碾压试验.doc

南水北调中线一期穿黄工程Ⅲ标
北 岸 工 程 土 建 及 设 备 安 装 施工阶段 渠道土方填筑碾压工程生产性试验大纲
目 录
1、 概述 - 1 -
2、 编制依据 - 1 -
3、 试验目的 - 1 -
4、 主要试验内容 - 2 -
5、 填筑料来源 - 2 -
6、 试验场地布置 - 2 -
7、 试验实施程序 - 2 -
7.1、准备工作 - 2 -
7.2、试验前检查验收 - 4 -
7.3、备料、运输、摊铺 - 4 -
7.4、碾压 - 5 -
7.5、现场试验 - 5 -
7.6、资料整理 - 6 -
8、 试验计划安排 - 7 -
9、 质量保证措施 - 7 -
10、 安全保证措施 - 7 -
11、 环境保护措施 - 8 -

1、

中国水利水电第四工程局南水北调穿黄工程项目部 - 8 -

1、 概述
北岸明渠总长9968.03m，渠道过水断面为梯形，底宽8m，两侧边坡均为1；2.5，渠道底坡为i=1/10000。渠底高程102.86~101.07m，堤顶高程111.81m～110.25m。渠道内底板由4层组成，依次为10cm厚混凝土板、10cm水泥土、土工膜；侧坡由三层组成，依次为10cm厚混凝土板、10cm水泥土和土工膜。
北岸明渠土方开挖量小，主要是渠堤填筑，土方回填最大高度约15m，采用分层填筑，进占法卸料，挖掘机配自卸汽车装运，推土机平料，振动碾压实，铺层厚度30～50cm，碾压6～8遍。填筑土料部分利用本渠段开挖料，不足部分取自陈家沟土料场。
土方填筑施工前应进行土样的击实试验和现场生产性试验，并根据试验成果确定施工参数，用于指导施工。
2、 编制依据
本试验大纲依据下述文件进行编制：
招标文件第八章“总则”，第8.12.2条；
招标文件第十三章“土石方填筑”；
《堤防工程施工规范》 SL260-98；
《土工试验规程》 SL/T237-1999；
北岸明渠（12+608.00～17+200.00）段开挖图：
图号：CH-Ⅲ-SG-KWP-003～008；CH-Ⅲ-SG-KWH-008～018。
3、 试验目的
⑴ 通过击实试验确定用于渠堤填筑的土料的最大干密度、最优含水率；
⑵ 通过生产性试验，核定招标文件技术条款中要求压实标准的合理性（填筑土料的压实度不小于0.98）；
⑶ 确定经济合理的施工参数，如铺层厚度、碾压遍数、加水量等，为施工提供依据；
⑷ 检验所选用的填筑压实机械的适用性及其性能的可靠性；
⑸ 通过生产性试验，研究和完善填筑的施工工艺和措施；
⑹ 制定填筑施工的实施细则；
⑺ 确定压实质量控制试验方法，积累试验资料。
4、 主要试验内容
⑴ 对用于填筑的土料进行开采、装料、运输、卸料和击实试验；
⑵ 土料碾压进行铺土方式、铺土厚度、碾压机械类型及重量、碾压遍数、碾压含水量等试验。
5、 填筑料来源
填筑土料按招标文件的规定，将首先采用明渠开挖的可利用土料，不足部分从陈家沟土料场开采。
碾压试验段选择在明渠半挖半填施工段进行，填筑土料采用明渠就近的可利用开挖料或监理工程师指定的取土位置。
6、 试验场地布置
现场回填碾压试验选择在桩号16+550～16+580之间的渠堤范围内进行，上述试验段位于明渠半挖半填施工区内，且试验区距离陈家沟土料场的位置较近，土料的各项指标与陈家沟土料场的相同，试验区位置和土料的地质结构均具有一定的代表性，可以满足Ⅲ标渠道填筑碾压试验的要求。
碾压试验应在堤基范围内进行，试验前应将试验段范围堤基按设计图纸开挖至填筑基础面，对试验场地进行平整清理。
碾压试验的场地面积为20m×30m，将试验场地以渠道中心线方向为长边划分为10m×15m的4个试验小块。
7、 试验实施程序
土方填筑碾压现场生产性试验实施程序如下：
准备工作→检查验收→备料→运输至试验区→填筑料摊铺→碾压→现场试验→资料整理→提交生产性试验报告
7.1、准备工作
准备工作包括熟悉填筑料的要求和压实标准；熟悉碾压试验大纲，确定试验要求和内容；选定试验场地并对场地进行处理； 根据施工可能使用的机具类型，备齐试验所用的设备、工具、器材，并逐一详细检查；检测拟采用碾压设备的工作特性参数，如碾重、振动频率、振幅等，并作好详细记录；进行土料的击实试验等等。
土方回填料确定后，由项目部质检人员、抽样人员邀请监理工程师共同在回填取料区域进行取样，抽取的土样应具有代表性，各个土层和性状的土都应包括。土样抽取后送工地实验室做标准击实试验，确定最优含水率下的最大干密度。根据合同技术条款回填土压实度不小于0.98的要求，确定出施工中控制的最小干密度为：最大干密度×0.98，再查“含水量与干密度曲线图”确定合格干密度下的含水率区间。
试验区开挖至设计高程面以后，采用TY220推土机对试验区进行整平，其表面不平整度不超过±10cm为宜，场地平整完后由振动碾对试验区进行反复碾压，直到试验区地基不再下沉为止，基层的密度至少要与待测试铺层的密度相同，以减少基层对碾压试验的影响。
试验前的准备工作应对拟用于试验工作的器材设备和人员进行逐一落实，以确保试验展开后能够顺利进行，确保试验的参数真实有效。根据技术条款和现场机械设备情况，碾压试验选用18T自行式振动碾，其它拟用于本次试验的主要机械设备、工器具及人员如表1、表2所示。
机械设备及工器具配置表
表1
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
液压挖掘机
EX200
台
1
取土
2
自行式振动碾
18t
台
1
碾压
3
推土机
TY220
台
1
平整、摊铺
4
装载机
WA380
台
1
取土、装车
5
自卸汽车
20t
辆
3
拉运
6
洒水车
8t
辆
1

7
取样环刀

个
40

8
皿盒

个
80

9
电子天平
500g
台
1

10
烤箱

台
1

11
台秤
10kg
台
1

碾压试验人员配备表
表2
序号
名称
数量
备注
1
各类管理人员
10
技术、质量、生产、安全等
2
试验人员
2

3
汽车司机
3

4
重机司机
5

5
测量人员
2

6
电工
1

7
普工
15

7.2、试验前检查验收
渠道填筑碾压生产性试验，由质量部负责本次试验的组织实施，试验开始前，质量部组织试验和测量人员进行试验前的基础验收、土样、含水率的测控、取样试验及击实试验等工作。测量队负责试验区的测量放样、沉降量测量及测量数据收集、整理、分析和整理等工作。
7.3、备料、运输、摊铺
⑴ 本次生产性碾压试验制备的土料含水率分三种：
① 低于最优含水率3℅；
② 与最优含水率相等或接近；
③ 高于最优含水率1℅；
以上三种含水率土料分三层按设计高度进行试验。按照试验计算所需土方
量，在试验前一次备足。提前对试验所用土料进行含水测定，按计算加水量（考虑损耗）提前制备1～2天对土料加水浸泡，使其达到设计含水率。经测定合格后方可装运至试验区进行摊铺。考虑天气情况及水量损失，土料在制备加水时提高0.5℅的含水率。为保证土料含水率的均匀性，运输前采用EX200反铲进行拌合，人工配合。
⑵ 土料采用20t自卸汽车运输至试验现场。
⑶ 土料运至试验区前，先对试验区进行整平碾压并验收，由测量人员按2.0*2.0m方格网进行测量并记录。自卸汽车将土料运输至试验区域，由现场指挥员按照测量人员事先放样的区域和标高，按分区依次指挥卸料，卸料采用退铺法，土料摊铺采用TY220推土机进行，现场指挥员采用带刻度钢钎现场控制摊铺厚度，人工配合进行整修，保证试验区段表面平整度误差在±2cm范围内。测量人员及时对摊铺区域按原定方格网进行测控记录。
7.4、碾压
本次碾压试验采用18t自行式振动碾进行碾压试验，碾压方向沿试验区的轴线方向进行，试验段摊铺好整平后由18 t振动碾先静压1遍然后进行振压，行驶速度为低档中油门（按经验控制在1.5～2.0Km/h），前进后退法碾压，边上重复压2遍，前进时错1/2轮宽（或搭接宽度控制在10～20cm），再原位退回，往复至全段，即为2遍，再循环1次即为4遍，停止碾压。由专人负责记录振动碾的碾压遍数及振动碾行驶速度。本层碾压完成后，试验人员采用环刀法取样测定回填土密度。碾压6遍、8遍后再次取样测密度，直到同样满足以下几个条件时停止碾压：
　　⑴ 密度不再上升或有所下降。
　　⑵ 标高不再下降。
　　⑶ 取样时发现坑壁稳定，土粒嵌挤紧密。
第一种铺土厚度的碾压全部完成后，采用8t撒水车进行层间撒水，使层面湿润，进行第二种铺土厚度的摊铺、碾压、测量、取样试验，依次进行。
7.5、现场试验
⑴ 试验参数的确定
根据规范标准要求及以往的施工经验初步拟定松铺厚度、含水率及碾压遍数等参数（见下表3），振动碾的行驶速度按经验控制在1.5～2.0Km/h，现场通过对种铺土厚度、三种碾压遍数、三种含水率进行组合试验，经试验取得在同种碾压机械下，含水率、松铺厚度、碾压遍数的最优值。选择既满足设计要求，又经济合理的碾压参数作为施工参数。设计碾压参数组合见表3。
碾压试验设备的碾压参数组合表
表3
碾压机械
自行式振动碾
机械参数
18t
试验
参数
铺土厚度
30cm、40cm 、50cm
碾压遍数
4、6、8
含水率
最优含水-3%；与最优含水相等或接近；最优含水+1%
复核试验参数
按现场试验确定的最优参数进行
全部试验组数
每区6个
控制标准
压实度≥98%
⑵ 检测内容
① 检测振动碾的工作参数
振动碾技术参数中影响压实效果的主要为：振动压路机的净重、振动质量、振动频率、振动振幅和碾压速度。
② 天然含水率及铺料含水率
③ 测量
每10×15m 为一个试验单元，每个单元内布置2.0m ×2.0m 的方格网，采用水准测量法对铺土厚度进行控制并测量压实沉降量。
④ 试验取样
在相应的碾压遍数时的填筑面上取样做密度试验，采用环刀法取样测定干密度值，在取样测试的同时，注意观察压实土层底部有无光滑面及剪力破坏现象等并做好记录。本次碾压试验，在同一铺土厚度的6个试验块内分别进行三种不同含水率的4、6、8遍碾压试验，并对每个试验块取样12个，取样点平均布设或按监理指定位置进行取样。取样后，采用酒精燃烧法（或烘箱）进行烘干和称量，进行干密度及含水量的计算。
含水率计算公式：W0=(m0/mb-1)×100％
W0为含水量（％），m0为湿土质量（g），mb为干土质量（g）。
干密度计算公式：ρd＝ρ0/(1+ W0)
ρd为干密度（g/cm3）, ρ0为密度（g/cm3）, W0为含水量（％）
⑤ 复核试验
通过试验求出各个参数的适宜值，然后用选定的参数进行复核试验。
7.6、资料整理
试验完成后由试验室和技术部门专人整理分析试验资料，及时研究试验情况。各观测值和取样试验值经过整理，绘制出下列各条关系曲线：
⑴ 不同铺土厚度时的干密度与碾压遍数的关系曲线；
⑵ 不同铺土厚度、不同碾压遍数时的干密度与含水率的关系曲线。
8、 试验计划工期安排
碾压试验计划安排

9、 质量保证措施
⑴ 施工时严格按试验大纲和施工规范进行施工。
⑵ 填筑碾压时，严格控制填料厚度及填料的含水量，并选择合适的压实时间。
⑶ 现场试验时，认真、及时地填写试验过程中的各类数据，以保证填方试验段成果的真实性、可靠性。
⑷ 严格遵照试验方法中提出的错车和碾压方法碾压，不允许漏压，碾压遍数不得少于8遍。
⑸ 牵引速度一定要低档行驶，因为振动碾有一个压力和压力波传递过程，如行驶过快，使压力和压力波传递过浅，就会降低碾压效果。
⑹ 严格按照有关规程及试验中提出的办法测定土料干密度。
⑺ 虚心 接受监理单位及业主提出的指导意见，积极请教完善质保措施。
10、 安全保证措施 
⑴ 设立专职安全员并建立旁站制度，及时纠正和消除施工中出现的不安全苗头。
⑵ 对施工人员定期进行安全教育和安全知识的考核。
⑶ 试验设立明显的安全警示牌。
⑷ 各类机械设备操作人员必须持证上岗，无证人员或非本机人员不得上机操作。
⑸ 场内的电路布置要规范化，电器开关设在防雨防晒的电器箱柜内，距离地面不小于1.5m。
11、 环境保护措施
⑴ 在机械化施工过程中，要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等的污染，以保障人民的健康，运转中尘埃过大时要及时洒水。
⑵ 对清理场地的表层腐植土，砍伐的荆棘丛林等废料，要运至指定的地点进行废弃。
⑶ 清理施工机械、设备及机械的废水、废油等有害物质以及生活污水，不得直接排放与河流、池塘或其他水域中，。也不得倾泻于饮用水源附近的土地上，以防污染水源和土壤