土方回填的质量管理与控制

王海超，乔爱龙，王运平

(河南润安建设集团有限公司，河南 安阳 455000)

1 工程简介

该工程为一座水闸工程，根据地质勘查报告，基面为级配不良的砂且存在地震液化问题，设计要求挖除换填为粉质粘土，渗透系数不大于1×10－5(cm/s)，有机质含量不大于20%，压实系数不小于0.98，填筑之前用刨毛机将原土体表层深松3～5cm，以利于新旧土体结合，填筑时分层压实，分层厚度不大于30cm。

2 施工过程

2.1 碾压试验阶段

碾压试验之前，经业主、监理，选定土源，确定回填土料;根据试验室土工试验数据(最大干密度1.76，最优含水率14.0%)，在土方回填前，选择试验场地并整平清理，划分为两个铺土区域Ⅰ和Ⅱ。

铺土均为最大设计厚度0.3m(所选压实机械的功效满足要求)，确定含水率适中(根据经验，手握土成团，较费劲，手掌无水印，土团自50cm高处落地成蒜瓣状，自100cm高处落地松散)。

铺土区域Ⅰ(10m×15m)采用推土机碾压3遍，和铺土区域Ⅱ(5m×5m)采用蛙式打夯机夯实4遍，经现场采用环刀取样检验其压实度均不能满足要求，再次安排推土机碾压至第4遍，蛙夯夯至第6遍，方能满足压实度0.98的要求，并委托有资质的实验室检测，具体结果如表1。

表1 碾压试验数据

2.2 回填土施工

基底验收合格后，回填土从最低处开始均衡上升，回填土衔接处的坡度不小于1∶3(否则，按要求开挖台阶处理)，铺土前检测含水率，结合天气情况，如含水量过大，要翻晒，含水量过小，可适量洒水。

采用自卸汽车运土，装载机铺料，推土机平整、碾压，人工配合捡去有害杂质，虚铺厚度不超过0.3m，施工中严格检测铺土厚度(铺土区确定几个测点，铺土前后由测量员和监理单位旁站监理共同确认、记录)，铺土厚度检测合格后，安排推土机先平整稳压1遍，再排压4遍，搭接宽度为轨迹的1/2。靠近结构边缘和边角部位采用人工铺料，蛙夯夯压6遍，搭接宽度为夯迹的1/3，每层压实后，按规范要求环刀取样，其中现场自检1～2个(自检合格后，其他环刀试样送实验室)合格，方可回填上一层。

3 遗留问题

换填部位地基承载力试验满足设计要求，分部验收会议上，针对实验室的环刀检测结果存在质疑，根据击实理论，当压实功和压实方法不变时，则土的干密度随含水率的增加而增加，当干密度达到最大值时，含水率继续增加，干密度反而减小，其中干密度的最大值为最大干密度，其对应的含水率为最优含水率，但该分部工程的环刀检测数据反而存在以下问题。

(1)部分环刀试样的含水率偏离最优含水率越远，相应的干密度反而越大，该变化与土工试验的曲线走向不一致。

(2)现场检测的压实度大于100%的不少，与击实试验本身的最大干密度相违背，不符合实际情况。

4 问题分析

4.1 试验误差

(1)粉质粘土是指有机物含量不超5%，当含有少量碎石时，粒径不宜大于50mm。一般而言，如果粗粒土较多，最大干密度越大，最优含水量越小，就击实试验本身，一般在现场取一种土料来决定最大干密度和最优含水率，而现场的土料成分不均匀和存在一定的变化性，进行击实，只能代表该类土的性质，具有大部分填土的代表性。

(2)击实试验方法分为轻型和重型击实。轻型击实适用于粒径小于5mm粘性土，单位体积击实功为592.2kJ/m3，重型击实适用于粒径小于20mm的土，其单位体积击实功为2684.9kJ/m3，同一种土随着夯击能量的增加，最优含水率减少，最大干密度增加，而在同样的夯击能量下改变锤击数，最大干密度和最优含水率所得的结果不一样，如表2所示。

表2 最大干密度和最优含水率的关系［2］

(3)实验室在进行击实试验过程中，不同的击实标准、试样制备、润滑剂、余土高度、土的重复使用等因素，也会改变试验的结果［3］。

4.2 现场人为因素

(1)可能存在采集点的多次碾压，导致检测结果大于100%。

(2)现场采用的环刀体积200cm3，环刀高度5cm，环刀测得的容重是环刀内土样所在某一深度中的平均深度，它不能代表整个碾压层的平均密实度，由于碾压层随着深度的增加是呈递减趋势，如果环刀取得表层范围的土，所测值偏大，如果环刀取得底层范围的土，所测值偏小。

(3)当压实机具一定，碾压遍数一定，荷载时间越长，土的压实度越高。

(4)环刀按照一定的比例经检测机构标定体积，均为200cm3，因此现场所用环刀体积均按照200cm3考虑所取得土样的干密度，可能会因环刀体积的变化存在一定的误差。

(5)环刀法是一种破坏性检测，适用于不含骨料的细粒土，优点是设备简单，操作方便，缺点是受土质限制，当环刀打入土中，产生应力使土松动，密实度有所降低，环刀壁越厚影响越大。

5 建议

(1)土方回填过程中，现场施工人员应该边施工边检查压实度，当压实度远大于要求值时，表明压实度或土质发生了变化;当压实度小于要求值时，表明压实度不够，针对这些情况，找出原因，及时的采取措施，如增加碾压遍数、控制铺土厚度和行车速度、改变碾压机械或重新做标准击实试验等。

(2)填土压实度的控制，可采用与现场施工设备击实功相同的室内试验，求出的最大干密度和最优含水率更能准确的指导现场施工。针对现场土质的复杂性和多变性，试验数据不完全适用，但随着碾压遍数的增加，每遍碾压后的沉降量越来越小，最后几乎为0，这是一个确定的规律，因此，可以采取控制最终碾压后的沉降值作为控制压实度的辅助控制方法［4］。

(3)根据土的击实理论求得的最大干密度是相对于标准击实功下的最大干密度，是一个相对最大干密度，结合三相理论，可以推导出绝对最大干密度公式如下:

其中:

Pmax——绝对最大干密度;

Gs——土粒比重(详见表3);

表3 常见土粒比重

Pw——水的密度(是一个定值);

W——土的含水量(是一个百分数)。

当土料一定时，其颗粒比重一定，水的密度为定值，可以得出绝对最大干密度。工程实践中经常遇到检测的干密度大于试验中求得的最大干密度，相应的压实系数大于1的现象，通过公式(1)可知，这是一种正常现象。

(4)回填土的压实度的控制主要是施工过程中的控制，发现问题及时纠正，如果土方已按照要求施工完成，回填质量仍有异议，可以采取轻便动力触探等方法进行复核。

6 结语

土方回填的压实度控制是一个复杂的过程，施工前的碾压试验尽量取得多方面的参考数据，施工中要对土方的回填质量加强控制，及时检查、纠偏。

［1］张莉萍．击实试验若干问题的探讨［J］．山西建筑，2002，28(05):24-25．

［2］GB/T50123-1999．土工试验方法标准［S］．

［3］陈辉，雷胜友．土的击实试验影响因素［J］．建筑科学与工程学报，2005，22(02):73-75．

［4］郭拴宁．压实填土最大干密度若干问题的分析［J］．电力勘测，1999，6(02):21-24．

［5］JGJ79-2002．建筑地基处理技术规范［S］．