建筑工程施工技术：土方填筑与压实的影响因素

（一）土料的选择及填筑要求

一般设计要求素土夯实，当设计无要求时，应满足规范和施工工艺的要求：碎石类土、砂土和爆破石渣可用作表层以下的填料，当填方土料为黏土时，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。含有大量有机杂质的土，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，影响土的密实度。这两种土以及淤泥、冻土、膨胀土等均不应作为填土。填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑。如采用不同类土填筑时，应将透水性同较大的土层置于透水性较小的土层之下，不能将各种土混杂在一起使用，以免填方内形成水囊。

碎石类土或爆破石渣用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺土厚度的2/3，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处或填方与山坡连接处。

填方基底处理应符合设计要求。当设计无要求时，应符合规范和施工工艺要求。

填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。对于重要的填方工程或采用新型压实机具时，上述参数应通过填土压实试验确定。

填土施工应接近水平状态，并分层填土、压实和测定压实后土的干密度，检验其压实系数和压实范围符合设计要求后，才能填筑上层。

在施工现场，土方一般分层回填，机械为蛙式打夯机，铺土厚度控制在250 mm以内。分段填筑时，每层接缝处应做成斜坡形，碾迹重叠0.5～1 m。上下层错缝距离不应小于1m。

（二）填土压实方法

填土压实方法有碾压、夯实和振动三种，此外还可利用运土工具压实。

1.碾压法

碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平碾、羊足碾和气胎碾等都属于同一工作原理。

适用范围：主要用于大面积填土。

（1）平碾：适用于碾压黏性土和非黏性土。平碾机又叫压路机，是一种以内燃机为动力的自行式压路机。

平碾的运行速度决定其生产率，在压实填方时，碾压速度不宜过快，一般不超过2 km/h。

（2）羊足碾：羊足碾和平碾不同，其碾轮表面装有许多羊蹄形的碾压凸脚，一般用拖拉机牵引作业。

羊足碾有单筒和双筒之分，筒内根据要求可分为空筒、装水筒、装砂筒，以提高单位面积的压力，增强压实效果。由于羊足碾单位面积压力较大，压实效果、压实深度均较同重量的光面压路机高，但工作时羊足碾的羊蹄压入土中，又从土中拔出，致使上部土翻松，不宜用于非黏性土、砂及面层的压实。一般羊足碾适用于压实中等深度的粉质黏土、粉土、黄土等。

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，主要用于压实小面积的回填土。夯实机具类型较多，有木夯、石夯、蛙式打夯机以及利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等。其中蛙式打夯机轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。

夯实法的优点是可以夯实较厚的土层。采用重型夯土机（如1 t以上的重锤）时，其夯实厚度可达1～1.5 m。但木夯、石夯或蛙式打夯机等夯土工具，夯实厚度较小，一般均在200 mm以内。

人力打夯前应将填土初步整平，打夯要按一定方向进行，一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，两遍纵横交叉，分层夯打。夯实基槽及地坪时，行夯路线应由四边开始，然后再夯向中间。

用蛙式打夯机等小型机具夯实时，一般填土厚度不宜大于25 cm，打夯之前应将填土初步整平，打夯机应依次夯打，均匀分布，不留间隙。

基槽（坑）应在两侧或四周同时回填与夯实。

3.振动法

振动法是将重锤放在土层表面或内部，借助振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移从而达到紧密状态。此法用于振实非黏性土效果较好。(www.xing528.com)

近年来，又将碾压和振动结合而设计和制造出振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械，振动平碾适用于填料为爆破碎石渣、碎石类土、杂填土或粉土的大型填方，振动凸块碾则适用于粉质黏土或黏土的大型填方。当压实爆破石渣或碎石类土时，可选用8～15 t重的振动平碾，铺土厚度为0.6～1.5 m，宜先静压、后振压，碾压遍数应由现场试验确定，一般为6～8遍。

填土压实的质量检查：填土压实后要达到一定的密实度要求。填土的密实度要求和质量指标通常以压实系数λc表示。压实系数λc是土的施工控制干密度ρd和土的最大干密度ρdmax的比值。压实系数一般根据工程结构性质、使用要求以及土的性质确定。如未作规定，可采用表1-3中的数值。

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或规定压实系数λc作为检查标准。利用填土作为地基时，设计规范规定了各种结构类型、填土部位的压实系数值（见表1-3）。各种填土的最大干密度乘以设计的压实系数即得到施工控制干密度，即ρd=λcρdmax。

表1-3　填土压实系数

填土压实后的实际干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值的差不得大于0.08 g/cm3，且差值应较为分散。

（三）影响填土压实质量的因素

1.压实功

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。土的密度与所消耗的功的关系见图1-9。当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度急剧增加，待接近土的最大密度时，压实功虽然增加许多，但土的密度变化甚小。在实际施工中，砂土只需碾压2～3遍，亚砂土只需3～4遍，亚黏土或黏土只需5～6遍。

图1-9　土的密度与压实功的关系

2.土的含水量

当土具有适当含水量时，水起润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减少，易压实。

压实过程中土应处于最佳含水量状态，当土过湿时，应预先翻松晾干，也可掺入同类干土或吸水性材料；当土过干时，则应预先洒水润湿。各种土的最佳含水量和最大干密度可参考表1-4。

表1-4　土的最佳含水量和最大干密度参考表

注：表中土的最大干密度应以现场实际达到的数字为准，一般性的回填可不作此项测定。

3.铺土厚度

土在压实功的作用下，其应力随深度增加而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量等有关。

填方每层铺土厚度和压实遍数见表1-5。

表1-5　填方每层铺土厚度和压实遍数

注：人工打夯时，土块的粒径不应大于30 mm。