围坝填筑压实质量控制技术

平原水库围坝填筑压实质量控制技术山东省南水北调工程质量监督站济东监督项目站2010-9-24目录1 土坝填筑质量控制的重要性1.1 筑坝质量检测的重要性1.2 环刀取样必须正确操作1.3 筑坝质量检测方法对比和评价2、三点击实法的原理2.1土的容重比2.2土的压实度2.3 三点击实试验法的操作方法2.3.1图解法 2.3.2加水数解法操作方法 2.3.3减加水数解法操作方法3、三点击实操作中容易出现的错误：3.1 形不成三点凸线3.2 加水反弧线，3.3减水反弧线，3.4弧线平滑，4 最大湿密度的计算方法4.1、三点加水击实法的最大湿密度的计算。

4.2、三点加、减水击实的最大湿密度计算4.3非常情况下的计算： 4.3.1填土大于最优含水率 4.3.2小于最优含水率4.4计算实例4.5 三点击实的数量规定：5、用贯入仪法检测压实度5.1贯入仪法检测压实度率定5.2确定相关公式平原水库围坝填筑压实质量检测技术1 土坝填筑质量控制的重要性土坝填筑质量的优劣直接影响着大坝的稳定和安全，对上坝土料碾压不实或不均匀，可能导致坝体局部沉陷、渗水、滑坡，甚至可能溃堤。

1.1 筑坝质量检测的重要性坝体检测是质量控制的重要手段，也是及时掌握筑坝的真实质量，为建筑实体的评价提供依据。

为此，施工规范规定了检测项目，检测频率；监理规范明确了平行检测和跟踪检测的数量；同时，建设管理单位委托第三方检测；质量监督部门不定期抽检等，形成了一个齐抓共管的质量检测体系。

1.2 环刀取样必须正确操作1 人为压实能将湿密度增加0.1g/cm3;压实度增加0.03以上,压实度超过100%,而变为不真实。

2环刀削土的标准：土体表面与环刀周圈金属环平齐，不准添加土料人为压平。

3 削土的方法：沿周边内1/2直径向外缓慢削土，削土厚度1mm，分层、多次削至与金属环平齐，最后用土刀沿整个金属环缓慢削平。

1.3 筑坝质量检测方法对比和评价测定压实度的方法有：1 环刀法、核子密度仪法、灌水法、灌砂法等，通过测定土层的湿密度和含水率，计算干密度；再标准击实测定该土的最大干密度，最后计算压实度。

但是，上坝土料是不均匀的，最大干密度不可能是一个常数，相应各测点必须标准击实土体的最大干密度。

工作量大，时间长，很不适应上坝土料的施工。

2 三点击实法，又称快速压实控制法。

该法不需要测定含水率，仅在测定密度后用测定密度试验的土样做三种含水率的击实试验，测定三个击实湿密度，就可以确定填土的压实度（D）和最优含水率与填土含水率的差值（Zm）。

该法速度快，适应不同土料压实性的变化。

3 贯入仪法测定压实度。

贯入阻力与地基承载力关系密切，而“压实度”能真实反映压实土体的承载力。

因此，贯入阻力与压实度密切相关。

椐贯入阻力与环刀法取样做出的压实度实验资料整理，两者呈线性相关。

依据标定线的关系式，用贯入仪进行坝体压实度测定。

2、三点击实法的原理2.1，土的容重比(C)依据土的击实原理C=填土湿密度（ρf）/含水量相同的土用标准击实的湿密度（ρo）. C=ρf/ρo =ρdf(1+ωf)/ ρdo(1+ ωf)=ρdf/ρdo式中:ρdf ---填土实测干密度;ρdo---标准击实的干密度；ωf-----填土含水率；2.2压实度（D）D=ρdf/ρdmax =ρdf(1+ωf)/ρdmax(1+ωf)-----------（1）从上式可知：由于含水量相同，所以湿密度比等于干密度比。

ρdf(1+ωf)为填土湿密度，用环刀取土称其湿土重再除以环刀容积即可。

ρdmax(1+ωf)为相同含水量土的最大湿密度，土源来自环刀取土的位置。

ρdmax(1+ωf)怎么实验计算？最简便的方法就是“三点击实法”。

三点击实试验法又称快速压实控制法。

该法的优点能较好地考虑土料压实性的变化。

对于压实性变化较大的粘性土或砾质土宜用此法控制压实度。

2.3 三点击实试验法的操作方法分为图解法和数解法两种：2.3.1图解法需要预先绘制一张“三点击实控制图”，将三个测得击实密度（ρ1、ρ2、ρ3）依据各自的加水率（Z=0、2、4）变换成斜线Z=0并平交与0、2、4的位置上，然后再连接3点抛物线，取其顶峰数值即为最大湿密度。

图解法经过多次竖、横向的画线定点，累计误差较大，精度较差。

2.3.2加水条件下的数解法操作方法(1) 用环刀法测定填土湿密度ρf；(2) 取保持原有填土含水率的土样进行标准击实，得ρ1, 变换湿密度ρ)1；=ρ1,/（1+0）(3) 取保持原有填土含水率的土样加水2%,拌匀后标准击实，得ρ2，变换湿密度ρ)2=ρ2/(1+2%)；(4) 取保持原有填土含水率的土样加水4%,拌匀后标准击实，得ρ3，变换湿密度ρ)3=ρ3/(1+4%)；绘制（ρ)1 ,0 ），（ρ)2, 2 ）,(ρ)3, 4 )三点抛物线图，用下式计算变换最大湿密度ρm和最优含水率与填土含水率的差值Zm。

ρm=ρ)1+（4*Yb-Yc）^2/8*(2*Yb-Yc)--------（公式推导条件）（2） Zm=（4*Yb-Yc）/（2*Yb-Yc）-------------（3）式中：Yb=ρ)2 -ρ)1 Yc=ρ)3 -ρ)1压实度：D=ρf/ρm---------------------（4）2.3.3加、减水条件下的数解法操作方法(1) 取保持原有填土含水率的土样进行标准击实，得ρ1, 变换湿密度ρ)1；=ρ1,/（1+0）(2) 取保持原有填土含水率的土样加水2%,拌匀后标准击实，得ρ2，变换湿密度ρ)2=ρ2/(1+2%)；（3）当（2）点的变换湿密度小于（1）点时，将原有填土含水率的土样减水2%,拌匀后标准击实得ρ3，变换湿密度ρ)3=ρ3/(1-2%)；绘制（ρ)1 ,0 ），（ρ)2, 2 ）,(ρ)3, -2 )三点抛物线。

加、减水条件下的最大变换湿密度计算和最优含水率与填土含水率的差值计算，不能直接使用（2）和（3）式，可以采用三点击实曲线平移法，将水平坐标的负值部分平移至水平坐标的正值部分后再利用加水三点击实计算。

采用（3）式计算最优含水率与填土含水率的差值时要考虑加上平移的部分。

下面验证平移法的正确性： a 按小～大的顺序排列后用（2）式计算最大湿密度1.942; b 上图是平移后的击实曲线,利用多项式回归公式计算最大湿密度1.942;c 下图是原始击实曲线,,利用多项式回归公式计算得的最大湿密度也是1.942;验证表明：减水条件下的最大湿密度计算可以直接采用(2)式计算，但是ρ)1 ，（ρ)2，( ρ)3必须按小～大的顺序排列；最优含水率与填土含水率的差值计算也可以采用（3）式计算，但是必须将计算结果+减水量值（水平移动的部分）。

用此法进行现场检验时，不需要测定含水率，仅在测定密度后用测定密度试验的土样做三种含水率的击实试验，测定三个击实湿密度，就可以确定填土的压实度和最优含水率与填土含水率的差值。

3、 三点击实操作中容易出现的错误：3.1 形不成三点凸线越加水击实湿密度越大，直线上升。

原因：填土含水量过低，加水量增加到4%时还未超过最优含水率。

因此，曲线无拐点。

填土含水量过高时击实曲线也形不成三点凸线原因：填土含水量过高，减水量减到2%时还未低于最优含水率。

因此，曲线无拐点。

双王城水库经常出现此种情况。

3.2 加水反弧线，东湖检测记录原因是未执行“第2点小于第1点时，第3点应减水”的重要原则。

第3点不应当加水，而应当减水。

3.3减水反弧线，原因是未执行“第2点大于第1点时，第3点应继续加水”的重要做法。

第3点不应减水，而应加水。

3.4弧线平滑，填土含水率大，第3点减水太少（3点的湿密度应低于1点）. 同理，填土含水率小，第3点加水太少。

东湖检测记录4 最大湿密度的计算方法4.1、三点加水击实法的最大湿密度的计算。

Yb 0.035 Yc 0.02 4yb-yc 0.120011392 2yb-yc 0.049765359 Zm2.411544758计算ymax 1.8357/1.8357填土含率小于最优含水率时，2点和3点的击实加水为0.02；0.04，最大湿密度的计算使用公式（2）；最优含水率与填土含水率的差值最优含水率与填土含水率的差值计算用（3）式。

另外用电子表格绘制加水量与变换湿密度的关系图，再用多项式回归计算，图中显示出抛物线和回归公式。

找出最大湿密度的加水量值，代入公式计算最大湿密度。

结论：在加水的情况下数值法计算和图解计算结果一致。

4.2、填土减水情况下三点击实的最大湿密度计算填土减水情况下的三点击实最大湿密度可以直接利用（2）式计算。

但是必须将ρ)1 ，（ρ)2，( ρ)3按小～大排列。

最优含水率与填土含水率的差值计算也可以采用（3）式计算。

但是必须将计算结果+减水量值（水平移动的部分）。

4.3非常情况下的计算4.3.1 填土含水量大于最优含水率3%减水-2%后还未出现凸型曲线时，再继续减水-4%形成凸型曲线。

去掉加水的（2）点，重新按小～大的顺序排列ρ)1 ，ρ)2，ρ)3 。

最大湿密度可以直接利用（2）式计算。

最优含水率与填土含水率的差值计算，必须将计算结果+减水量值（水平移动的部分）。

4.3.2填土含水量小于最优含水率4%连续2次加水至4%后还未出现凸型曲线时，再继续加水6%后形成凸型曲线。

去掉（1点），绘制3点击实曲线图，最大湿密度直接利用（2）式计算，最优含水率与填土含水率的差值计算，必须将计算结果+0.02（加水量值水平移动的部分）。

4.4计算实例4.3.1加水条件下的计算（加水条件下压实度3点击实法计算表）4.3.2 第3点减水情况下的计算（减水条件下压实度3点击实法计算表）4.4三点击实的数量规定5、用贯入仪法检测压实度5.1贯入仪法检测压实度率定在环刀取土前采用贯入仪测定压实土的贯入阻力，预先确定贯入杆的直径和标准的贯入深度，依据仪器使用规定，考虑上坝土料的种类和填土压实的实际情况，贯入杆的直径采用10mm。

贯入深度的确定原则是土体压实度达到设计指标（0.98）时，贯入阻力应达到仪器最大值的一半左右，经试用确定贯入深度为11cm。

贯入操作是按间隔5cm的梅花状布点，连续测定10个点次，去掉一个最大值和一个最小值，取其贯入阻力的平均值。

贯入力与压实度检测结果取土位置1+200中1+200中补测6+785中6+783外1+200外5.2确定相关公式以贯入阻力为横坐标，以压实度为纵坐标，绘制贯入阻力与压实度关系图。

相关系数R2=0.9971，可信度很高。

由图可以确定压实度0.98的合格贯入阻力的临界值。

利用贯入仪检测填土的压实度是一个较好的方法，经东湖水库抽测检验，压实度和填土层的贯入力有密切的相关性，上图中以5个测点为依据，检测资料呈现了紧密的直线相关，达到设计要求0.98的压实度，贯入力要大于42kg。