库区变动回水区斜坡码头高填方施工质量控制
孔春杰++杨旭杰++陈昌斌
摘 要：在结合工程实际的前提下，分析了影响库区变动回水区斜坡码头高填方施工回填质量的主要原因并制定了相应的对策，采用冲击压实的方案，取得了良好的效果，为同类工程积累了经验。
关键词：码头 高填方 冲击压实 质量
富宁港6.86万m2的陆域平台中有3万m2需要回填形成，土石方回填方量高达94万m3，库区变动回水区斜坡码头最高回填高度48.20m，死水位（203.00m）以下最高回填高度11.2m。
高回填（含水下）压实质量的好坏将直接影响到陆域的沉降变形和稳定性，码头既是高回填同时大部分又处水位周期性大幅变动的复杂外部环境下，目前对在水位周期性变动下的大面积高回填质量控制还没有成熟的理论和可靠的经验。如何控制高填方压实度以及水位变动对回填造成的不利影响，减小累计沉降是整个工程施工的重点和难点，工程确定了冲击压实的方案。
冲击压实原理
冲击压实是利用工作装置的势能与动能相互间瞬时的转化而工作的，常见的冲击压实设备主要是具有多边形滚轮的冲击压实机，其滚轮多为三边形、四边形或五边形。
冲击压实同时具有静力、揉搓、振夯、冲击等压实作用，具有低频高幅的特点，其连续、快速的低频大振幅冲击能量较高，压实深度远大于传统的振动压路机；虽然加固深度不及强夯，但其可实现连续冲击且不易破坏土体结构，施工效率较强夯高，成本更低。
结合现场情况，进行碾压试验，确定机具
碾压试验以开山石回填和块石回填分别进行，试验场地选择在客运泊位地势相对平坦的地方，利用水准仪配合机械找平，并将基层碾压密实，确保试验地段基层平整密实，用SD16推土机铺料，厚度选定设计厚度（每层≤50cm），通过选用不同的碾压机具、行走速度、行走方式、是否激振分块进行试验，分别记录各类实测数据。试验完毕后对数据进行分析比较，最终选定施工机具和各项参数，作为施工过程工艺控制参数。试验中分别选用了YZT180GD拖式压路机和XS202J轮式压路机两类碾压机具进行试验，各测区按设定碾压遍数碾压完毕后，分别观测压实表面状况，采测各点高程和各区压实度。
结论：通过表面状况观测和沉降量、压实度数据统计分析确定施工参数为：铺料厚度50cm，开启振动碾压遍数6遍，行车速度控制在2-2.5km/h、轮间搭接宽度为20cm。
结论：通过表面状况观测和沉降量、压实度数据统计分析确定施工参数为：铺料厚度50cm，开启振动碾压遍数7遍，行车速度控制在2-2.5km/h、轮间搭接宽度为20cm。
结合试验，选择了YZT180GD拖式冲击压路机作为施工机具。
结合地质条件，严格控制填料的质量
富宁港港区特殊水文、地质和地形条件，同时拟建港区地表岩石风化严重，岩石裂隙发育，部分石料遇水容易软化。在施工过程中将开挖区表面的覆盖层、风化的石料清除，将下部未风化且遇水不软化的石料爆破开挖用于水下抛填。在开挖过程中加密抽检频率（实际抽检密度为5000m3/次，规范规定为10000m3/次）。同时在开挖过程中密切注意岩石的变化，一旦发现开挖的石料有变化，要及时地进行检测，在确保石料满足设计要求的前提下方可用于回填。
严格控制变动水位下块石回填料的含泥量，以确保填料不被水带走，出现架空现象。含泥量的控制主要在开挖区，爆破开挖之前将覆盖层全部清除干净，对于节理、裂隙处部位，在开挖之后利用机械进行选料。
开山石回填的填料含水率直接影响到回填质量。回填施工前，进行土样分析，通过土工击实试验得到开山石填料的最佳含水率为9.5%。施工时，由工地试验室检测人员加强现场填料的含水率跟踪检测，晴天遇含水偏少则采取洒水等加湿措施，使含水率达到或接近最佳含水率，雨后继续施工前对填料进行适当晾晒，以降低填料的含水率，保证开山石回填的压实质量。
运用多种质量检测方法，确保压实度检测准确
填筑体压实质量的控制通常采用干密度（或压实度）这一指标。压实度的测定方法对于细粒土，通常采用环刀法或灌砂法。对于土石混填、粗粒式压实度的测定，为保证测试精度，需要大直径筒径的灌砂法，这样开挖试坑尺寸大，开挖料多，费工时，干密度的测定精度以由于大粒径的存在而受到影响，且灌砂法仅仅检测的是所在点位置的压实度，存在一定的局限性。
本工程回填面积大，回填分区明确，临水面10m为块石回填，其余为开山石回填。为了控制好回填施工质量，经过项目部多次讨论，决定采用灌水法和灌沙法分别对块石回填和开山石回填进行压实度检测的同时，采用碾压遍数和沉降率两个指标进行辅助控制。
在碾压试验确定碾压机具和施工工艺参数时，同时测定了开山石和块石回填与碾压遍数对应的干密度、沉降量变化值，具体数据见表3：
通过上表可以看出，随着碾压遍数的增加，填筑体干密度随之增加，但增长幅度随碾压遍数的增加而降低。上述数据显示：开山石回填要达到设计标准（测定最大干密度为2.07g/cm3，压实度≥90%），需要振动碾压7遍，沉降率控制在15%—16%。块石回填要达到设计标准，需要振动碾压6遍，沉降率控制在13%—14%。施工现场利用水准仪控制层厚和压实沉降量。
做好后续观测，进行沉降观测分析
有高回填就必然有沉降，沉降作为填方施工不可避免的问题，对沉降进行有效的控制是整个回填质量控制的重点，通常的回填沉降在最初几个月是相对较大，随着时间的推移回填沉降将会减慢直至完全固结。但是该工程处于复杂水文条件下（高水位浸泡、水位骤降等）部分处于死水位以下、部分处于水位周期变动区域、部分处于正常蓄水位以上。回填时死水位以下采用抛填施工，死水位以上采用分层回填、碾压施工。
通过在码头回填区域以外的地方建立水准控制网，并按照规定埋设水准点，确保水准点自身不产生沉降。分别在203.00m、213.00m、223.00m、233.00m四级马道设点定期进行沉降观测。通过对观测数据的分析，画出213.00m马道的荷载、时间、沉降曲线图（如图1）：
通过曲线图大致可以得出以下结论，随着时间和回填荷载的增加，下部的沉降呈增长趋势，在填筑过程中增长迅速。但是沉降到一定的时间后就趋于平稳，累计沉降没有太大的变化，在水库水位上涨过程中，被水淹没区域初期沉降速度又会加快，但沉降速率没有开始回填得那么快。
结论
通过对上述各项措施的认真落实，尤其采用冲击压实的方法使回填质量得到了有效控制。不但节约了施工费用，同时缩短了施工工期，整个回填工作较施工计划提前了30天，取得了良好的效果，并为同类工程积累了大量的经验。
（作者单位：长江重庆航道工程局）
