路基的壓實是路基施工過程中的重要工序,密實的路基對于提高道路的使用品質(zhì)、增加路面使用壽命是極為重要的,而其重要性往往被施工人員所忽略。能否經(jīng)濟、合理、有效的進行土方壓實直接影響工程進度、成本和質(zhì)量,F(xiàn)就土方路基的壓實控制進行簡單的探討。 

  一、壓實意義 

  路基填土是工程施工中工程量大、投資多、影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。密實的路基除了能夠提高工程質(zhì)量與進度、節(jié)約成本,還提高了路基的承載力,減少由于路基不穩(wěn)定造成的路面結(jié)構(gòu)的破壞,進而減少維修工作量與惡化營運。因此,在路基施工中要充分認識影響路基壓實的各種因素,然后根據(jù)施工的現(xiàn)場情況合理的采取各種技術(shù)措施.做好各項準備工作,注意路基土的含水量、土質(zhì)、壓實功能等等對路基土的壓實會產(chǎn)生影響的各種因素,充分發(fā)揮現(xiàn)場壓實機械的工作效率,使所施工的路基達到壓實標準的要求。 

  二、壓實原理 

  壓實使土顆粒重新排列組合、彼此擠緊、密度增加、粘聚力增大;孔隙水排出、土粒外表水膜更薄、土體的單位重量提高、增加內(nèi)聚力、提高土體抗剪強度,將土體中連通孔隙的空氣擠出、減小孔隙率、增大密度,提高土體的水穩(wěn)定性、減少因凍脹引起的不均勻變形,從而形成密實的整體使土體強度增加,穩(wěn)定性增強。大量試驗和實踐表明,土基壓實后,路基的彈性模量、塑性變形、滲透量、毛細水作用以及隔溫性能均有明顯改善 

  三、土壓實效果的主要影響因素 

  影響壓實效果的主要因素有內(nèi)因和外因兩個方面。內(nèi)在因素是填土性質(zhì)的好壞、地基處理、含水量控制、外在因素是壓實設(shè)備、壓實時間與速度、土層松鋪厚度、壓實時的自然條件和人為因素等。 

  1、土的性質(zhì)的影響 

  我國的地域遼闊、地形復(fù)雜,能用于土方路基填筑的自然建筑材料較多,施工單位和建設(shè)單位處于經(jīng)濟效益等方面的考慮,大多數(shù)遵循就地取材的原則來進行道路路基建設(shè)。因土壤的顆粒大小和組成成份對壓實度有較大的影響。所以土或類似土的材料是否易于壓實取決于土的粒徑、顆粒表面特性以及級配。粒徑較大的中粒土比表面積小,顆粒之間的粘結(jié)力弱,易于在外力作用下產(chǎn)生位移而容易壓實;粉土、粘土顆粒小,比表面積大,顆粒間薄膜水互相吸附作用較強,自由水排出困難,壓實阻力大而難于壓實。接近立方體、棱柱體的易于壓實;薄片、長條多的難壓實。顆粒表面有一定粗糙度的雖然阻抗力要大些,但在碾壓過程中產(chǎn)生位移后能穩(wěn)定在新的位置,而表面光滑接近圓形的顆粒,雖易于移動,但不易穩(wěn)定,常難于壓實。而土粒級配是否良好,決定了土體能否被壓實到理想密度,級配良好的土,可以用較少的壓實功壓到要求的密實度,級配差或不含級配的土,盡管投入相當大的壓實功,仍會留下很大的空隙。因此在填料選擇時應(yīng)優(yōu)選用天然級配較好的中、粗粒土,砂性土,盡量避免使用粉土、粘土,光滑無棱又顆粒均勻等難于壓實的材料。不同的土質(zhì),最大干密度和最佳含水量的數(shù)值也不一樣,而且分散性越高的土,其最佳含水量值也越高,最大干密度值越低;砂性土壓實效果優(yōu)于粘性土。 

  2、含水率的影響 

  土中含水量對壓實效果影響較明顯,當含水量較少時,由于顆粒間引力(可能還包括了毛細管壓力)使土保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu),土中孔隙大都相互連通,水少而氣多,在一定的外部壓實功能下,雖然土空隙中氣體易被擠出,密度可以增大,但由于水膜潤滑作用不明顯,以及外部功能還不足以克服土粒間引力,土粒相對移動很不顯著,因此壓實效果較差;含水量逐漸增大時,水膜變厚、土粒潤滑、土塊變軟,引力減弱,施以外部壓實則土粒移動而擠密,壓實效果漸佳;在接近最佳含水量時,土中孔隙更少連通或不連通,孔隙中的水和氣趨于封閉狀態(tài),壓實時土內(nèi)產(chǎn)生的孔隙水壓力和孔隙氣壓力減低了擊實功的作用,但這時最有利于土粒受擊實時發(fā)生相對移動使土體密實,以致能壓實到最大干密度,即在最佳含水量時,土的密度達到了該壓實功能下的極限值,干密度不再提高;當含水量繼續(xù)增加,孔隙中出現(xiàn)了自由水,壓實時孔隙水不易排出,形成較大的孔隙壓力,阻止了土粒的靠攏,所以壓實效果反而下降。因此只有在土粒處于最佳含水量的情況下,壓實效果最好。 

  3、壓實功的影響 

  土的最佳含水量隨壓實功能的加大而減少,而土的最大干容重則隨壓實功能的增大而加大,但壓實功能過大時又會破壞土的結(jié)構(gòu),壓實效果反而不好。一般填土在壓實后,表面5CM的密實度最高。填土分層的壓實厚度和壓實遍數(shù)與壓實機械類型、土的種類和壓實度要求有關(guān),應(yīng)通過試驗路來確定。 

  四、控制土基壓實的方法和措施 

  1、注意填料選擇 

 。1)土質(zhì)影響。塑性指數(shù)較大的粘土不穩(wěn)定,一般不宜用作填料,非用不可時,必須在接近最佳含水量的情況下碾壓,且要設(shè)置好排水設(shè)施,但含水量超過最佳含水量的兩個百分點以上時,必須進行晾曬、摻入石灰或固化材料等技術(shù)措施處理。粉質(zhì)土和細亞砂土這些低粘土比較容易壓實,但壓實不足時,會由于過分飽水而大大失去穩(wěn)定性,并且在不利水文、氣候條件下易發(fā)生凍脹。最合適的是砂性土,容易壓實,有足夠的穩(wěn)定性,遇水不致過分泡軟。 

 。2)避免不同性質(zhì)土任意混填。正確的填筑方法為:不同用土水平分層,以保證強度均勻,透水性差的土,一般宜填于下層,表面成雙向橫坡,有利于排除積水,防止水害。同一層次不同用土?xí)r,搭接處成斜面,以保證在該層厚度范圍內(nèi),強度較均勻,防止產(chǎn)生明顯變形,同時,對不同類土質(zhì)應(yīng)分別做擊實試驗,以確定最佳含水量和最大干密度,不能幾種土質(zhì)混用一個標準,以免造成壓實度不夠或超百現(xiàn)象,影響路基的強度和穩(wěn)定性。 

  2、碾壓要點 

 。1)合理選擇壓實機具。 

  對于路基工作量大,壓實標準高的路段應(yīng)采用重型壓實機械容易達到要求的壓實度,而用小型壓實機械就比較困難了。