（一）土料压实原理
通过对填筑土方进行压实，可以提高土体密度，提高土方承载能力，减小填方断面面积从而减少工程量和工程投资，加快工程进度，同时提高土方防渗性能，提高土坝或土堤的渗透稳定性。
土体是三相体，即由固相的土粒、液相的水和气相的空气所组成。通常土粒和水是不会被压缩的，土料压实的实质是将水包裹的土粒挤压填充到土粒间的空隙里，排走空气占有的空间，使土料的空隙率减少，密实度提高。所以，土料压实的过程实际上就是在外力作用下土料的三相重新组合的过程。
对于非黏性土，压实的主要阻力是颗粒间的摩擦力。由于土料颗粒较粗，单位土体的表面积比黏性土小得多，土体的空隙率小，可压缩性小，土体含水量对压实效果的影响也小，在外力及自重的作用下能迅速排水固结。黏性土颗粒细，孔隙率大，可压缩性也大，由于其透水性较差，所以排水固结速度慢，难以迅速压实。
因此，土料的性质、颗粒组成、颗粒级配、含水量以及外界压实功能对土料压实效果都有影响。
（二）压实机械类型
众所周知，不同土料的物理力学性质也不同，因此使之密实的作用外力也不同。压实机械根据其产生的压实作用外力不同，可分为碾压、振动和夯击3种基本类型。
常用的压实机具有以下几种。
1.羊脚碾
羊脚碾的外形如图4-1所示，它适于黏性土料的压实。它与平碾不同，在碾压滚筒表面设有交错排列的截头圆锥体，状如羊脚。钢铁空心滚筒侧面设有加载孔，加载大小根据设计需要确定。加载物料有铸铁块和砂砾石等。碾滚的轴由框架支承，与牵引的拖拉机用杠辕相连。重型羊脚碾碾重可达30t，羊脚相应长40cm，拖拉机的牵引力随碾重增加而增加。
羊脚碾的羊脚插入土中，不仅使羊脚端部的土料受到压实，而且使侧向土料受到挤压，从而达到均匀压实的效果，如图4-2所示。在压实过程中，羊脚对表层土有翻松作用，无需刨毛就能保证土料良好的层间结合。
图4-1 羊脚碾外形
1—羊脚；2—加载孔；3—碾滚筒；4—杠辕框架
图4-2 羊脚对土料的正压力和侧压力
1—碾滚；2—侧压力；3—正压力
2.振动碾
这是一种振动和碾压相结合的压实机械，如图4-3所示。
它是由柴油机带动与机身相连的附有偏心块的轴旋转，迫使碾滚产生高频振动。振动功能以压力波的形式传到土体内。非黏性土料在振动作用下，土粒间的内摩擦力迅速降低，同时由于颗粒大小不均匀，质量有差异，导致惯性力存在差异，从而产生相对位移，使细颗粒填入粗颗粒间的空隙而达到密实。振动碾结构简单，制作方便，成本低廉，生产率高，是压实非黏性土石料的高效压实机械。
图4-3 SD 80-13.5振动碾示意图
1—牵引挂钩；2—滚碾；3—轴；4—偏心块；5—皮带轮；6—车架侧壁；7—隔板；8—弹簧悬架
3.气胎碾(www.xing528.com)
气胎碾有单轴和双轴之分。单轴的主要构造是由装载荷重的金属车厢和装在轴上的4～6个气胎组成。碾压时在金属车厢内加载，并同时将气胎充气至设计压力。为防止气胎损坏，停工时用千斤顶将金属车厢支托起来，并把胎内的气放掉，如图4-4所示。
图4-4 拖行单轴式气胎碾
1—金属车厢；2—充气轮胎；3—千斤顶；4—牵挂杠辕
图4-5 气胎碾压实应力分布
气胎碾在碾压土料时，气胎随土体的变形而变形。随着土体压实密度的增加，气胎的变形也相应增加，从而使气胎与土体的接触面积随之增大，始终能保持较为均匀的压实效果，如图4-5所示。它与刚性碾比较，气胎不仅对土体的接触压力分布均匀而且作用时间长，压实效果好，压实土料厚度大，生产效率高。
气胎碾可根据压实土料的特性调整其内压力，使气胎对土体的压力始终保持在土料的极限强度内，因此气胎碾朝重型高效方向发展。通常气胎的内压力，对黏性土以（5～6）×105Pa、非黏性土以（2～4）×105Pa最好。气胎碾既适宜于压实黏性土料，又适宜于压实非黏性土料，能做到一机多用，有利于防渗土料与坝壳土料平起同时上升，用途广泛。
4.夯板
夯板可以吊装在去掉土斗的挖掘机臂杆上，借助卷扬机操纵绳索系统使夯板上升。夯击土料时将索具放松，使夯板自由下落。夯实土料，其压实铺土厚度可达1m，生产效率较高。夯板工作时，为避免漏夯，夯迹与夯迹之间要套夯，其重叠宽度为10～15cm，夯迹排与排之间也要搭接相同的宽度。为充分发挥夯板的工作效率，避免前后排套压过多，夯板的工作转角以不大于80°～90°为宜，如图4-6所示。
（三）压实机械的选择
各种碾压机械的适应性可归纳至表4-1。选择压实机械通常需考虑以下原则：
（1）与压实土料的物理力学性质相适应。
（2）能够满足设计压实标准。
（3）可能取得的设备类型。
（4）满足施工强度要求。
（5）设备类型、规格与工作面的大小、压实部位相适应。
（6）施工队伍现有装备和施工经验等。
图4-6 夯板及其工作示意图
1—夯板；2—提升索；3—操纵索；4—机房；5—支杆
表4-1 各种碾压机械的适应情况
注 ○表示不适用，△表示不可用。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
