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摘要：土石坝施工中的关键质控点之一就是土石坝压实控制。笔者根据多年研究，以实际数据探讨土石坝压实质量控制中的相关问题，旨在为水利等相关工程的设计提供参考和借鉴。
关键词：建筑施工；碾压式土石坝；质控点；建筑设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
0引言：
在水利工程施工中，碾压式土石坝工程因就地取材方便，施工简便，对施工区域地质要求低，且成本相对其他坝型，造价相对便宜，成为水利工程施工中选择最多的一种坝型。随着人类工程技术的进步，在土石坝实际施工中融入了许多现代科技。但是不管在实际施工中融入了多少现代科技，土石坝施工的关键质控点仍然是对坝体分层添注土石料碾压实际效果的控制。本文对碾压式土石坝压实试验中的几个关键质控点进行研究，希望能够给同行们提供一些有益的参考和借鉴。
1坝土的压实机理及影响因数
土的压实机理指土质在外力的影响下产生压缩变形，使坝土的缝隙减小，密度增加。土质在外力的影响下之所以能够增加密度，是因为在外力的作用下，土质缝隙中的空气和水被排出，土分子相互移动靠拢，封闭气泡的体积在外力的作用下急剧减小。从土质压实机理可以看出，在碾压式土石坝实际施工中，影响土质压实效果主要是，击实功能、含水率、土质的种类以及土质中的粗粒含量等。因此，在碾压式土石坝压实质量控制中，对坝体土质压实效果应从这几个方面入手。
1.1击实功能
在实验室中，同一土质样本，在含水率不同情况下进行同一击数击实试验，可以得到一组干密度与含水率成正比的试验数据。干密度随着击数的增加而逐渐增大。相反，最优含水率是逐渐减小的。但是，实验室中击实功能数据反映，速率的增大或减小是呈递减模式的。因此，在坝体实际施工中，仅仅依靠击实功能来增大坝体的干密度，效果是很有限的。
1.2含水率
在实验室中，土质样本的压实密度随含水率的不同而不同。在使用同一土质样本时，使用不同含水率将土质分层击实，可以得到一组干密度和含水率数据。所获得的干密度最大数据称为该击数下的最大干密度，与此相对应的含水率数据称为最优含水率数据。经过校正的最优含水率计算公式为，公式1
公式1：最优含水率计算公式
其中，为相同击数下样品土质的实际含水率，表示样品土质中粗粒直径小于5毫米时土质的最优含水率。为土质粗粒大于5毫米时土粒的吸附含水量。
1.3土质的极配以及粗粒含量
实验室中，相同击实功能下，可塑性指数越高的土质或粘性土粘粒含量越大的土质，压实难度越大。在相同土类中，影响土质压实性很大原因在与土的极配。极配不均匀的压实干密度比极配均匀的压实干密度要高。因为，极配不均匀的土内较粗颗粒形成的缝隙有细土来填充，而极配均匀的土质中存在的缝隙只有很少的细土来填充。因而造成二者之间土质干密度差异很大。
在实验室土质轻型打击试验中，允许土样中最大粗粒直径不大于5毫米。当样土内有直径超过5毫米粗粒时，应剔除后再进行打击试验。只有这样，才能保证试验所测得数据的准确性。但是，在实际施工中，大坝实际土质可能会与实验室土质粗粒含量不同。因此，在实验室进行土质粗粒含量试验中，当粗粒直径大于5毫米且粗粒含量小于30%时，应按照公式2计算矫正后的最大干密度。
公式2：最大干密度计算公式
其中，为对土质施加相同击实功能所得到的土质最大干密度，为土质粗粒直径小于5毫米时最大干密度，为直径大于5毫米的粗粒含量，为粗粒直径大于5毫米的土粒干比重。
因此，在碾压式土石坝压实质量控制中，一定要对施工现场的土质进行科学的分析，更要对料场进行适时的监测，确定其土料的含水量和密度是否因外部环境的变化而产生了变化。运用上述公式进行计算的时候，应注意随时调整相应参数，确保计算结果的准确性。
2施工现场的压实质量监测及碾压试验
在土石坝现场施工过程中，对坝体所用土石料采用分层添筑压实的方法，测得的压实效果用干密度表示。土石料压实后干密度的检测方法上，有很多种，主要包括环刀法、核子射線法、灌砂法、灌水法等等。前两种方法主要应用于细粒内添土，后两种方法主要适用于砾类土添土。
在实际施工前，为保证对土石坝压实质量的控制，必须进行规范的碾压试验。用实际的试验证明坝体设计标准的科学性，施工负责人员应充分了解坝体压实后土的密度和添筑条件之间的关系，确定符合图纸设计的要求。在对压实机械的选择上，应根据施工现场不同的环境进行选择，调控需要的碾压参数，以使试验数据和实际施工数据成正比，优化施工工艺，尽最大努力保证实际施工效果符合规范要求。
笔者根据在实际施工中碾压遍数、干密度、含水率和沉降量测得数据，制成下表，以供大家参考。如图1
图1：碾压遍数、干密度、含水率和沉降量数据
从图一我们可以看出，3个试验区域，虚土厚度无论如何变化，当碾压的遍数在6遍以下时，干密度随着碾压遍数的增加而增大，当碾压遍数超过6遍时，干密度值随着碾压遍数的增加而减少。从“2区”我们可以看出，当碾压数为6遍时，虚土铺设厚度为35毫米时，含水率最优。根据上图所测得数据笔者建议，在建造碾压式土石坝中，建议填土的铺设厚度为35毫米，采用6遍碾压法（来回一次为一遍）。
当前，在坝体施工过程中，实际压实的密度为某一不变常数，但是在涉及某一具体土料的密度指标值时，和值是随着土石料的变化而变化的，因此，在实际施工中一定要注意根据不同工程的现场情况进行测算，以解决实验室数据运用到实际工作中所带来的变化。如，进行现场试验的方法测得粘性土压实后的密度值，但同时也需要对该土进行标准试验，以测得最大干密度值，用以反映在压实工作中的密度指标。最后，才能按照相关公式和数据的要求，做出压实质量的质评。
3结论
综上所述可以得知，在碾压式土石坝压实质量控制中，有很多关键质控点需要我们大家注意，因受篇幅限制，笔者选择性的就碾压式土石坝建造中的几个重点问题进行论述，旨在为最后确保土石坝工程质量提供一些参考和建议，以供同行斟酌。
参考文献：
[1] 段继.碾压土石坝施工参数选择与质量控制[J].山西水利.2006,22，（5）
[2] 池大峰.水利工程土石坝添筑施工及机械管理维护[J].建材发展导向.2011,9，（4）
[3] 胡晓阳.从土的压实机理分析心强土料的压实质量控制[J].西北水电.2005，（4）
[4] 郭国庆，李鹏.土石坝的压实标准及应用中存在的问题[J].西北水电，2000，（11）
[5] 康文龙.碾压式土石坝的填筑标准与实践[J].水利技术监督.2008,16，（04）
作者简介：
姓名，胡钟巍。出生年月，19730913。工作单位，义乌市柏峰水库管理处。现有职场，中级工程师。
关键词：建筑施工；碾压式土石坝；质控点；建筑设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
0引言：
在水利工程施工中，碾压式土石坝工程因就地取材方便，施工简便，对施工区域地质要求低，且成本相对其他坝型，造价相对便宜，成为水利工程施工中选择最多的一种坝型。随着人类工程技术的进步，在土石坝实际施工中融入了许多现代科技。但是不管在实际施工中融入了多少现代科技，土石坝施工的关键质控点仍然是对坝体分层添注土石料碾压实际效果的控制。本文对碾压式土石坝压实试验中的几个关键质控点进行研究，希望能够给同行们提供一些有益的参考和借鉴。
1坝土的压实机理及影响因数
土的压实机理指土质在外力的影响下产生压缩变形，使坝土的缝隙减小，密度增加。土质在外力的影响下之所以能够增加密度，是因为在外力的作用下，土质缝隙中的空气和水被排出，土分子相互移动靠拢，封闭气泡的体积在外力的作用下急剧减小。从土质压实机理可以看出，在碾压式土石坝实际施工中，影响土质压实效果主要是，击实功能、含水率、土质的种类以及土质中的粗粒含量等。因此，在碾压式土石坝压实质量控制中，对坝体土质压实效果应从这几个方面入手。
1.1击实功能
在实验室中，同一土质样本，在含水率不同情况下进行同一击数击实试验，可以得到一组干密度与含水率成正比的试验数据。干密度随着击数的增加而逐渐增大。相反，最优含水率是逐渐减小的。但是，实验室中击实功能数据反映，速率的增大或减小是呈递减模式的。因此，在坝体实际施工中，仅仅依靠击实功能来增大坝体的干密度，效果是很有限的。
1.2含水率
在实验室中，土质样本的压实密度随含水率的不同而不同。在使用同一土质样本时，使用不同含水率将土质分层击实，可以得到一组干密度和含水率数据。所获得的干密度最大数据称为该击数下的最大干密度，与此相对应的含水率数据称为最优含水率数据。经过校正的最优含水率计算公式为，公式1
公式1：最优含水率计算公式
其中，为相同击数下样品土质的实际含水率，表示样品土质中粗粒直径小于5毫米时土质的最优含水率。为土质粗粒大于5毫米时土粒的吸附含水量。
1.3土质的极配以及粗粒含量
实验室中，相同击实功能下，可塑性指数越高的土质或粘性土粘粒含量越大的土质，压实难度越大。在相同土类中，影响土质压实性很大原因在与土的极配。极配不均匀的压实干密度比极配均匀的压实干密度要高。因为，极配不均匀的土内较粗颗粒形成的缝隙有细土来填充，而极配均匀的土质中存在的缝隙只有很少的细土来填充。因而造成二者之间土质干密度差异很大。
在实验室土质轻型打击试验中，允许土样中最大粗粒直径不大于5毫米。当样土内有直径超过5毫米粗粒时，应剔除后再进行打击试验。只有这样，才能保证试验所测得数据的准确性。但是，在实际施工中，大坝实际土质可能会与实验室土质粗粒含量不同。因此，在实验室进行土质粗粒含量试验中，当粗粒直径大于5毫米且粗粒含量小于30%时，应按照公式2计算矫正后的最大干密度。
公式2：最大干密度计算公式
其中，为对土质施加相同击实功能所得到的土质最大干密度，为土质粗粒直径小于5毫米时最大干密度，为直径大于5毫米的粗粒含量，为粗粒直径大于5毫米的土粒干比重。
因此，在碾压式土石坝压实质量控制中，一定要对施工现场的土质进行科学的分析，更要对料场进行适时的监测，确定其土料的含水量和密度是否因外部环境的变化而产生了变化。运用上述公式进行计算的时候，应注意随时调整相应参数，确保计算结果的准确性。
2施工现场的压实质量监测及碾压试验
在土石坝现场施工过程中，对坝体所用土石料采用分层添筑压实的方法，测得的压实效果用干密度表示。土石料压实后干密度的检测方法上，有很多种，主要包括环刀法、核子射線法、灌砂法、灌水法等等。前两种方法主要应用于细粒内添土，后两种方法主要适用于砾类土添土。
在实际施工前，为保证对土石坝压实质量的控制，必须进行规范的碾压试验。用实际的试验证明坝体设计标准的科学性，施工负责人员应充分了解坝体压实后土的密度和添筑条件之间的关系，确定符合图纸设计的要求。在对压实机械的选择上，应根据施工现场不同的环境进行选择，调控需要的碾压参数，以使试验数据和实际施工数据成正比，优化施工工艺，尽最大努力保证实际施工效果符合规范要求。
笔者根据在实际施工中碾压遍数、干密度、含水率和沉降量测得数据，制成下表，以供大家参考。如图1
图1：碾压遍数、干密度、含水率和沉降量数据
从图一我们可以看出，3个试验区域，虚土厚度无论如何变化，当碾压的遍数在6遍以下时，干密度随着碾压遍数的增加而增大，当碾压遍数超过6遍时，干密度值随着碾压遍数的增加而减少。从“2区”我们可以看出，当碾压数为6遍时，虚土铺设厚度为35毫米时，含水率最优。根据上图所测得数据笔者建议，在建造碾压式土石坝中，建议填土的铺设厚度为35毫米，采用6遍碾压法（来回一次为一遍）。
当前，在坝体施工过程中，实际压实的密度为某一不变常数，但是在涉及某一具体土料的密度指标值时，和值是随着土石料的变化而变化的，因此，在实际施工中一定要注意根据不同工程的现场情况进行测算，以解决实验室数据运用到实际工作中所带来的变化。如，进行现场试验的方法测得粘性土压实后的密度值，但同时也需要对该土进行标准试验，以测得最大干密度值，用以反映在压实工作中的密度指标。最后，才能按照相关公式和数据的要求，做出压实质量的质评。
3结论
综上所述可以得知，在碾压式土石坝压实质量控制中，有很多关键质控点需要我们大家注意，因受篇幅限制，笔者选择性的就碾压式土石坝建造中的几个重点问题进行论述，旨在为最后确保土石坝工程质量提供一些参考和建议，以供同行斟酌。
参考文献：
[1] 段继.碾压土石坝施工参数选择与质量控制[J].山西水利.2006,22，（5）
[2] 池大峰.水利工程土石坝添筑施工及机械管理维护[J].建材发展导向.2011,9，（4）
[3] 胡晓阳.从土的压实机理分析心强土料的压实质量控制[J].西北水电.2005，（4）
[4] 郭国庆，李鹏.土石坝的压实标准及应用中存在的问题[J].西北水电，2000，（11）
[5] 康文龙.碾压式土石坝的填筑标准与实践[J].水利技术监督.2008,16，（04）
作者简介：
姓名，胡钟巍。出生年月，19730913。工作单位，义乌市柏峰水库管理处。现有职场，中级工程师。