寧俊超
[摘要]土的壓實過程和壓實的效果受多種因素的影響,對于具有塑性的土,影響壓實效果的因素有含水量,土的類別,壓實功能等。
[關(guān)鍵詞]土方 壓實 效果 因素
中圖分類號:TU4文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0120096-01
一、前言
公路路基在施工過程中通過挖、裝,運、填等工序,土質(zhì)的原始結(jié)構(gòu)被破壞,呈松散狀態(tài),為使路基具有足夠的強度和穩(wěn)定性,保證公路行車安全,必須進行壓實作業(yè),而使土的空隙減小,單位體積的重量提高,形成密實整體,內(nèi)摩擦力和粘聚力大大增加,使土基強度增加,穩(wěn)定性提高。它是路基施工過程中的一個重要工序,是保證路基強度和穩(wěn)定性的根本措施之一。
二、影響壓實效果的主要因素
(一)含水量
土中含水量對壓實效果的影響比較顯著。當含水量較小時,由于顆粒間的引力(包括毛細管壓力)使土保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu),土中孔隙大多互相連通,水少而氣多,在一定的外部壓實功能作用下,雖然土孔隙中氣體易被排出,密度可以增大,由于水膜潤滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力,土粒相對移動不容易,因此壓實效果比較差。當含水量逐漸增大時,水膜變厚,引力縮小,水膜就起到潤滑作用,外部壓實功能比較容易使土粒移動,壓實效果逐漸增強;但是當土中的含水量過大時,孔隙中將出現(xiàn)自由水,土中空隙被過多的水所占據(jù),含水量愈大占據(jù)的體積愈多,壓實時不能壓縮,更不易被擠出,而水的密度較土顆粒低,壓實功能的一部分被自由水所抵消,減小了有效壓力,壓實效果反而降低,通過擊實試驗,可以看出,曲線有一峰值,此處的干容重最大,也叫最大干容重γ0。與之對應(yīng)的含水量則稱為最佳含水量w0。這就得出一個結(jié)論,見下圖:
試驗結(jié)果說明,當含水量較小時,土粒間引力較大,雖然干容重較小,但其強度可能比最佳含水量時還要高,可是此時因密度低而空隙較多,一經(jīng)遇水,其強度急劇下降;只有在最佳含水量時,壓實到最大干密度的土體,在遇水飽和后其密度和強度下降的幅度最小,因此其水穩(wěn)定性最好。這是由于在最佳含水量時壓實到最大干密度的土體其剩余空隙最小,當受水浸時其吸水量最小,密實度下降也最小?,F(xiàn)行路面設(shè)計方法中是以彈性模量(回彈模量)作為土基的強度指標,但在土基壓實時不用強度指標來控制壓實,而采用干密度來控制土基的壓實工作,主要是因為低于最佳含水量時土的強度指標可能達到較高值,但一旦浸水強度就隨之有所降低。因此,含水量是影響壓實效果的決定性因素,在最佳含水量時,最容易獲得最佳的壓實效果。
(二)土質(zhì)類別的影響
在同一壓實功能作用下,土質(zhì)不同對壓實效果影響也大,一般說來,不同的土類有不同的最佳含水量及最大干密度,含粗粒越多的土,其最大干容重越大,最佳含水量越小,而最佳含水量越小是因為土顆粒愈細,比表面積愈大,顆粒表面的水膜愈多,另外還由于粘土中含有水性較高的膠體物質(zhì)所致。下圖顯示不同的土中的峰值,隨著粗粒的增多,其擊實曲線的峰越向左上方移動。對于砂土,因其顆粒粗呈松散狀態(tài),水分易散失,所以最佳含水量的概念對他沒有多大的實際意義。
(三)壓實功能的影響
由試驗可得,同一類土,壓實功能愈大,土的最大干密度也愈大,而對應(yīng)的土的最佳含水量愈小。在相同含水量條件下,壓實功能愈高,土的密實度愈大。其最佳含水量隨壓實功能的加大而減小,最大干容重隨壓實功能的加大而增大。壓實功能指壓實作用的大小,如壓實機具的重量、碾壓次數(shù)、錘或夯板的重量和落差、錘擊次數(shù)等。壓實功能對壓實效果的影響是除含水量以外的另一重要因素。當土偏干時,施工中用增加壓實功能(增加碾壓遍數(shù))對提高干容重影響較大,可以提高土基的密實度,但作用有一定的限度,即當壓實功增加到一定程度后,土的密實度并不隨壓實功的增加而有顯著提高,且不經(jīng)濟。另外對偏濕的土用增加壓實功能的辦法是不能奏效的,若土的含水量超過一定的限度,增加壓實功能就會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。因此,在施工現(xiàn)場應(yīng)嚴格要求,使土的含水量盡可能接近最佳含水量,以便更經(jīng)濟地達到要求的壓實密度。壓實功能的影響還表現(xiàn)在壓實厚度和機具的選擇上,壓實工具不同,壓力傳布的作用深度也不同。隨壓實度工具的不同,分層壓實時的土層厚度也不同,一般松土厚度不宜超過0.2-0.3m。
三、小結(jié)
影響土方壓實效果的主要因素不僅僅是上述3項,它同路基土方施工的各個環(huán)節(jié)是息息相關(guān)連的,所以要在施工中嚴格按照規(guī)范程序施工,注重試驗檢測工作,使公路路基質(zhì)量達到設(shè)計要求。
參考文獻:
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