汉江崔家营航电枢纽工程碾压式土石坝砂砾石相对密度试验探析和应用

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1、汉江崔家营航电枢纽工程碾压式土石坝砂砾石相对密度试验探析和应用　　〔摘要〕：碾压式土石坝砂砾石填筑质量控制的核心就是压实质量，相对密度就是现场检测压实质量最重要的指标。针对目前设计指标和评定指标不一致的情况，主要说明压实设计指标和评定指标都应统一采用相对密度的合理性。同时结合本工程土石坝试验检测情况，探讨试验检测过程中出现的两个问题。希望能给类似土石坝工程砂砾石填筑质量控制提供有益参考。〔关键词〕：碾压式土石坝；砂砾石；相对密度；干密度；灌水法中图分类号：TU521.1文献标识码：A文章编号：1工程概况崔家营航电

2、枢纽工程主要建筑物有船闸、泄水闸、电站厂房和土石坝等水工建筑物，其中土石坝为工程级别2级，位于河心洲、左叉河和左岸I级阶地、漫滩上，坝轴线总长1356.94m，坝顶高程66.0m（黄海高程），坝顶宽7.0m,上游边坡1:3,下游边坡1:2.25。坝基处理形式有坝基碾压和坝基强夯两种，坝体采用附近凤凰滩料场天然砂砾石填筑，碾压层松铺厚度不超过50cm，选用16t以上振动碾，一般碾压6～8遍，碾压后的相对密度不低于设计指标0.75。102天然砂砾石指标本着就地取材，降低工程造价的原则，确定本工程土石坝坝体采用附近凤凰

3、滩料场天然砂砾石填筑。砂砾石设计勘探、施工复勘指标如下：2.1设计勘探指标凤凰滩料场天然砂砾石母岩成分为硅质岩、石英砂岩、脉石英等，其中硅质岩多呈扁平状和针片状，其余呈圆状、次圆状，泥团和软弱颗粒含量少，针片状颗粒含量小于5％，砾石含量为68.2％,粒径以5～80mm为主，80mm以上粒径含量为4.3%。砂以粉细砂为主，含砂率为31.8%,细度模数为1.39～1.9。其余指标都符合规范要求。2.2复查勘探指标勘探方法采用坑槽法，共挖坑槽11个。取样方法采用全坑法，每个试坑取样一组，共取试坑代表试样11组，其中全分

4、析6组，简分析5组。简分析试验项目：全料级配分析、砂细度、含泥量。全分析试验项目：全料级配分析、砂细度、含泥量、饱和面干密度、吸水率、堆积密度、坚固性、有机质、云母含量、针片状含量、压碎值。砂砾石级配分析（见表1）。表1凤凰滩料场颗粒级配成果表10复勘成果表明：①砂属细砂，细度模数在1.47～1.98,平均为1.75.含泥量为3.8～8.5%,其他指标如表观密度、坚固性等均满足规范要求。②大于60mm粒径的平均累计筛余量为13.6%，P5平均含量为71.7%。3压实指标问题目前碾压式砂砾石土石坝质量控制标准不统一

5、，设计控制指标是相对密度，施工质量等级评定控制指标为干密度。具体规范内容摘录如下。3.1规范内容1）设计指标《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)第18页4.2.5条。砂砾石和砂的填筑标准应以相对密度为设计标准，并应符合下列要求：砂砾石的相对密度不应低于0.75，砂的相对密度不应低于0.70，反滤料宜为0.70。砂砾石粗粒料含量小于50％时，应保证细料（小于5mm的颗粒）的相对密度也符合上述要求。2）评定指标10《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）碾压式土石坝和浆砌石坝工程》（SL38-

6、92）第83页3.1.7条。砂砾坝体压实质量应符合设计要求。其主要压实控制指标干密度（干容重）按SDJ128－84《土工试验规程》进行干密度测试，必要时应进行相对密度校核。合格：干密度合格率应不少于90％。不合格干密度不得低于设计值的0.98。且不合格试样不得集中。优良：干密度合格率须不小于95％，不合格干密度不得低于设计值的0.98，且不合格试样不得集中。在施工质量等级评定标准中明确提出“砂砾坝体压实质量应符合设计要求”，但是在判定合格和优良时却是采用干密度作为控制指标的，这是有矛盾的，因为设计指标是相对密度，

7、所以施工质量就应该统一用相对密度进行评定，而不是用干密度值进行评定。3.2理由说明相对密度公式：(1)(2)10一般当填筑的土石料较为均匀时，级配比较稳定，在同一压实条件下，干密度接近常数值，这时可用某一干密度值作为设计和施工质量控制标准。但天然土石料往往是不均匀的，在同一压实条件下，干密度指标是不同的，若仍采用某一干密度作为设计和施工质量控制标准，必然出现对易于压实的土石料，压实后的干密度值容易达到，而实际压实结果是偏松的；对不易压实的土石料，压实干密度则不易达到，而压实结果却是紧密的。这样不均匀土石料在同一压

8、实条件下，紧密程度不同，容易发生不均匀变形。鉴于实际天然土石料一般都是不均匀的，所以不用某一固定干密度值作为设计和施工质量控制指标，而是对粘性土采用压实度，无粘性粗粒土采用相对密度作为设计标准和施工质量控制的依据。压实标准采用压实度或相对密度，尽管因土石料不均匀，压实后测得的干密度值不同，但达到同一压实度或同一相对密度标准，反映出压实后紧密程度是相同的。在实际施工过程中，