任务1.6 土方的填筑与压实

任务描述

任务分析

知识课堂

在土方填筑前，应清除坑、槽中的积水、淤泥、垃圾、树根等杂物。在土质较好、地面坡度小于等于1/10的较平坦场地的填方，可不清除基底上的草皮，但应割除长草。在稳定的山坡上填方，当山坡坡度为1/10～1/15时，应清除基底上的草皮；当坡度陡于1/5时，应将基底挖成阶梯形，阶宽不小于1m。当填方基底为耕植土或松土时，应将基底碾压密实。在水田、沟渠或池塘内填方前，应根据实际情况采用排水疏干，挖除淤泥或抛填块石、砂砾、矿渣等方法处理后再进行填土。填土区如遇有地下水或滞水时，必须设置排水措施，以保证施工顺利进行。

1.6.1 土料的选用和要求

为了保证填方土体在强度和稳定性方面的要求，必须正确选择土料。填方土料应符合设计要求。填方土料如无设计要求，应符合下列规定：

（1）碎石类土、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意）和爆破石渣，可作表层以下的填料。

（2）黏性土可作各层的填料，但填筑前应检查其含水量是否在控制范围内。含水量大的黏土不宜作为填土用。

（3）碎块草皮和有机含量大于8%的土，吸水后容易变形，承载能力降低；含水溶性硫酸盐大于5%的土，在地下水的作用下，硫酸盐会逐渐溶解消失，形成孔洞，影响土的密实性，所以仅限用于无压实要求的填方。

（4）人工杂填土，应视土质情况决定取舍，原则上不用于地基回填土。若成分复杂、稳定性差的土则弃之勿用。

（5）淤泥、淤泥质土、冻土和膨胀土等均不能用作回填土料。回填土宜优先利用基槽中挖出的优质土，第一是较为经济，第二是回填压实后与坑底、坑壁的原土亲和力较强。

1.6.2 填土压实方法

填土应分层进行，若工作面太大而采用分段施工，则每层接缝处应做成30°斜面，上下层接缝应错开不小于500mm的距离。应尽量采用同类土填筑，如采用不同土填建筑时，应先填筑透水性较大的土，后填筑透水性较小的土。不能将各种土混杂在一起使用，以免填方内形成水囊。以碎石类土或爆破石渣作填料时，其最大料径不得超过每层辅土厚度的2/3，以黏土作回填土料时，应先将土料过筛，除去石块、草根、树枝，填筑前视其干湿情况进行洒水或摊晒。使用振动碾时，不得超过每层铺土厚度的3/4，铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头或填方与山坡连接处。

虚铺厚度：人工木夯填土20（黏性土）～30cm（砂质土）；推土机填土30cm；铲运机或汽车填土30～50cm；回填基坑、墙基或管沟时，应从四周或两侧分层、均匀、对称进行，以防基础、墙基或管道在土压力下产生偏移和变形。

填土的压实方法一般有碾压法、夯实法和振动压实法三种。

1．碾压法

碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度，此法多用于大面积填土工程。碾压机械有光面碾（压路机）、凸块碾（羊足碾）和气胎碾（图1-51）。光面碾对砂土、黏性土均可压实；凸块碾需要较大的牵引力，且只宜压实黏性土，因在砂土中使用凸块碾会使土颗粒受到“凸块”较大的单位压力后向四周移动，从而使土的结构遭到破坏；气胎碾在工作时是弹性体，其压力均匀，填土质量较好；还可利用运土机械进行碾压，也是较经济合理的压实方案。施工时可使运土机械行驶路线能大体均匀地分布在填土面积上，并达到一定重复行驶遍数，使其满足填土压实质量的要求。

碾压填方时，机械的行驶速度不宜过快，一般平碾控制在2km/h，否则会影响压实效果。

2．夯实法

夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤。夯实法可分为人工夯实和机械夯实两种。

夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机（图1-52）三类，其用于基槽或面积小于1000m2的基坑回填。人工夯土用的工具有木夯、石夯等，主要用于碾压机无法到达的坑边坑角的夯实。夯锤是借助起重机悬持一重锤进行夯土的夯实机械，适用于夯实砂性土、湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。一台打夯机必须两人同时使用，由一人扶把掌控前进速度和方向，另一人牵提电缆，以防发生触电事故。

3．振动压实法

振动压实法是在松土层表面，开动振动压实机产生振动力，使土颗粒在振动的状态下发生相对位移并在振动压实机的重压下达到紧密状态。这种方法用于振实非黏性土效果较好。如使用振动碾进行碾压，可使土受振动和碾压两种作用，碾压效率高，适用于大面积填方工程。如使用内燃式振动平板夯，可压实松散的、粒状的土壤、沙砾及沥青路面。其具有体积小、质量轻、能自行前进、机动灵活性强等特点，适用于建筑物临近的狭窄地带及管线沟槽等复杂地形的压实作业（图1-53）。

无论何种方法，都要求每一行碾压夯实的幅宽要有至少100mm的搭接，若采用分层夯实且气候较干燥，应在上一层虚土铺摊之前将下层填土表面适当喷水湿润，增加土层之间的亲和程度。

1.6.3 影响填土压实的因素

影响填土压实的因素较多，主要有压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。

1．压实功的影响

填土压实后的密度与压实机械在其上所施加的功有一定的关系（图1-54）。填土的密度与所耗功的关系如图1-54所示。当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度就会急剧增加。待到接近土的最大密度时，压实功虽然增加许多，而土的密度则变化甚小。在实际施工中，对砂土只需碾压夯击2～3遍，对粉土只需3～4遍，对粉质黏土只需5～6遍。另外，松土不宜用重型碾压机械直接滚压，否则土层会有强烈的起伏现象，效率不高。如果先用轻碾压实，再用重碾压实就会取得较好效果。

2．含水量的影响

在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土颗粒之间的摩阻力较大，因而不易压实。当含水量超过一定限度时，土颗粒之间孔隙由水填充而呈饱和状态，也不能压实。当填土的含水量适当时，水起了润滑作用，使土颗粒之间的摩阻力减少，压实效果可达最好。所以，在使用同样的压实功进行压实，所得到的土的密度最大时的含水量叫作最佳含水量，如图1-55所示。各种土的最佳含水量和最大干密度可参考表1-8。工地简单检验黏性土含水量的方法一般是以手握成团落地开花为适宜。为了保证填土在压实过程中处于最佳含水量状态，当土过湿时，应予翻松晾干，也可掺入同类干土和吸水性土料；当土过干时，则应预先洒水润湿。

3．铺土厚度的影响

当土层表面受到较大的夯压作用时，由于土层的应力扩散，会使得压实应力随深度增加而快速减小（图1-56）。因此，只有在一定深度内土体才能被有效压实，该有效压实深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。铺土厚度应小于压实机械的作用深度，但其中还有最优土层厚度问题，铺得过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度；铺得过薄，则容易起皮且影响施工进度，费工费时。最优的铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少，可按照表1-9选用。在表中规定压实遍数范围中，轻型压实机械取大值，重型压实机械取小值。

上述三个方面的因素之间是互相影响的。为了保证压实质量，提高压实机械的生产率，重要工程应根据土质和所选用的压实机械在施工现场进行压实试验，以确定达到规定密实度所需的压实遍数、铺土厚度及最优含水量。

1.6.4 填土的质量检验

填土必须具有一定的密实度，以避免建筑物的不均匀沉陷。填土密实度以设计规定的控制干密度ρd作为检查标准。土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数λc，即。利用填土作为地基时，设计规划规定了各种结构类型、各种填土部位的压实系数值。如砖石承重结构和框架结构在地基的主要持力范围内的填土压实系数λc应大于0.96，而在地基主要持力范围以下，则为0.93～0.96。

土的最大密度ρdm ax一般在实验室由击实试验确定。土的最大干密度ρdm ax乘以规范规定的压实系数，即可计算出填土控制干密度ρd的值。在填土施工时，土的实际干密度大于或等于ρd时，则符合质量要求。土的实际干密度可用“环刀法”测定。其取样组数为：基坑回填每20～50m2取样一组；基槽管沟回填每层按长度20～50m取样一组；室内填土每层按100～500m2取样一组；场地平整填土每层按400～900m2取样一组，取样部位应在每层压实后的下半部分。试样取出后称出土的天然密度并测出含水量，然后用式（1-22）计算土的实际干密度ρd：

式中 ρ——土的天然密度（g/cm3）；

ω——土的天然含水量（%）。

第二课堂

1．实地考察一个建筑工地的填土压实方法和检验方法。

2．查阅资料，视频学习击实试验测定土的最大干密度。