对路基压实度影响因素及控制方法的探讨

对路基压实度影响因素及控制方法的探讨 对回填土压实度影响因素及控制方法的探讨 中水十二局施工科研所 沈先华 摘 要：回填土的压实，目的在于提高土体强度和稳定性，降低土体的透水性和减少因冰冻而引起的不均匀变形，从而保证土体抵抗荷载作用的力学强度和稳定性能，以满足需要。本文介绍了回填土的压实，并分析了影响压实效果的因素，指出了施工中回填土压实度的控制方法和检验方法。 关键词：压实度；最佳含水量；最大干密度；压实标准 回填土施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为使公路路基具有足够的强度与稳定性，必须予以压实，以提高其密实程度。所以回填土的压实工作，是回填土施工过程中一个重要工序，亦是回填土稳定性的根本技术措施之一。长期以来由于压实因素影响回填土施工质量的现象经常发生，如何达到要求的施工压实标准，克服由于压实原因带来的不均匀沉降，是回填土施工中急待解决的重要问题。 1 压实标准的确定 在回填土工程中常用压实度来表示填土压实效果的好与不好，压实度是施工时实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值（或称压实系数），并用百分数表示，即： 压实度Ｋ＝ρd/ρmax×100％ ρd －压实后的干密度（g/cm３）， ρmax－标准击实试验求得的最大干密度（g/cm３）。 试验室标准击实试验根据标准又分重型和轻型，击实标准的选择应根据国家相关土工中回填土的类型来确定。 2 影响压实效果的主要因素 2.1含水量对压实过程的影响 土的含水量是影响填土压实性的主要因素之一。在低含水量时，水被土颗粒吸附在土粒表面，土颗粒因无毛细管作用而互相联结很弱，土粒在受到夯击等冲击作用下容易分散而难于获得较高的密实度。在高含水量时，土中多余的水分在夯击时很难快速排出而在土孔隙中形成水团，削弱了土颗粒间的联结，使土粒润滑而变得易于移动，夯击或碾压时容易出现类似弹性变形的“橡皮土”现象，失去夯击效果。因此，在最佳含水量情况下压实的土水稳性最好。最佳含水量和最大干密度是两个十分重要的指标，对压实度设计和施工很有用处。 2.2碾压厚度对压实的影响 压实厚度对压实效果具有明显影响。相同压实条件下（土质、湿度与功能不变），由实测土层不同深度的密实度或压实度得知，密实度随深度呈递减，表层5cm最高。不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践，碾压应有适当的厚度，碾压层过厚，非但下层的压实度达不到要求，而且碾压层上层的压实度也要受到不利的影响。同时，碾压的厚度随所用的夯实工具的类型而变，具体可参考施工手册。 2.3压实功能对压实的影响 对于同一类土，其最佳含水量随着压实功能的加大而减小，而最大干密度则随压实功能的加大而增大。当土偏干时，增加压实对提高土的干密度影响较大，偏湿时则收效甚微。故对偏湿的土企图用加大压实功能的办法来提高土的密实度是不经济的，若土的含水量过大，此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象。另外，当压实功能加大到一定程度后，对最佳含水量的减小和最大干密度的提高都不明显了，这就是说单纯用增加压实功能来提高土的密实度未必合算，同时压实功能过大还会破坏土体结构，使效果适得其反。 2.4土质对压实效果的影响 不同性质土的压实性能是不一样的，就填土压实而言，最适宜的是砂砾土、砂土和砂性土。这些土易压实，有足够的稳定性，沉陷小。最难压实的是粘土，在潮湿状态下这种土不稳定，最佳含水量比其他土类大，而最大干密度却较小，但经压实的粘土仍具有良好的不透水性。 根据压实试验，在相同的压实功作用下，不同的土类具有不同的最佳含水量和最大干密度。在同一压实功能作用下，含粗颗粒较多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小，即随着粗粒土增多，其击实曲线的峰点越向左上方移动。在现场施工时，应根据不同取土场的不同土类，分别确定其最大干密度和最佳含水量。 3 路基压实度的控制方法 要控制好路基压实质量，首先应充分认识影响压实的各种因素，然后根据现场实际情况采取各种技术措施，充分发挥现场压实机械的工作效益，使所施工的路基达到压实标准的要求。在施工过程中，重点应注意检查以下几方面。 3.1确定不同种类填土最大干密度和最佳含水量 用于填筑的沿线土石材料，其性质往往有较大的变化。在回填土填筑施工前，必须对主要取土场采集代表性土样，进行土工试验，用规定方法求得各个土场土样的最大干密度和最佳含水量，以便指导回填土的施工。 3.2检查控制填土含水量 由于含水量是影响路基土压实效果的主要因素，故需检测欲填入路基中的土的含水量。用透水性不良的土做填料时，应控制其含水量在最佳含水量的±2%之内。 3.3分层填筑，分层压实 土压实层的密度随深度递减，表面5cm的密度最高。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验来确定。一般认为，对于细粒土，用蛙式打夯机或其它小型工具时压实厚度不超过25cm，用22～25t振动压路机时（包括激振力），压实厚度不超过50cm。 3.4全宽填筑，全宽碾压 回填土填筑时，应要求在全宽范围内分层向上填土和碾压，尤其应注意填筑区域的边缘部分。边缘往往压实不到，处于松散状态，雨后容易滑坍，故压实工作完成后再予以刷齐整平。 4 压实度的检验方法 压实度检验方法，通常采用环刀法，灌砂法和核子密度仪法等。 4.1环刀法，是一种破坏性的检测方法，适用于不含骨料的细粒土。优点是设备简单操作方便；缺点是受土质限制，当环刀打入土中时，产生的应力使土松动，壁厚时产生的应力较大，因此干密度有所降低。 4.2灌砂法，是一种破坏性检测方法，适用于各类土。优点是测定值精确；缺点是操作较复杂，须经常测定标准砂的密度和锥体重。 4.3核子密度仪法，是一种非破坏性测定方法。能快速测定湿密度和含水量，满足现场快速、无破损|来源|考试|大|的要求，并具有操作方便，显示直观的优点，但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。 对于取样深度要求，用环刀法检测时，环刀中部处于压实厚度的2/3深度；用灌砂法时，应取整个土层的厚度；用核子仪检验时应根据其类型，按说明书要求进行操作。