摘要:土方的填筑与压实是施工过程中比较重要的环节,本文结合现场实际,介绍了有关土料的选择要求、填筑的质量检查及填土压实的方法,并进一步分析了影响填土压实的质量原因。 

  关键词:土方填筑;压实;施工技术 

  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.土料的选用与处理 

  碎石类土、砂土、爆破石渣及含水量符合压实要求的黏性土均可作为填方土料。冻土、淤泥、膨胀性土及有机物含量大于8%的土、可溶性硫酸盐含量大于5%的土均不能做填方土料。填方土料为黏性土时,应检验其含水量是否在控制范围内,含水量大的黏性土不宜做填方土料。 

  二.填土压实方法 

  1.碾压法 

  碾压法适用于大面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾、汽胎碾或者运土工具。平碾是一种以内燃机为动力的自行式压路机,重量 6 t~ 15 t。羊足碾需要较大的牵引力而且只能用于压实粘性土,不适于砂性土,因在砂土中碾压时,土的颗粒受到“羊足” 较大的单位压力后会向四面移动,而使土的结构破坏。胎碾在工作时是弹性体,给土的压力较均匀,填土质量较好。应用最普遍的是刚性平碾。利用运土工具碾压土壤也可取得较大的密实度,但必须很好地组织土方施工,利用运土过程进行碾压。如果单独使用运土工具进行土壤压实工作, 在经济上是不合理的,它的压实费用要比平碾压实高。 

  松土碾压宜先用轻碾压实,再用重碾压实,效果较好。碾压机械压实填方时,行驶速度不宜过快,一般平碾不应超过 2 km/ h;羊足碾不应超过 3 km/ h。 

  2.夯实法 

  夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤, 土体孔隙被压缩,土粒排列得更加紧密。人工夯实所用的工具有木夯、石夯,这些方法现在基本已经淘汰; 机械夯实常用的有内燃夯土机和蛙式打夯机和夯锤等。夯锤是借助起重机悬挂一重锤, 提升到一定高度,自由下落,重复夯击基土表面。夯锤重 1. 5 t ~ 3 t,落距 2. 5 m~ 4. 5 m,夯土影响深度可超过 1 m。还有一种强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的。其锤重 8 t~ 30 t,落距 6 m~25 m。其强大的冲击能可使地基深层得到加固。强夯法适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。夯实主要用于小面积填土,优点是可以压实较厚的土层。 

  3.振动压实法 

  振动压实法是利用振动压实机的振动力振动土颗粒,使其产生相对位移而达到密实状态。振动压实机与一般平碾相比,可提高工效1~2倍,这种方法主要用于非黏性土的振实。 

  三.影响填土压实的因素 

  影响填土压实质量的主要因素有:压实功、土料的种类和颗粒级配、土的含水量及每层铺土厚度。 

  1.压实功的影响 

  压实功与土的密度关系如下图所示: 

  从图中可看出二者并不成正比。当土的含水量一定,开始压实时,土的密度(重度)急剧增加,待接近土的最大密度时,压实功虽然增加很多,但土的密实度几乎没有变化。因此,在实际施工中,压实松土时,往往先用轻碾(压实功小)压实,再用重碾碾压,这样可取得较好的压实效果。 

  2.土的含水置的影响 

  在压实功相同的条件下,土料的含水量对填土压实的质量有很大的影响,填土压实的质量由土的干密度大小反映(见下图)。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,土的干密度小;可含水量超过一定限值时,土颗粒之间的孔隙全部由水填充而成饱和状态,压实功的一部分被水承受,土也不易被压实,土的干密度也较小,土的干密度也较小。只有土具有适当的含水量时,水起到了润滑作用,土颗粒之间的摩阻力减小,土才容易被压实。在使用同样的压实机械,且填土厚度、压实遍数相同的条件下,使填土压实获得最大密实度时土的含水量,称为最优含水量。土料的最优含水量和相应的最大干密度可由压实试验确定。 

  为了保证填土在压实过程中获得最大干密度,则需土料具有最优含水量。当土的含水量过大,应采用翻松、晾晒、风干等方法降低含水量,或掺入干土、石灰等其他吸水材料等措施;如含水量过小可洒水湿润、增加压实功或压实遍数等措施,或使用大功率压实机械。 

  3.铺土厚度的影响 

  铺土在压实机械的作用下,土中的应力随深度增加而逐渐减小,其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小,超过一定深度后,虽经压实机械反复碾压,但土的密实度增加很小,甚至没有变化。各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。回填方每层铺土厚度应根据土质、压实功及压实密度的要求等确定,并应小于压实机械压土时的压实影响深度。对于重要填方工程,其达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度等应根据土质和压实机械在施工现场的压实试验确定。若无试验依据应符合下表的规定。 

  4.填土压实注意事项 

  现行《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中规定:填方施工过程中应检查排水措施、每层填筑厚度、含水量控制、压实程度。填筑厚度及压实遍数应根据土质、压实系数及所用机具确定。 

  填土应从最低处开始,由下向上整个宽度分层铺填碾压或夯实。填方应分层进行并尽量采用同类土填筑。填方应在相对两侧或四周同时进行回填与夯实。当天填土,应在当天压实。 

  四.填土压实的质量检验 

  填土压实后必须达到要求的密实度,密实度应按设计规定的压实系数丸作为控制标准。 

  压实系数λc为土的控制干密度与最大干密度之比(即λc=ρd/ρmax)。压实系数一般根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定,例如砌块承重结构和框架结构,在地基主要持力层范围内,压实系数λc应大于0.96;在地基主要持力层范围以下,应为0.93~0.96;一般场地平整压实系数应为0.9左右。 

  取样部位在每层压实后的下半部。试样取出后,测定其实际干密度石,应满足: 

  填土压实后的干密度(干重度)应有90%以上符合设计要求,其余10%的最低值与设计值的差,不得大于0.088 g/cm3,且应分散,不得集中于某一区域。 

  检验方法:采用环刀法测定土的实际干密度。其取样组数为:基坑回填每层按20 m3~50 m3取样一组(每个基坑不小于一组);基槽或管沟回填每层按长度20 m3~50 m3取样一组;室内填土每层按100 m2~500 m2取样一组;场地平整填土每层按400 m2~900 m2取样一组。 

  五.结束语 

  建筑工程地基的填土压实工作质量不言而喻是十分重要的,但在实际工作中很多施工企业有麻痹大意的思想,忽视填土压实质量控制,造成很严重的后果。其实填土压实工程并不复杂,关键是要尊重工艺程序贯彻执行质量标准和方法,一般是不会出现影响房屋安全质量问题的。 

  参考文献: 

  [1] 吴萍,土方填筑施工中压实技术的应用[J],中国高新技术企业,2007. 

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  [3]王学伟,陈丽萍.试论公路工程地质勘察报告的编写工作[J].中国高新技术企业,2009,(11). 

  [4]丁光亚,秦卫生,罗云滚,熊楚明.控制爆破技术在高层建筑桩基础开挖中的应用[J].煤矿爆破,2006,(02).