土方填筑施工中压实技术的应用

吴 萍

摘要:文章从建筑工程地基质量控制的角度介绍了填土压实工程的施工准备工作,详细论述了地基填土压实质量控制中比较关键的土料选用与处理、压实与填土的方法以及影响填土压实的主要因素。文章对压实技术在土方填筑施工中的应用以及碾压法、夯实法、振动压实法等进行了阐述。

关键词:土方填筑;压实技术;碾压法;夯实法;振动压实法

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)22-0039-02

当利用压实填土作为建筑工程的地基持力层时,在平整场地前,应根据结构类型,填料性能和现场条件等,对拟压实的填土提出质量要求,未经过检验查明以及不符合质量要求的压实填土,均不得作为建筑工程的地基持力层。不言而喻,地基对于房屋建筑的整体安全具有十分重要的意义。因此,土方填筑与压实工程质量控制是非常重要的。一些施工单位未按行业规范要求的击实试验方法去做击实试验,或者设计单位虽然按照规范要求提出了压实度,但未明确击实试验方法,以致造成降低或提高压实度的问题,无意识中降低或提高了设计标准。

一、影响填土压实的主要因素

填土压实质量与许多因素有关,其主要影响因素为:压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。

(一)压实功的影响

填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系。当土的含水量一定,在开始压实时,土的密度急剧增加,待到接近土的最大密度时,压实功虽然增加许多,而土的密度则变化甚小。实际施工中,对于砂土只需碾压或夯实2~3遍,对粉砂土只需3~4遍,对粉质熟土或砂土只需5~6遍。

(二)含水量的影响

在同一压实功的作用下,填土的含水量对压实质量有直接影响;较为干燥的土,由于土颗粒之间的摩阻力较大,因而不易压实。当土具有适当含水量时,水起了润滑作用,土颗粒之间的摩阻力减小,从而易压实。土在最佳含水量的条件下,使用同样的压实功进行压实,所得到的密度最大。

为了保证填土压实过程中处于最佳含水量状态,当土过湿时,应翻松晾干,也可掺入同类干土或吸水性土料;当土过干时,则应预先湿润。

(三)铺土厚度的影响

土在压实功的作用下,其应力随深度增加而逐渐减小,其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺得过厚,要压很多遍才能达到规定的密实皮;铺得过薄,则也要增加机械的总压实遍数。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械功耗费最少。

二、土方填筑施工

土是由矿物颗粒、水、气体组成的三相体系。其特点是分散性较大,颗粒之间没有坚强的连接,水容易浸入。因此,在外力作用下或自然条件下遭到浸水或冻融都会发生变形。为了保证填土的强度和稳定性要求,必须正确选择土料和填筑方法。

(一)土料选择

当填方土料为黏土时,填土前应检查其含水量是否在控制范围内,含水量大的黏土不宜作为填土用。有机物含量大于8%的土吸水后容易变形,承载力低。含水溶性硫酸盐大于5%的,在地下水作用下,硫酸盐会逐渐溶解流失,形成孔洞,影响土的密实性。这两种土以及淤泥、冻土、膨胀土(此种土遇水膨胀、失水收缩的特性,会造成基础位移、地面开裂;甚至使建筑物破坏)等,均不应作为回填土。

(二)填筑要求

填土应分层进行,并尽量采用同类土填筑。如采用不同类土填筑时,应将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下,不能将各种土混杂在一起使用,以免填方形成水囊。

当填方位于倾斜的山坡上时;应将斜坡改成阶梯状,以防填土横向移动。回填施工前,应清除填方区的积水和杂物,如遇软土、淤泥,必须进行换土回填。回填时应防止地面水流入,并预留一定的下沉高度。回填基坑和管沟时,应从四周或两侧均匀地分层进行,以防止基础和管道在土压力作用下产生偏移或变形。

三、填土的压实方法

(一)碾压法

碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤,使之达到所需的密实度。碾压机械有乎碾、羊足碾等。平碾又称光碾压路机,是一种以内燃机为动力的自行式压路机。法重量等级分为轻型(30～50kN)、中型(60～90kN)和重型(100～140kN)三种,适于压实砂类土和粘性土。羊足碾,一般无动力靠拖拉机牵引,有单筒、双筒两种。根据碾压要求,又可分为空筒及装砂、注水等三种。羊足碾虽然与土接触面积小,但对单位面积的压力比较大,土壤压实的效果好。羊足碾适于对粘性土的压实。

碾压机械开行速度不宜过快,否则影响压实效果。一般不应超过下列规定:平碾不应超过2km/h;羊足碾不应超过3km/h。

(二)夯实法

夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤。夯实法分人工夯实和机械夯实两种。人工夯实所用的工具有木夯、石夯等;常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式订夯机。夯实机械具有体积小、重量轻、对土质适应性强等特点,在工程量小或作业面受限制的条件下尤为适用。

(三)振动压实法

振动压实法是将振动压实机放在土层表面,借助振动机构使压实机振动,土的颗粒发生相对位移而达到紧密状态。用这种方法振实非粘性土效果较好。

振动碾是一种振动和碾压同时作用的高效能压实机械,比一般平碾提高工效1～2倍。适于对爆破石渣、碎石类土、杂填土或轻亚粘土的左实。

四、压实度检测分析

压实度是土方填筑施工中控制工程质量的重要指标,是指路基经压实实际达到的干密度与土的最大干密度的比值。压实度的现场检测方法主要有灌砂法、环刀法、核子密度仪法等。

在路基施工过程中,为控制好路基压实质量,提高现场压实机械的工作效率,需要重点做好四方面工作:(1)通过试验准确确定不同种类填土的最大干密度和最佳含水量;(2)现场控制填土的含水量。实际施工中,填土的含水量是一个影响压实效果的关键指标,路基施工中当含水量过大时应翻松晾晒或掺灰处理,降低含水量;当含水量过低时,应翻松并洒水闷料,以达到较佳的含水量;(3)分层填筑、分层碾压。施工前,要先确定填土分层的压实厚度。最大压实厚度一般不超过20厘米;(4)加强现场检测控制。填筑路基时,每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测,各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。

在一般情况下,施工或试验单位应按照规范规定的击实试验方法进行试验。但在特殊情况下,例如:当地或质监部门指定试验单位无轻型击实仪器设备,而规范要求采用轻型击实试验,这时就存在一个压实度换算问题。试验最大干密度随着施工用土的性质变化而变化,因此设计者不宜直接提出设计干密度或最大干密度指标,作为填筑土的质量控制,一般仅规定土的性质范围和压实度两类指标。

五、结语

压实度是设计人对土方填筑工程提出的质量控制指标,施工人根据设计人要求的土料选好土场,经监理见证现场取样送检测试验单位做击实试验,以确定最大干密度和最佳含水量,供土方填筑评判压实度质量,并指导施工。

填土压实后必须具有一定的密实度,以避免建筑物的不均匀沉陷。填土密实度以设计规定的控制干密度或规定压实系数作为检查标准。利用填土作为地基时,设计规范规定了各种结构类型、各种填土部位的压实系数值。

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