淺析影響土方壓實(shí)效果的主要因素

寧俊超

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

[關(guān)鍵詞]土方 壓實(shí) 效果 因素

中圖分類號：TU4文獻(xiàn)標(biāo)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(yùn)、填等工序，土質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)被破壞，呈松散狀態(tài)，為使路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，保證公路行車安全，必須進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，而使土的空隙減小，單位體積的重量提高，形成密實(shí)整體，內(nèi)摩擦力和粘聚力大大增加，使土基強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性提高。它是路基施工過程中的一個(gè)重要工序，是保證路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的根本措施之一。

二、影響壓實(shí)效果的主要因素

（一）含水量

土中含水量對壓實(shí)效果的影響比較顯著。當(dāng)含水量較小時(shí)，由于顆粒間的引力（包括毛細(xì)管壓力）使土保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu)，土中孔隙大多互相連通，水少而氣多，在一定的外部壓實(shí)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(dòng)不容易，因此壓實(shí)效果比較差。當(dāng)含水量逐漸增大時(shí)，水膜變厚，引力縮小，水膜就起到潤滑作用，外部壓實(shí)功能比較容易使土粒移動(dòng)，壓實(shí)效果逐漸增強(qiáng)；但是當(dāng)土中的含水量過大時(shí)，孔隙中將出現(xiàn)自由水，土中空隙被過多的水所占據(jù)，含水量愈大占據(jù)的體積愈多，壓實(shí)時(shí)不能壓縮，更不易被擠出，而水的密度較土顆粒低，壓實(shí)功能的一部分被自由水所抵消，減小了有效壓力，壓實(shí)效果反而降低，通過擊實(shí)試驗(yàn)，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(yīng)的含水量則稱為最佳含水量w0。這就得出一個(gè)結(jié)論，見下圖：

試驗(yàn)結(jié)果說明，當(dāng)含水量較小時(shí)，土粒間引力較大，雖然干容重較小，但其強(qiáng)度可能比最佳含水量時(shí)還要高，可是此時(shí)因密度低而空隙較多，一經(jīng)遇水，其強(qiáng)度急劇下降；只有在最佳含水量時(shí)，壓實(shí)到最大干密度的土體，在遇水飽和后其密度和強(qiáng)度下降的幅度最小，因此其水穩(wěn)定性最好。這是由于在最佳含水量時(shí)壓實(shí)到最大干密度的土體其剩余空隙最小，當(dāng)受水浸時(shí)其吸水量最小，密實(shí)度下降也最小。現(xiàn)行路面設(shè)計(jì)方法中是以彈性模量（回彈模量）作為土基的強(qiáng)度指標(biāo)，但在土基壓實(shí)時(shí)不用強(qiáng)度指標(biāo)來控制壓實(shí)，而采用干密度來控制土基的壓實(shí)工作，主要是因?yàn)榈陀谧罴押繒r(shí)土的強(qiáng)度指標(biāo)可能達(dá)到較高值，但一旦浸水強(qiáng)度就隨之有所降低。因此，含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素，在最佳含水量時(shí)，最容易獲得最佳的壓實(shí)效果。

（二）土質(zhì)類別的影響

在同一壓實(shí)功能作用下，土質(zhì)不同對壓實(shí)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?yàn)橥令w粒愈細(xì)，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(zhì)所致。下圖顯示不同的土中的峰值，隨著粗粒的增多，其擊實(shí)曲線的峰越向左上方移動(dòng)。對于砂土，因其顆粒粗呈松散狀態(tài)，水分易散失，所以最佳含水量的概念對他沒有多大的實(shí)際意義。

（三）壓實(shí)功能的影響

由試驗(yàn)可得，同一類土，壓實(shí)功能愈大，土的最大干密度也愈大，而對應(yīng)的土的最佳含水量愈小。在相同含水量條件下，壓實(shí)功能愈高，土的密實(shí)度愈大。其最佳含水量隨壓實(shí)功能的加大而減小，最大干容重隨壓實(shí)功能的加大而增大。壓實(shí)功能指壓實(shí)作用的大小，如壓實(shí)機(jī)具的重量、碾壓次數(shù)、錘或夯板的重量和落差、錘擊次數(shù)等。壓實(shí)功能對壓實(shí)效果的影響是除含水量以外的另一重要因素。當(dāng)土偏干時(shí)，施工中用增加壓實(shí)功能（增加碾壓遍數(shù)）對提高干容重影響較大，可以提高土基的密實(shí)度，但作用有一定的限度，即當(dāng)壓實(shí)功增加到一定程度后，土的密實(shí)度并不隨壓實(shí)功的增加而有顯著提高，且不經(jīng)濟(jì)。另外對偏濕的土用增加壓實(shí)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(shí)功能就會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。因此，在施工現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格要求，使土的含水量盡可能接近最佳含水量，以便更經(jīng)濟(jì)地達(dá)到要求的壓實(shí)密度。壓實(shí)功能的影響還表現(xiàn)在壓實(shí)厚度和機(jī)具的選擇上，壓實(shí)工具不同，壓力傳布的作用深度也不同。隨壓實(shí)度工具的不同，分層壓實(shí)時(shí)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(jié)

影響土方壓實(shí)效果的主要因素不僅僅是上述3項(xiàng)，它同路基土方施工的各個(gè)環(huán)節(jié)是息息相關(guān)連的，所以要在施工中嚴(yán)格按照規(guī)范程序施工，注重試驗(yàn)檢測工作，使公路路基質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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