淺析影響土方壓實效果的主要因素

寧俊超

[摘要]土的壓實過程和壓實的效果受多種因素的影響，對于具有塑性的土，影響壓實效果的因素有含水量，土的類別，壓實功能等。

[關鍵詞]土方 壓實 效果 因素

中圖分類號：TU4文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0120096－01

一、前言

公路路基在施工過程中通過挖、裝，運、填等工序，土質的原始結構被破壞，呈松散狀態，為使路基具有足夠的強度和穩定性，保證公路行車安全，必須進行壓實作業，而使土的空隙減小，單位體積的重量提高，形成密實整體，內摩擦力和粘聚力大大增加，使土基強度增加，穩定性提高。它是路基施工過程中的一個重要工序，是保證路基強度和穩定性的根本措施之一。

二、影響壓實效果的主要因素

（一）含水量

土中含水量對壓實效果的影響比較顯著。當含水量較小時，由于顆粒間的引力（包括毛細管壓力）使土保持著比較疏松的狀態或凝聚結構，土中孔隙大多互相連通，水少而氣多，在一定的外部壓實功能作用下，雖然土孔隙中氣體易被排出，密度可以增大，由于水膜潤滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力，土粒相對移動不容易，因此壓實效果比較差。當含水量逐漸增大時，水膜變厚，引力縮小，水膜就起到潤滑作用，外部壓實功能比較容易使土粒移動，壓實效果逐漸增強；但是當土中的含水量過大時，孔隙中將出現自由水，土中空隙被過多的水所占據，含水量愈大占據的體積愈多，壓實時不能壓縮，更不易被擠出，而水的密度較土顆粒低，壓實功能的一部分被自由水所抵消，減小了有效壓力，壓實效果反而降低，通過擊實試驗，可以看出，曲線有一峰值，此處的干容重最大，也叫最大干容重γ0。與之對應的含水量則稱為最佳含水量w0。這就得出一個結論，見下圖：

試驗結果說明，當含水量較小時，土粒間引力較大，雖然干容重較小，但其強度可能比最佳含水量時還要高，可是此時因密度低而空隙較多，一經遇水，其強度急劇下降；只有在最佳含水量時，壓實到最大干密度的土體，在遇水飽和后其密度和強度下降的幅度最小，因此其水穩定性最好。這是由于在最佳含水量時壓實到最大干密度的土體其剩余空隙最小，當受水浸時其吸水量最小，密實度下降也最小?，F行路面設計方法中是以彈性模量（回彈模量）作為土基的強度指標，但在土基壓實時不用強度指標來控制壓實，而采用干密度來控制土基的壓實工作，主要是因為低于最佳含水量時土的強度指標可能達到較高值，但一旦浸水強度就隨之有所降低。因此，含水量是影響壓實效果的決定性因素，在最佳含水量時，最容易獲得最佳的壓實效果。

（二）土質類別的影響

在同一壓實功能作用下，土質不同對壓實效果影響也大，一般說來，不同的土類有不同的最佳含水量及最大干密度，含粗粒越多的土，其最大干容重越大，最佳含水量越小，而最佳含水量越小是因為土顆粒愈細，比表面積愈大，顆粒表面的水膜愈多，另外還由于粘土中含有水性較高的膠體物質所致。下圖顯示不同的土中的峰值，隨著粗粒的增多，其擊實曲線的峰越向左上方移動。對于砂土，因其顆粒粗呈松散狀態，水分易散失，所以最佳含水量的概念對他沒有多大的實際意義。

（三）壓實功能的影響

由試驗可得，同一類土，壓實功能愈大，土的最大干密度也愈大，而對應的土的最佳含水量愈小。在相同含水量條件下，壓實功能愈高，土的密實度愈大。其最佳含水量隨壓實功能的加大而減小，最大干容重隨壓實功能的加大而增大。壓實功能指壓實作用的大小，如壓實機具的重量、碾壓次數、錘或夯板的重量和落差、錘擊次數等。壓實功能對壓實效果的影響是除含水量以外的另一重要因素。當土偏干時，施工中用增加壓實功能（增加碾壓遍數）對提高干容重影響較大，可以提高土基的密實度，但作用有一定的限度，即當壓實功增加到一定程度后，土的密實度并不隨壓實功的增加而有顯著提高，且不經濟。另外對偏濕的土用增加壓實功能的辦法是不能奏效的，若土的含水量超過一定的限度，增加壓實功能就會出現“彈簧”現象。因此，在施工現場應嚴格要求，使土的含水量盡可能接近最佳含水量，以便更經濟地達到要求的壓實密度。壓實功能的影響還表現在壓實厚度和機具的選擇上，壓實工具不同，壓力傳布的作用深度也不同。隨壓實度工具的不同，分層壓實時的土層厚度也不同，一般松土厚度不宜超過0.2-0.3m。

三、小結

影響土方壓實效果的主要因素不僅僅是上述3項，它同路基土方施工的各個環節是息息相關連的，所以要在施工中嚴格按照規范程序施工，注重試驗檢測工作，使公路路基質量達到設計要求。

參考文獻：

[1]北京建工集團總公司，建筑分項工程施工工藝標準[M].北京中國建筑工業出版社，2003.

[2]建筑工程施工質量驗收規范匯編[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[3]建筑施工手冊編寫組，建筑施工手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2003.