路基施工中压实与压实度的关系

2010-05-02王红艳

科学之友 2010年17期

关键词：含水量土体碾压

王红艳

（山西运城路桥有限责任公司，山西运城 044000）

根据路基填料不同，要求路基机械设备和碾压遍数不同，通过现场碾压使该种填料达到规定的压实度。

1 路基施工碾压

1.1 压实的作用

路基施工中，天然土体经过挖掘、搬运，原状结构已被破坏，土团之间留下了许多孔隙，在荷载的作用下，可出现不均匀或过大的沉陷或塌落失稳滑动，所以路基填土必须进行压实，对于松土层构成的路堑表面，为改善其工作条件也予以压实。采用机械对土施加碾压，为的是使土颗粒重新排列，彼此挤紧，减小孔隙，提高土体的密实度，增强土颗粒的接触面，增大土体的黏聚力，提高土体内磨阻力，提高土体抗剪强度，减少变形。实践证明，经过压实的土，其塑性变形、渗透系数、毛细水作用、隔温性能等、都有明显改善，因此，压实是改善土体工程性质的一种经济合理措施。

1.2 影响压实效果的主要因素

（1）含水量。土中含水量对压实效果的影响比较显著，当含水量较小时，土颗粒处于松散状态，土中的空隙相互连通，水少而气多，在外力作用下，密度可以增大，由于水膜作用不明显，土颗粒相对移动不明显，压实效果较差。含水量过大时，空隙中出现自由水，压实功一部分被自由水抵消，减小有效压力，压实效果反而降低。虽然含水量较小时，干密度较小，其强度可能较最佳含水量时还要高，但其孔隙多，密度低，一经饱水，强度会急剧降低。所以在最佳含水量时碾压效果最好。

（2）土类。在同一压实功作用下，含粗颗粒多的土，干密度越大，其最佳含水量越小，细粒土干密度小，含水量高，施工时，应根据不同土类，确定其最大干密度和最佳含水量。

（3）机械压实功能。同一类土，其最佳含水量随压实功增大而减小，最大干密度随压实功增大而增大，含水量偏小时，增大压实功可提高干密度，含水量偏大时，增大压实功可能出现“弹簧”现象。在最佳含水量时碾压，得到干密度最大，如果压实功达到一定程度，继续碾压则破坏土体结构，效果适得其反。

（4）压实土层厚度。在相同土质和相同压实功的条件下，压实效果随压实厚度的递增而减弱。试验证明，上部10 cm土质压实效果最佳，越到下面压实效果越小，因此，对于不同压实机械和不同土质控制不同的碾压层厚度。

（5）路基碾压时表面不平整。对于细粒土，路基表面容易整平，碾压之后产生均匀压实功，而对于粗粒土随着含石量增加，路基表面越容易出现不平，造成压实功不均，影响压实效果。

2 举例

例如某工地施工对影响压实度因素统计，频数、累计频率进行因果分析。

（1）含水量、土类、压实功能、压实土层厚度、表面不平、其他，频数：30，20，10，8，6，2

（2）列表汇总，见表1。

表1

（3）排列图见图1。

图1 影响压实度因素与频数、累计频率关系

（4）因果分析，见图2。

（5）制定对策。①检查控制土的含水量。由于含水量影响路基压实的主要因素，对粗粒土要计算好洒水量，对细粒土，应控制含水量在最佳含水量±2%之内，进行碾压。②确定不同种类填土最大干密度和最佳含水量。由于路基填筑土石材料，其性质有较大变化，在路基填筑之前，必须对土场采集有代表性的试样，进行土工试验，以确定最大干密度和最佳含水量来指导路基施工，但是随着施工土场可能在变化，所以取土5 000m3应做一次击实试验，控制土质的变化，满足路基施工。③分层填筑、分层碾压。填土分层的压实度和压实遍数与压路机类型、土的种类和压实度要求有关，应通过实验来确定，一般认为，对细粒土，用12~25 t光轮压路机压实厚度不超过20 cm，用22~25 t震动压路机，压实厚度不超过50 cm。④全宽填筑、全宽碾压。路基填筑时，应在路基基底开始在路基全宽范围分层向上填筑和碾压，尤其是路基边缘部分，往往压实不到，处于松散状态，所以两侧应加宽30~50 cm，要划出中线和边线进行碾压，压实工作完成后，按设计进行刷坡。对于表面不平路基，要人工撒料进行整平碾压。⑤加强试验检测及压实度控制。路基填筑时，应分层碾压并分层检验压实度，并要求填土层压实度达到要求后，方能填筑上一层土，只有分层控制压实度，才能保证路基全深度范围的压实质量。