任務(wù)1.6 土方的填筑與壓實

任務(wù)描述

任務(wù)分析

知識課堂

在土方填筑前，應(yīng)清除坑、槽中的積水、淤泥、垃圾、樹根等雜物。在土質(zhì)較好、地面坡度小于等于1/10的較平坦場地的填方，可不清除基底上的草皮，但應(yīng)割除長草。在穩(wěn)定的山坡上填方，當(dāng)山坡坡度為1/10～1/15時，應(yīng)清除基底上的草皮；當(dāng)坡度陡于1/5時，應(yīng)將基底挖成階梯形，階寬不小于1m。當(dāng)填方基底為耕植土或松土?xí)r，應(yīng)將基底碾壓密實。在水田、溝渠或池塘內(nèi)填方前，應(yīng)根據(jù)實際情況采用排水疏干，挖除淤泥或拋填塊石、砂礫、礦渣等方法處理后再進(jìn)行填土。填土區(qū)如遇有地下水或滯水時，必須設(shè)置排水措施，以保證施工順利進(jìn)行。

1.6.1 土料的選用和要求

為了保證填方土體在強度和穩(wěn)定性方面的要求，必須正確選擇土料。填方土料應(yīng)符合設(shè)計要求。填方土料如無設(shè)計要求，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）碎石類土、砂土（使用細(xì)、粉砂時應(yīng)取得設(shè)計單位同意）和爆破石渣，可作表層以下的填料。

（2）黏性土可作各層的填料，但填筑前應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)。含水量大的黏土不宜作為填土用。

（3）碎塊草皮和有機含量大于8%的土，吸水后容易變形，承載能力降低；含水溶性硫酸鹽大于5%的土，在地下水的作用下，硫酸鹽會逐漸溶解消失，形成孔洞，影響土的密實性，所以僅限用于無壓實要求的填方。

（4）人工雜填土，應(yīng)視土質(zhì)情況決定取舍，原則上不用于地基回填土。若成分復(fù)雜、穩(wěn)定性差的土則棄之勿用。

（5）淤泥、淤泥質(zhì)土、凍土和膨脹土等均不能用作回填土料。回填土宜優(yōu)先利用基槽中挖出的優(yōu)質(zhì)土，第一是較為經(jīng)濟，第二是回填壓實后與坑底、坑壁的原土親和力較強。

1.6.2 填土壓實方法

填土應(yīng)分層進(jìn)行，若工作面太大而采用分段施工，則每層接縫處應(yīng)做成30°斜面，上下層接縫應(yīng)錯開不小于500mm的距離。應(yīng)盡量采用同類土填筑，如采用不同土填建筑時，應(yīng)先填筑透水性較大的土，后填筑透水性較小的土。不能將各種土混雜在一起使用，以免填方內(nèi)形成水囊。以碎石類土或爆破石渣作填料時，其最大料徑不得超過每層輔土厚度的2/3，以黏土作回填土料時，應(yīng)先將土料過篩，除去石塊、草根、樹枝，填筑前視其干濕情況進(jìn)行灑水或攤曬。使用振動碾時，不得超過每層鋪土厚度的3/4，鋪填時，大塊料不應(yīng)集中，且不得填在分段接頭或填方與山坡連接處。

虛鋪厚度：人工木夯填土20（黏性土）～30cm（砂質(zhì)土）；推土機填土30cm；鏟運機或汽車填土30～50cm；回填基坑、墻基或管溝時，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對稱進(jìn)行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。

填土的壓實方法一般有碾壓法、夯實法和振動壓實法三種。

1．碾壓法

碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實土壤，使之達(dá)到所需的密實度，此法多用于大面積填土工程。碾壓機械有光面碾（壓路機）、凸塊碾（羊足碾）和氣胎碾（圖1-51）。光面碾對砂土、黏性土均可壓實；凸塊碾需要較大的牽引力，且只宜壓實黏性土，因在砂土中使用凸塊碾會使土顆粒受到“凸塊”較大的單位壓力后向四周移動，從而使土的結(jié)構(gòu)遭到破壞；氣胎碾在工作時是彈性體，其壓力均勻，填土質(zhì)量較好；還可利用運土機械進(jìn)行碾壓，也是較經(jīng)濟合理的壓實方案。施工時可使運土機械行駛路線能大體均勻地分布在填土面積上，并達(dá)到一定重復(fù)行駛遍數(shù)，使其滿足填土壓實質(zhì)量的要求。

碾壓填方時，機械的行駛速度不宜過快，一般平碾控制在2km/h，否則會影響壓實效果。

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。夯實法可分為人工夯實和機械夯實兩種。

夯實機械有夯錘、內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機（圖1-52）三類，其用于基槽或面積小于1000m2的基坑回填。人工夯土用的工具有木夯、石夯等，主要用于碾壓機無法到達(dá)的坑邊坑角的夯實。夯錘是借助起重機懸持一重錘進(jìn)行夯土的夯實機械，適用于夯實砂性土、濕陷性黃土、雜填土以及含有石塊的填土。一臺打夯機必須兩人同時使用，由一人扶把掌控前進(jìn)速度和方向，另一人牽提電纜，以防發(fā)生觸電事故。

3．振動壓實法

振動壓實法是在松土層表面，開動振動壓實機產(chǎn)生振動力，使土顆粒在振動的狀態(tài)下發(fā)生相對位移并在振動壓實機的重壓下達(dá)到緊密狀態(tài)。這種方法用于振實非黏性土效果較好。如使用振動碾進(jìn)行碾壓，可使土受振動和碾壓兩種作用，碾壓效率高，適用于大面積填方工程。如使用內(nèi)燃式振動平板夯，可壓實松散的、粒狀的土壤、沙礫及瀝青路面。其具有體積小、質(zhì)量輕、能自行前進(jìn)、機動靈活性強等特點，適用于建筑物臨近的狹窄地帶及管線溝槽等復(fù)雜地形的壓實作業(yè)（圖1-53）。

無論何種方法，都要求每一行碾壓夯實的幅寬要有至少100mm的搭接，若采用分層夯實且氣候較干燥，應(yīng)在上一層虛土鋪攤之前將下層填土表面適當(dāng)噴水濕潤，增加土層之間的親和程度。

1.6.3 影響填土壓實的因素

影響填土壓實的因素較多，主要有壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。

1．壓實功的影響

填土壓實后的密度與壓實機械在其上所施加的功有一定的關(guān)系（圖1-54）。填土的密度與所耗功的關(guān)系如圖1-54所示。當(dāng)土的含水量一定，在開始壓實時，土的密度就會急劇增加。待到接近土的最大密度時，壓實功雖然增加許多，而土的密度則變化甚小。在實際施工中，對砂土只需碾壓夯擊2～3遍，對粉土只需3～4遍，對粉質(zhì)黏土只需5～6遍。另外，松土不宜用重型碾壓機械直接滾壓，否則土層會有強烈的起伏現(xiàn)象，效率不高。如果先用輕碾壓實，再用重碾壓實就會取得較好效果。

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(zhì)量有直接影響。較為干燥的土顆粒之間的摩阻力較大，因而不易壓實。當(dāng)含水量超過一定限度時，土顆粒之間孔隙由水填充而呈飽和狀態(tài)，也不能壓實。當(dāng)填土的含水量適當(dāng)時，水起了潤滑作用，使土顆粒之間的摩阻力減少，壓實效果可達(dá)最好。所以，在使用同樣的壓實功進(jìn)行壓實，所得到的土的密度最大時的含水量叫作最佳含水量，如圖1-55所示。各種土的最佳含水量和最大干密度可參考表1-8。工地簡單檢驗黏性土含水量的方法一般是以手握成團落地開花為適宜。為了保證填土在壓實過程中處于最佳含水量狀態(tài)，當(dāng)土過濕時，應(yīng)予翻松晾干，也可摻入同類干土和吸水性土料；當(dāng)土過干時，則應(yīng)預(yù)先灑水潤濕。

3．鋪土厚度的影響

當(dāng)土層表面受到較大的夯壓作用時，由于土層的應(yīng)力擴散，會使得壓實應(yīng)力隨深度增加而快速減小（圖1-56）。因此，只有在一定深度內(nèi)土體才能被有效壓實，該有效壓實深度與壓實機械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪土厚度應(yīng)小于壓實機械的作用深度，但其中還有最優(yōu)土層厚度問題，鋪得過厚，要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實度；鋪得過薄，則容易起皮且影響施工進(jìn)度，費工費時。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使土方壓實而機械的功耗費最少，可按照表1-9選用。在表中規(guī)定壓實遍數(shù)范圍中，輕型壓實機械取大值，重型壓實機械取小值。

上述三個方面的因素之間是互相影響的。為了保證壓實質(zhì)量，提高壓實機械的生產(chǎn)率，重要工程應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和所選用的壓實機械在施工現(xiàn)場進(jìn)行壓實試驗，以確定達(dá)到規(guī)定密實度所需的壓實遍數(shù)、鋪土厚度及最優(yōu)含水量。

1.6.4 填土的質(zhì)量檢驗

填土必須具有一定的密實度，以避免建筑物的不均勻沉陷。填土密實度以設(shè)計規(guī)定的控制干密度ρd作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實系數(shù)λc，即。利用填土作為地基時，設(shè)計規(guī)劃規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)類型、各種填土部位的壓實系數(shù)值。如磚石承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)在地基的主要持力范圍內(nèi)的填土壓實系數(shù)λc應(yīng)大于0.96，而在地基主要持力范圍以下，則為0.93～0.96。

土的最大密度ρdm ax一般在實驗室由擊實試驗確定。土的最大干密度ρdm ax乘以規(guī)范規(guī)定的壓實系數(shù)，即可計算出填土控制干密度ρd的值。在填土施工時，土的實際干密度大于或等于ρd時，則符合質(zhì)量要求。土的實際干密度可用“環(huán)刀法”測定。其取樣組數(shù)為：基坑回填每20～50m2取樣一組；基槽管溝回填每層按長度20～50m取樣一組；室內(nèi)填土每層按100～500m2取樣一組；場地平整填土每層按400～900m2取樣一組，取樣部位應(yīng)在每層壓實后的下半部分。試樣取出后稱出土的天然密度并測出含水量，然后用式（1-22）計算土的實際干密度ρd：

式中 ρ——土的天然密度（g/cm3）；

ω——土的天然含水量（%）。

第二課堂

1．實地考察一個建筑工地的填土壓實方法和檢驗方法。

2．查閱資料，視頻學(xué)習(xí)擊實試驗測定土的最大干密度。