一、土的壓實(shí)機(jī)理

1、最優(yōu)含水量

在干密度——含水量曲線上干密度的峰值即為最大干密度，與之對(duì)應(yīng)的含水量即為最優(yōu)含水量。

2、干密度——含水量曲線的物理意義

（1）當(dāng)粘性土的含水量較小時(shí)，水化膜很薄，以結(jié)合水為主，顆粒間引力大，在一定的外部壓實(shí)功作用下，還不能克服這種引力而使土粒相對(duì)移動(dòng)，壓實(shí)效果差，土的干密度較��；

（2）當(dāng)增加土的含水量時(shí)，結(jié)合水膜逐漸增厚，顆粒間引力減弱，土粒在相同的壓實(shí)功能下易于移動(dòng)而擠密，壓實(shí)效果提高，土的干密度也隨之提高；

（3）當(dāng)土中含水量增大到一定程度后，孔隙中開始出現(xiàn)自由水，結(jié)合水膜的擴(kuò)大作用并不明顯，顆粒間引力很弱，但自由水充填在孔隙中，阻止了土粒間的移動(dòng)，并隨著含水量的繼續(xù)增大，移動(dòng)阻力逐漸增大，壓實(shí)效果反而下降，土的干密度隨之減少。

3、土的壓實(shí)系數(shù)λc

式中：ρd ——現(xiàn)場(chǎng)土的實(shí)際控制干密度；ρdmax——土的最大干密度。

二、墊層施工方法

機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法和振動(dòng)壓實(shí)法三種。

（一）機(jī)械碾壓法

機(jī)械碾壓法是采用壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾、振動(dòng)碾或其它壓實(shí)機(jī)械來壓實(shí)軟弱地基土或分層填土墊層。常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的工程。

施工步驟：

1.將擬建范圍內(nèi)一定深度內(nèi)的軟弱土挖出至設(shè)計(jì)要求；

2.將底部土體碾壓加固；

3.分層填筑，逐層加密。

施工參數(shù)：如施工機(jī)械、鋪筑厚度、碾壓遍數(shù)與填筑含水量等由工地試驗(yàn)確定。

為保證有效壓實(shí)質(zhì)量，碾壓速度要有所控制，平碾控制在2.0km/h，羊足碾控制在3.0km/h，振動(dòng)碾控制在2.0km/h。

碾壓法對(duì)表層地基加固深度一般可達(dá)2~3m。一般粘性土經(jīng)表層壓實(shí)處理，其地基承載力可達(dá)80~100kPa。

質(zhì)量檢驗(yàn)：施工中，隨層檢驗(yàn)平均干密度、含水量。采用環(huán)刀法或貫入測(cè)定法。每個(gè)基坑或100~500m2設(shè)一個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)。

（二）重錘夯實(shí)法

重錘夯實(shí)法是用起重機(jī)械將夯錘（15~30kN）提升到一定高度（2.5~4.5m），然后自由落錘，不斷重復(fù)夯擊以加固地基。

1. 施工順序

重錘夯實(shí)宜一夯挨一夯順序進(jìn)行。在獨(dú)立柱基基坑內(nèi)，宜按先外后里的順序夯擊。同一基坑底面標(biāo)高不同時(shí)，應(yīng)按先深后淺的順序逐層夯實(shí)。

2.施工要點(diǎn)

（1）現(xiàn)場(chǎng)試夯；（2）夯擊前應(yīng)檢查坑中土的含水量；（3）施工夯打工藝；（4）現(xiàn)場(chǎng)有邊坡或鄰近建筑物時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用必要的防護(hù)措施。

3.質(zhì)量檢驗(yàn)

不僅要檢查施工記錄及試夯最后下沉量，而且要檢查加固質(zhì)量。基槽每30m一點(diǎn)，整片地基每100m2兩點(diǎn)以上。經(jīng)過重錘夯實(shí)的地基承載力可達(dá)100~150kPa。

(三)平板振動(dòng)法

振動(dòng)壓實(shí)法是利用各種振動(dòng)壓實(shí)機(jī)，將松散土振壓密實(shí)。

適用于處理無粘性土或粘粒含量少，透水性較好的松散雜填土地基。

振動(dòng)壓實(shí)機(jī)的工作原理是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)偏心塊以相同速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生很大的垂直振動(dòng)力。

壓實(shí)效果：一般雜填土經(jīng)振實(shí)后，地基承載力特征值可達(dá)100~120kPa。

振動(dòng)壓實(shí)的效果與填土成分、振動(dòng)時(shí)間等因素有關(guān)，一般振動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，效果越好，但振動(dòng)時(shí)間超過某一值后，振動(dòng)引起的下沉基本穩(wěn)定，再繼續(xù)振動(dòng)就不能起到進(jìn)一步的壓實(shí)作用。因此，施工前需進(jìn)行試振，得出穩(wěn)定下沉量和時(shí)間的關(guān)系。

參考：對(duì)主要由礦渣、碎磚、瓦塊組成的建筑垃圾，振動(dòng)時(shí)間約在1min以上；對(duì)含爐灰等細(xì)粒填土，振動(dòng)時(shí)間約為3~5min，有效振實(shí)深度為1.2~1.5m。

振實(shí)范圍應(yīng)從基礎(chǔ)邊緣放出0.6m左右，先振基槽兩邊，后振中間，其振實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)是以振動(dòng)機(jī)原地振實(shí)不再繼續(xù)下沉為合格，并輔以輕便觸探試驗(yàn)檢驗(yàn)其均勻性及影響深度。

三、砂（砂礫、碎石）墊層施工

1.墊層材料

砂石：顆粒級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的砂石（砂料的不均勻系數(shù)不能小于5，以中粗砂為好，可在砂中摻入一定數(shù)量的碎石，但要分布均勻），不得含有草根、垃圾，含泥量應(yīng)小于5％，對(duì)具有排水要求的砂墊層宜控制在含泥量不大于3%。

灰土：土料宜用粉質(zhì)粘土，不宜使用塊狀粘土和砂質(zhì)粉土，石灰宜用新鮮的消石灰。

2.施工要點(diǎn)

（1）施工機(jī)械應(yīng)根據(jù)不同墊層材料進(jìn)行選擇，壓實(shí)參數(shù)由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

（2）不同施工機(jī)具應(yīng)采用不同的最優(yōu)含水量，尤其對(duì)素土和灰土墊層應(yīng)嚴(yán)格控制。

粉質(zhì)粘土和灰土的施工含水量宜控制在最優(yōu)含水量wop±2%的范圍內(nèi);粉煤灰宜控制在最優(yōu)含水量wop±4%范圍內(nèi);砂石料，當(dāng)用平板式振動(dòng)器時(shí)可取15%~20%，采用平碾或蛙式夯時(shí)可取8%~12%，用插入式振動(dòng)器時(shí)宜為飽和；對(duì)于碎石及卵石應(yīng)充分澆水濕透后夯實(shí)。

（3）不良地質(zhì)現(xiàn)象（如墊層下存在古井、古墓、洞穴、舊基礎(chǔ)、暗塘等），應(yīng)先進(jìn)行清理，然后再施工墊層。

（4）施工過程中嚴(yán)禁擾動(dòng)墊層下臥的淤泥和淤泥質(zhì)土等軟弱土層。為避免坑底土層受到擾動(dòng)，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪筑墊層前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高。對(duì)碎石或卵石墊層，其底部宜設(shè)置150~300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞。

（5）墊層的底面宜鋪設(shè)在同一標(biāo)高上，若深度不同，基坑底土面應(yīng)挖成階梯狀或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進(jìn)行墊層施工，搭接處應(yīng)夯壓密實(shí)。

（6）當(dāng)?shù)叵滤�位高于基坑底面時(shí)，應(yīng)采取排降水措施。

（7）墊層每層虛鋪200~300mm，分層鋪填，分層壓實(shí)，每層經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求后方能進(jìn)行下一層施工。

3.質(zhì)量檢驗(yàn)

施工質(zhì)量檢驗(yàn)——環(huán)刀法或貫入測(cè)定法。

（1）環(huán)刀法：用容積不小于200cm3的環(huán)刀壓入每層2/3的深度處取樣，測(cè)定其干密度，干密度應(yīng)不小于該砂石料在中密狀態(tài)的干密度值。

（2）貫入測(cè)定法：先將砂墊層表面3cm左右厚的砂刮去，然后用貫入儀、鋼叉或鋼筋以貫入度的大小來定性地檢查砂墊層質(zhì)量。