浅析影响土方压实效果的主要因素

宁俊超

[摘要]土的压实过程和压实的效果受多种因素的影响，对于具有塑性的土，影响压实效果的因素有含水量，土的类别，压实功能等。

[关键词]土方 压实 效果 因素

中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120096－01

一、前言

公路路基在施工过程中通过挖、装，运、填等工序，土质的原始结构被破坏，呈松散状态，为使路基具有足够的强度和稳定性，保证公路行车安全，必须进行压实作业，而使土的空隙减小，单位体积的重量提高，形成密实整体，内摩擦力和粘聚力大大增加，使土基强度增加，稳定性提高。它是路基施工过程中的一个重要工序，是保证路基强度和稳定性的根本措施之一。

二、影响压实效果的主要因素

（一）含水量

土中含水量对压实效果的影响比较显著。当含水量较小时，由于颗粒间的引力（包括毛细管压力）使土保持着比较疏松的状态或凝聚结构，土中孔隙大多互相连通，水少而气多，在一定的外部压实功能作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，由于水膜润滑作用不明显以及外部功能不足以克服粒间引力，土粒相对移动不容易，因此压实效果比较差。当含水量逐渐增大时，水膜变厚，引力缩小，水膜就起到润滑作用，外部压实功能比较容易使土粒移动，压实效果逐渐增强；但是当土中的含水量过大时，孔隙中将出现自由水，土中空隙被过多的水所占据，含水量愈大占据的体积愈多，压实时不能压缩，更不易被挤出，而水的密度较土颗粒低，压实功能的一部分被自由水所抵消，减小了有效压力，压实效果反而降低，通过击实试验，可以看出，曲线有一峰值，此处的干容重最大，也叫最大干容重γ0。与之对应的含水量则称为最佳含水量w0。这就得出一个结论，见下图：

试验结果说明，当含水量较小时，土粒间引力较大，虽然干容重较小，但其强度可能比最佳含水量时还要高，可是此时因密度低而空隙较多，一经遇水，其强度急剧下降；只有在最佳含水量时，压实到最大干密度的土体，在遇水饱和后其密度和强度下降的幅度最小，因此其水稳定性最好。这是由于在最佳含水量时压实到最大干密度的土体其剩余空隙最小，当受水浸时其吸水量最小，密实度下降也最小。现行路面设计方法中是以弹性模量（回弹模量）作为土基的强度指标，但在土基压实时不用强度指标来控制压实，而采用干密度来控制土基的压实工作，主要是因为低于最佳含水量时土的强度指标可能达到较高值，但一旦浸水强度就随之有所降低。因此，含水量是影响压实效果的决定性因素，在最佳含水量时，最容易获得最佳的压实效果。

（二）土质类别的影响

在同一压实功能作用下，土质不同对压实效果影响也大，一般说来，不同的土类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为土颗粒愈细，比表面积愈大，颗粒表面的水膜愈多，另外还由于粘土中含有水性较高的胶体物质所致。下图显示不同的土中的峰值，随着粗粒的增多，其击实曲线的峰越向左上方移动。对于砂土，因其颗粒粗呈松散状态，水分易散失，所以最佳含水量的概念对他没有多大的实际意义。

（三）压实功能的影响

由试验可得，同一类土，压实功能愈大，土的最大干密度也愈大，而对应的土的最佳含水量愈小。在相同含水量条件下，压实功能愈高，土的密实度愈大。其最佳含水量随压实功能的加大而减小，最大干容重随压实功能的加大而增大。压实功能指压实作用的大小，如压实机具的重量、碾压次数、锤或夯板的重量和落差、锤击次数等。压实功能对压实效果的影响是除含水量以外的另一重要因素。当土偏干时，施工中用增加压实功能（增加碾压遍数）对提高干容重影响较大，可以提高土基的密实度，但作用有一定的限度，即当压实功增加到一定程度后，土的密实度并不随压实功的增加而有显著提高，且不经济。另外对偏湿的土用增加压实功能的办法是不能奏效的，若土的含水量超过一定的限度，增加压实功能就会出现“弹簧”现象。因此，在施工现场应严格要求，使土的含水量尽可能接近最佳含水量，以便更经济地达到要求的压实密度。压实功能的影响还表现在压实厚度和机具的选择上，压实工具不同，压力传布的作用深度也不同。随压实度工具的不同，分层压实时的土层厚度也不同，一般松土厚度不宜超过0.2-0.3m。

三、小结

影响土方压实效果的主要因素不仅仅是上述3项，它同路基土方施工的各个环节是息息相关连的，所以要在施工中严格按照规范程序施工，注重试验检测工作，使公路路基质量达到设计要求。

参考文献：

[1]北京建工集团总公司，建筑分项工程施工工艺标准[M].北京中国建筑工业出版社，2003.

[2]建筑工程施工质量验收规范汇编[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]建筑施工手册编写组，建筑施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.