2 3 4 5 6 40 35 4 6 8 4 6 8 92.8 97.2 98.3 93.9 93.9 97.2 98.3 98.3 98.9 97.2 98.9 97.8 96.1 结论 综上所述：将铺土厚度35cm，碾压6参数组合。 压实度合格率较低，不能完全满足设计填筑要求。 97.9 该参数组合满足设计填筑要求。 压实度合格且质量指标高但是不98.9 符合经济适用要求。 压实度合格率较低，不能完全满96.1 足设计填筑要求。 压实度合格率较低，不能完全满96.9 足设计填筑要求。 该参数组合满足设计填筑要求。97.6 但与2比较不符合经济适用要求。 遍，作为本工程堤身及液压坝基础填筑最优技术 （3）本次试验所用土料的含水率在15.1%~19.2%之间，土料最优含水率为16.3%，碾压过程中土料可塑性好，未出现弹簧土。 七、结论

1、机械松铺土料厚度为35cm，振动碾静压2遍后振压6遍，土料压实度可满足堤身压实度不小于95%与液压坝基础97%的要求，在施工过程中应严格控制铺土厚度。

2、人工松铺土料厚度为25cm，蛙式打夯机夯实8遍，土料压实度可满足堤身压实度不小于95%与液压坝基础97%的要求，在施工过程中应严格控制铺土厚度。

3、填筑含水率应控制在最优含水率附近，其上、下限偏离最优含水率应不超过-3%~+3%。在施工过程中应采取各种方式使土料含水率在要求范围内。

4、综合分析试验结果，选择最优施工碾压技术参数见下表：

施工机械 振动碾 蛙式打夯机 设计 压实度 0.97 0.97 土料含水率（%） 16.3 16.3 机械松铺厚度（cm） 35 25 碾压遍数 静压2遍后振压6遍 打夯8遍 机械使用技术参数 振动频率 行驶速度 30Hz 3Hz 低速档 / 拟对边角狭窄部位采取松铺25cm后，夯实8遍的方案进行施工，对大面采取松铺35cm后，静压2遍、振压6遍的方案进行施工。

5、碾压时振动碾的行进速度不宜超过2km/h。

6、填筑施工过程中为保护层面土应采用进占法上土。碾压方法，平行于渠轴线进退错距法碾压，错距搭接以不小于50cm为宜，严禁漏压和过压。 八、注意事项

1、行车速度一定要按确定的碾压参数严格控制，振动碾有一个压力和压力波的传递过程，如果行车速度过快，使压力和压力波传递很浅，这样就不能达到预期的目的，降低了碾压效

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果。

2、随时检查碾压机具的性能（如频率、振幅），同时要不断提高平整、碾压机械司机的操作水平，避免碾压混乱造成漏压、过压现象。

3、填筑时，边坡部位超填要满足规范要求，以保证削坡后边坡压实度能满足设计标准。 4、由于振动碾吨位偏大，应将填筑土料的含水率控制在要求范围之内。

5、在填筑下一层土料之前，如果局部因含水量过大出现弹簧土或剪切破坏深度在5cm以上时，应对破坏区域进行处理，并经检测合格后，再进行回填。

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附表1 碾压试验成果汇总表

松铺厚度 碾压遍数 松铺厚(cm) 压实层厚（cm） 沉降（cm） 20（cm） 压实度取样个数 压实度最小值（%） 压实度最大值（%） 压实度平均值（%） 松铺厚(cm) 压实厚（cm） 沉降（cm） 25（cm） 压实度取样个数 压实度最小值（%） 压实度最大值（%） 压实度平均值（%）

振碾6遍 21.5 17.3 4.2 3 93.9 98.3 96.5 26.0 21.9 4.1 3 94.2 97.8 98.3 振碾8遍 21.6 16.4 5.2 3 98.3 98.9 98.3 26.5 21.1 5.4 3 97.2 98.3 98.9 振碾10遍 20.9 14.8 6.1 3 98.3 98.3 98.9 25.6 19.1 6.5 3 98.3 97.8 98.5 备注 碾压遍数与压实度关系图（蛙式夯机）100.0%99.0%98.0%97.0%96.0%95.0%68碾压遍数

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压实度松铺厚20cm松铺厚25cm10

附表2 碾压试验成果汇总表

松铺厚度 碾压遍数 松铺厚(cm) 压实层厚（cm） 沉降（cm） 35（cm） 压实度取样个数 压实度最小值（%） 压实度最大值（%） 压实度平均值（%） 松铺厚(cm) 压实厚（cm） 沉降（cm） 40（cm） 压实度取样个数 压实度最小值（%） 压实度最大值（%） 压实度平均值（%） 振碾4遍 36.5 30 6.5 3 92.8 98.3 96.1 42 34.8 7.2 3 93.9 97.2 96.1 振碾6遍 39 29.9 9.1 3 97.2 98.3 97.9 41.5 30.7 10.8 3 93.9 98.9 96.9 振碾8遍 36.4 24.5 11.5 3 98.3 98.9 98.9 42 27.6 14.4 3 97.2 97.8 97.6 备注 碾压遍数与压实度关系图（20t振动压路机）100.0%99.0%98.0%97.0%96.0%95.0%94.0%46碾压遍数压实度松铺厚35松铺厚408- 8 -