基礎土方回填施工及常見問題的處理

葉國輝

摘 要:本文在闡述回填土施工方法的基礎上,總結了填土壓實的具體方法,并分析了影響填土壓實的因素,最后對土方回填的常見問題和處理措施進行了分析。

關鍵詞:土方;回填;施工;問題

引言

隨著經濟快速增長,大跨度結構、高層、超高層建筑物越來越多,提高設計標準與增加結構負荷對基礎穩定性要求也越來越高,回填土的施工質量與施工工藝也越來越得到重視。

1 回填土施工方法

因施工場地、施工機械、特殊施工技術要求等原因,一般采取人工夯實方法或機械壓實方法。

1.1 人工夯實方法

機械壓實不到之處和小面積回填土采取人工夯實辦法;采用蛙式打夯機等小型機具夯實時,一般填土厚度不宜大于25cm,每層壓實遍數3遍~4遍,打夯之前對填土初步平整,打夯機依次夯打,均勻分布,不留間隙;在打夯機工作不到的地方用人力打夯,虛鋪厚度不大于20cm,人力打夯前應將填土初步整平,打夯要按一定方向進行,一夯壓半夯,夯夯相連,行行相連,兩遍縱橫交*,分層夯打。夯實基槽及地坪時,行夯路線應由四邊開始,然后夯向中間;回填管溝時,應用人工先在管子周圍填土夯實,并從管道兩邊同時進行,直至管頂0.5m以上。在不損壞管道的情況下,方可采用機械回填夯實。

1.2 機械壓實方法

為保證填土壓實的均勻性及密實度,避免碾輪下陷,提高碾壓效率,在碾壓機械碾壓之前,宜先用輕型推土機推平,低速預壓4遍~5遍,使平面平實;采用振動平碾壓實碎石土,應先靜壓, 而后振壓。

碾壓機械壓實填方時,應控制行駛速度,一般平碾和振動碾不超過2km/h,并要控制壓實遍數。壓實機械與基礎管道應保持一定的距離,防止將基礎、管道壓壞或使之位移。

用平碾壓路機進行填方壓實,應采用“薄填、慢駛、多次”的方法,填土(素土、灰土、碎石土)厚度均不應超過25cm~30cm,每層壓實遍數6遍~8遍,碾壓方向應從兩邊逐漸壓向中間,碾輪每次重疊寬度約15cm~25cm,避免漏壓。運行中碾輪邊距填方邊緣應大于500mm,以防發生溜坡倒角。邊角、邊坡邊緣壓實不到之處,應鋪以人力夯實或小型夯實機具配合夯實。壓實密實度除另有規定外,一般應壓至輪子下沉量不超過1cm~2cm為度。

2 填土壓實方法

大量實驗和工程實踐證明:土基壓實后,路基的塑性變形、滲透系數、毛細水作用及隔溫性能均有明顯改善。填土壓實方法有:碾壓法、夯實法及振動碾壓法。

2.1 碾壓法

碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實土壤,使之達到所需的密實度。碾壓機械有平碾及羊足碾等。平碾(光碾壓路機)是一種以內燃機為動力的自行式壓路機,重量6~15t。羊足碾單位面積的壓力比較大,土壤壓實的效果好。羊足碾一般用于碾壓粘性土,不適于砂性土,因在砂土中碾壓時,土的顆粒受到羊足較大的單位壓力后會向四面移動而使土的結構破壞。松土碾壓宜先用輕碾壓實,再用重碾壓實,效果較好。碾壓機械壓實填方時,行駛速度不宜過快,一般平碾不應超過2kmPh;羊足碾不應超過3kmPh。

2.2 夯實法

夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤,使土體中孔隙被壓縮,土粒排列得更加緊密。夯擊式中除人工使用的石夯、木夯外,機動設備中有夯錘、夯板、風動夯及蛙式夯等。夯實法適用于粘性土、濕陷性黃土、碎石類填土地基的深層加固。

2.3 振動壓實法

振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面,在壓實振動作用下,土顆粒發生相對位移,而達到緊密狀態。在正常條件下,對于砂性土的壓實效果,振動式效果較好。

3 影響填土壓實的因素

填土壓實質量與許多因素有關,其中主要影響因素為:壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。

3.1 壓實功的影響

壓實功能(指壓實工具的重量、碾壓次數或錘落高度、作用時間等)對壓實效果的影響。填土壓實后的干密度與壓實機械在其上施加的功有一定關系。在開始壓實時,土的干密度急劇增加,待到接近土的最大干密度時,壓實功雖然增加許多,而土的干密度幾乎沒有變化。因此,在實際施工中,不要盲目過多地增加壓實遍數。

3.2 含水量的影響

在同一壓實功條件下,填土的含水量對壓實質量有直接影響。較為干燥的土,由于土顆粒之間的摩阻力較大,因而不易壓實。當土具有適當含水量時,水起到了潤滑作用,土顆粒間的摩阻力減小,從而易壓實。相比之下,嚴格控制最佳含水量,要比增加壓實功能收獲大得多。當含水量不足,灑水困難時,適當增大壓實功能,可以收效,如果土的含水量過大,此時如果增大壓實功能,必將出現/彈簧現象,壓實效果很差,造成返工浪費。

3.3 鋪土厚度的影響

土在壓實功的作用下,壓應力隨深度增加逐漸減小,其影響深度與壓實機械、土的性質和含水量有關。鋪土厚度應小于壓實機械壓土時的作用深度,但其中還有最優土層厚度問題,鋪得過厚,要壓多遍才能達到規定的密實度。鋪得過薄,則也要增加機械的總壓實遍數。恰當的鋪土厚度能使土方壓實而機械的功耗費最少。

實踐經驗證明:土基壓實時,在機具類型、土層厚度及行程遍數已選定的條件下,壓實操作時宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間(超高路段等需要時,則宜先低后高)。壓實時,相鄰兩次的輪跡應重疊輪寬的1/3,保持壓實均勻,不漏壓,對于壓不到的邊角,應鋪以人力或小型機具夯實。壓實過程中,經常檢查含水量和密實度,以達到符合規定壓實度的要求。

4 常見問題的處理措施

4.1 場地積水

由于場地平整面積過大、填土過深、未分層夯實;場地周圍沒有做排水溝、截水溝等排水設施,或者排水設施設置不合理,排水坡度不滿足要求;場地周圍沒有做排水溝、截水溝等排水設施,或者排水設施設置不合理,排水坡度不滿足要求以及測量誤差超過規范要求等原因,而導致場地內在平整以后出現局部或大面積積水。

其預防措施為:在施工前結合當地水文地質情況,合理設置場地排水坡(要求坑內不積水、溝內排水 暢通)、排水溝等 設施,并盡量與永久性排水設施相結合。如果施工期跨雨期的,要做好雨期施工現場排水措施。場地回填土按規定分層回填夯實,要使土的相對密實度不低于85%。

其對應的治理方法為:明溝排水法;沿場地周圍開挖排水溝,再在溝底設集水井與其相連,用水泵直接抽走(排水溝和集水井宜布置在施工場地基礎邊凈距0.4m以外,場地的四角或每隔20~40m應設1個集水井);深溝排水法。如果場地面積大、排水量大,為減少大量設置排水溝的復雜性,可在場地外距基礎邊6~30m開挖1條排水深溝,使場地內的積水通過深溝自流入集水井,用水泵排到施工場地以外溝道內。

利用工程設施周圍或內部的正式滲排水系統或下水道,將其作為排水設施,在場地一側或兩側設排水明溝或暗溝,把水流引入滲排水系統或下水道排走,此法較經濟。

4.2 填方土出現橡皮土

由于使用了含水量比較大的腐植土以及泥炭土或者粘土、亞粘土等原狀土土料回填。打夯以后,基土發生顫動、受壓區四周鼓起形成隆起狀態(土體體積未變化)、土體長時間不穩定。

其對應的預防措施為:現場鑒別,要求回填土料“手握成團、落地開花”;回填前,不允許基坑內有垃圾、樹根等雜物,清除基坑內積水、淤泥;其對應的治理方法:如果土方量很小,挖掉換土,用2:8或3:7的灰土(雨、冬期不宜用灰土,避免造成灰土水泡、凍脹等事故)、砂石進行回填;如果面積大,用干土、石灰、碎磚等吸水材料填入橡皮土內;如果工期不緊,把橡皮土挖出來,晾曬后回填。

4.3 回填土密實度達不到設計和規范要求

填土的場地在荷載作用下,地基引起比較大的變形,地基穩定性降低。

其原因包括:土料含水量太小,影響了夯實(碾壓)的效果,造成夯實(碾壓)不密實;含水量太大,則易形成橡皮土;土料不符合設計或施工規范要求,有機質超過規范要求(大于5%);填土過厚,未分層夯實;機械能力不夠。

其對應的預防措施有:選擇回填的土料及其性質必須符合設計要求;填土密實度應根據工程性質的要求而定,壓實系數等于土的控制干密度除以土的最大干密度;設計有要求時,要通過現場土工試驗,并且嚴格進行分層回填夯實,加強對土料含水量的控制。

其對應的治理方法為:換土回填;翻出晾曬、風干后回填;填入吸水材料;施打擠密樁。

參考文獻

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