河道治理工程堤防填筑碾压试验探讨

河道治理工程堤防填筑碾压试验探讨
1 工程概况
山西省滹沱河重点段河道治理工程，位于盂县、定襄县、忻府区和原平市
境内，其中定襄县、忻府区和原平市滹沱河沿岸地势较平坦，设计为土质堤防；盂县境内地势为山区峡谷段，设计为浆砌石堤防。

本工程治理河道总长度为
87.28km，堤防级别为4 级。

通过碾压试验分析，确定土质堤防工程的土方填
筑施工参数。

定襄县、忻府区和原平市滹沱河治理段左、右岸新建堤防长
48.34km，加固堤防长86.46km，设计为梯形断面的土堤，临河侧及背河侧边坡
均为1 ∶2 ，依据地形堤防高程833.651 ～738.3m，高程差为95.351m，规划
的堤距宽度为300 ～450m。

2 试验布置及过程
本堤防填筑碾压试验场地，布置在滹沱河定襄县段右岸，桩号为
R89+281 ―R89+330 ，试验场地长49m、宽20m，以堤轴线为中心线，参考铺料厚度，试验场共划分为6 个试验小块，每个试验小块为一个试验单元，每个试
验单元长15m宽10m，中心线方向的试验单元铺料厚度之间设2m的过渡段。

中
心线一侧为A1 ～A3 区粘性土试验区，另一侧为B1 ～B3 区无粘性土试验区；该试验对选用的试验单元拟定铺料厚度，A1 和B1 试验单元铺料厚度30cm，A2 和B2 试验单元铺料厚度40cm，A3 和B3 试验单元铺料厚度50cm。

碾压试验场区布置图详见图1 。

根据《堤防工程施工规范》（SL260-2014 ）的规定，铺
料厚度在30 ～50cm区间的土块限制直径不超过15cm，故本试验参考规范规定，土料限制粒径不超过15cm。

为防止运输土料车辆对试验区形成超压，铺料方式
选用“后退法”卸料，装载机整平。

本工程压实指标，粘性土设计的压实度不
低于0.91 ，无粘性土设计的相对密度不低于0.60 。

土方填筑试验前，先平整好选定的试验场地，碾压密实达到堤防主体设计压实指标，并对面层进行抛毛，以避免堤基层对碾压试验的影响。

本试验碾具，选用18t振动碾的自有机械，
试验结束后，根据试验结果判断其适用情况；参考其他工程施工经验，本试验
拟定碾压行车速度为2km/h、振动频率为28Hz；拟定碾压遍数为静压1 遍、振
碾4 遍。

碾压试验过程中为避免碾压方式不当造成的漏压、超压，随时观测土
方填筑的剪力破坏情况。

试验过程中为控制好铺土厚度及观测沉降量，在土料
填筑的试验区外布置控制基桩，用水准仪测量各试验单元布置网络测点的初始
厚度与相对高程，并做好记录。

每碾压一遍，均分别量测各网格测点在碾压前
后相对高程及沉降量的变化。

每遍碾压完成后测量高程的同时，在相应试验单
元填筑面上采用环刀法均匀取12 个试样，测定干密度。

3 试验成果分析
3.1 粘性土碾压试验参数
本试验铺料厚度为30cm时，静碾1 遍振碾3 ～5 遍时，压实度合格率高，铺料厚度较小，该参数组合不经济；铺料厚度为40cm时，静碾1 遍振碾4 遍时，压实度在92.2 ％～94.4 ％，平均压实度为93.3 ％，铺料厚度与碾压遍
数较经济，属于满足设计填筑要求的参数组合；铺料厚度为50cm时，静碾1
遍振碾3 ～4 遍后，压实度存在不合格点，从而造成质量不合格，应舍弃该参
数组合，A1 ～A3 区试验参数见表1 。

综上所述，粘性土填筑最优技术参数组
合为：铺土厚度40cm，静碾1 遍振碾4 遍。

3.2 无粘性土碾压试验参数
本试验铺土厚度为30cm时，静碾1 遍振碾3 遍、4 遍、5 遍后，相对密
度合格率高，铺料厚度较小，该参数组合不经济；铺料厚度为40cm时，静碾1 遍振碾4 遍时，相对密度在0.64 ～0.66 ，平均相对密度为0.65 ，铺料厚度
与碾压遍数较经济，属于满足设计填筑要求的参数组合；铺土厚度为50cm时，静碾1 遍振碾3 遍、4 遍后，相对密度存在不合格点，工程质量难以保证，不应选择该参数组合，B1 ～B3 区试验参数见表2 。

综上所述，无粘性填筑土最
优技术参数组合为：铺土厚度40cm，静碾1 遍振碾4 遍。

3.3 其他参数
本试验采用自有机械18t振动碾进行试验，拟定的行走速率2km/h和振动
频率28Hz满足施工要求；取样测得粘性土含水量在16.0%～17.7%，无粘性土
含水量在12.4%～13.6%，试验结果表面范围含水量可以满足施工要求控制的压
实指标。

试验过程中控制土块儿限制直径不大于15cm，满足施工要求。

4 结语
由试验数据可知：在铺料厚度相同的情况下，选用的18t振动碾碾压1 ～
3 遍时，沉降量随碾压遍数的增多而增加；碾压至
4 ～
5 遍时，沉降量增大较
少或者不再继续增大；铺料厚度相同时，碾压遍数逐步增加，压实度与相对密
度随之而增大；碾压遍数相同时，铺土厚度越大，压实度或相对密度随之而减小。

以上试验结果符合土料碾压的工程特性。

堤防工程土方填筑施工参数，是
控制工程施工质量的关键指标。

在考虑工程所在的位置、环境、水文、土料质
量等综合因素基础上，通过碾压试验方式确定各施工参数，为科学制定施工方案、保证施工质量提供了科学依据。