路基的壓實(shí)是路基施工過程中的重要工序,密實(shí)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(jì)、合理、有效的進(jìn)行土方壓實(shí)直接影響工程進(jìn)度、成本和質(zhì)量,F(xiàn)就土方路基的壓實(shí)控制進(jìn)行簡單的探討。
一、壓實(shí)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(shí)的路基除了能夠提高工程質(zhì)量與進(jìn)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(jìn)而減少維修工作量與惡化營運(yùn)。因此,在路基施工中要充分認(rèn)識(shí)影響路基壓實(shí)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(xiàng)準(zhǔn)備工作,注意路基土的含水量、土質(zhì)、壓實(shí)功能等等對路基土的壓實(shí)會(huì)產(chǎn)生影響的各種因素,充分發(fā)揮現(xiàn)場壓實(shí)機(jī)械的工作效率,使所施工的路基達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
二、壓實(shí)原理
壓實(shí)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(qiáng)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(shí)的整體使土體強(qiáng)度增加,穩(wěn)定性增強(qiáng)。大量試驗(yàn)和實(shí)踐表明,土基壓實(shí)后,路基的彈性模量、塑性變形、滲透量、毛細(xì)水作用以及隔溫性能均有明顯改善
三、土壓實(shí)效果的主要影響因素
影響壓實(shí)效果的主要因素有內(nèi)因和外因兩個(gè)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(shí)設(shè)備、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層松鋪厚度、壓實(shí)時(shí)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(jì)效益等方面的考慮,大多數(shù)遵循就地取材的原則來進(jìn)行道路路基建設(shè)。因土壤的顆粒大小和組成成份對壓實(shí)度有較大的影響。所以土或類似土的材料是否易于壓實(shí)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(shí);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(qiáng),自由水排出困難,壓實(shí)阻力大而難于壓實(shí)。接近立方體、棱柱體的易于壓實(shí);薄片、長條多的難壓實(shí)。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(dòng),但不易穩(wěn)定,常難于壓實(shí)。而土粒級配是否良好,決定了土體能否被壓實(shí)到理想密度,級配良好的土,可以用較少的壓實(shí)功壓到要求的密實(shí)度,級配差或不含級配的土,盡管投入相當(dāng)大的壓實(shí)功,仍會(huì)留下很大的空隙。因此在填料選擇時(shí)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(shí)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(shí)效果優(yōu)于粘性土。
2、含水率的影響
土中含水量對壓實(shí)效果影響較明顯,當(dāng)含水量較少時(shí),由于顆粒間引力(可能還包括了毛細(xì)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(shí)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(dòng)很不顯著,因此壓實(shí)效果較差;含水量逐漸增大時(shí),水膜變厚、土粒潤滑、土塊變軟,引力減弱,施以外部壓實(shí)則土粒移動(dòng)而擠密,壓實(shí)效果漸佳;在接近最佳含水量時(shí),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(shí)時(shí)土內(nèi)產(chǎn)生的孔隙水壓力和孔隙氣壓力減低了擊實(shí)功的作用,但這時(shí)最有利于土粒受擊實(shí)時(shí)發(fā)生相對移動(dòng)使土體密實(shí),以致能壓實(shí)到最大干密度,即在最佳含水量時(shí),土的密度達(dá)到了該壓實(shí)功能下的極限值,干密度不再提高;當(dāng)含水量繼續(xù)增加,孔隙中出現(xiàn)了自由水,壓實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)效果最好。
3、壓實(shí)功的影響
土的最佳含水量隨壓實(shí)功能的加大而減少,而土的最大干容重則隨壓實(shí)功能的增大而加大,但壓實(shí)功能過大時(shí)又會(huì)破壞土的結(jié)構(gòu),壓實(shí)效果反而不好。一般填土在壓實(shí)后,表面5CM的密實(shí)度最高。填土分層的壓實(shí)厚度和壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)機(jī)械類型、土的種類和壓實(shí)度要求有關(guān),應(yīng)通過試驗(yàn)路來確定。
四、控制土基壓實(shí)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(shí),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(gè)百分點(diǎn)以上時(shí),必須進(jìn)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(xì)亞砂土這些低粘土比較容易壓實(shí),但壓實(shí)不足時(shí),會(huì)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(shí),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(qiáng)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(qiáng)度較均勻,防止產(chǎn)生明顯變形,同時(shí),對不同類土質(zhì)應(yīng)分別做擊實(shí)試驗(yàn),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(gè)標(biāo)準(zhǔn),以免造成壓實(shí)度不夠或超百現(xiàn)象,影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
2、碾壓要點(diǎn)
。1)合理選擇壓實(shí)機(jī)具。
對于路基工作量大,壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)高的路段應(yīng)采用重型壓實(shí)機(jī)械容易達(dá)到要求的壓實(shí)度,而用小型壓實(shí)機(jī)械就比較困難了。