浅谈路基土石方填筑压实及压实质量检测

曾德华

湖北省清江路桥建筑有限公司  湖北省宜昌市  443000

摘要：土石方工程做为土木工程建设的基本环节，其首要的控制节点就是土石方填筑压实的控制，因此采用何种施工工艺既更容易达到压实质量标准又省工省时成为土木工程人首先考虑的问题。而压实质量检测是衡定压实工作好坏的必要手段，因此试验检测方法的准确性、可靠性也相当重要。

关键词：土石方填筑；压实施工工艺；质量检测

引言

只有根据现场实际情况和试验检测数据综合选用合适的施工机具、确定科学的施工工艺才能提高土石方压实的工作效率，真正做到“多快好省”。

一、填筑材料的选择

从经济及环保的角度考虑，填筑材料尽可能利用项目本身的挖方。 填料不得使用淤泥、沼泽土、冻土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土。确需采用盐渍土、黄土、膨胀土、液限大于50、塑性指数大于26的土,以及含水量超过规定的土时,应经处理合格。处理合格的填料其强度和粒径应满足相关规范要求。

如无可利用足够填料，需借土时，应综合考虑土源储量、填料质量、运距、环保等诸多因数:可取料量应略有富余；填料应优选质地坚硬的粒料，如砂砾、石渣等，有条件的情况下钢渣、粉煤灰等工业废渣也可以使用（对于矿渣，在使用前应进行有害物质的含量试验,避免有害物质超标,污染环境），其次是粘土，再次是粉土；在有多个料源、填筑范围跨度很大时，应考虑综合运距，减少运输成本；当填料运输经过居民区、工业区、办公区时，应考虑环保的投入。

二、填筑压实工艺及机具的选择

1、填料含水量的问题

对于细粒土，填料含水量的控制对压实质量是至关重要的一环，如果含水量不合适，压实质量是无法达到要求的。因此在选定土场时，应对其天然含水量进行检测，最好其天然含水量接近最佳含水量，宜在最佳压实含水量±2%之内。如果填料天然含水量过大，应进行翻晒；含水量过小时，可以在取土场洒水焖料或在填方区洒水翻拌，以控制其含水量在规定范围内。

对于粗粒土、巨粒土，在碾压前可尽量多洒水，对于粒径小于2mm占比小于5%的砂类土可以选用水密法作为辅助压实方案。

2、分层厚度问题

土方路堤,必须根据设计断面,分层填筑、分层压实。采用机械压实时,分层的最大松销厚度,高速公路和一级公路不应超过30cm；其他公路,按土质类别、压实机具功能、碾压遍数等,经过试验确定。但最大松铺厚度,不宜超过50cm。填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度,不应小于8cm.

填石路堤，分层松铺厚度：高速公路及一级公路不宜大于0.5m；其他公路不宜大于1.0m。

土石混填路堤，每层铺填厚度应根据压实机械类型和规格确定,不宜超过40cm。

3、压实机具的选择

路基要达到压实质量要求，采用适合的压实机具同样重要。在实际施工中，路基填筑压实最常用的设备就是光轮振动压路机，其次羊足碾，还有加强用的三瓣式冲击碾，高填方减少沉降增加压实度的强夯设备，除此外现实际路基施工基本看不到其它压实设备。在只配备振动压路机的工地，如果填筑细粒土，压实是非常困难的，特别是粉质土，经过试验证实，在填料含水量接近最佳含水量的情况下，碾压8遍，压实度仍不及90%，增加压实遍数，非但不能增强压实效果，由于含水量的不断散失，会出现越压越松的现象。而改用羊足碾，碾压3遍后压实度就可达到90%以上，碾压5遍就能达到95%。因此在实际路基填筑施工中，在兼顾经济及适用面的情况下，可选购凸块式振动压路机，凸块可以自由装卸，凸块卸下即为光轮振动压路机。

压实机械的选择应根据工程规模、场地大小、填料种类、压实度要求、气候条件、压实机械效率等因素综合考虑确定。各种土质适宜碾压机械可参考《路基施工技术规范》相关章节配备。

4、压实遍数

各种压实机具碾压所需压实遍数与分层厚度、填土的实际含水量及所要求的压实度大小有关,应根据试验路段的试验结果确定，一般不超过8遍，当超过8遍仍达不到压实度要求时，应适当减小分层厚度、复核调控填料含水量、更换适宜的压实机具。

冲击压实常用在原地面、及高填方加强压实。设计文件一般要求冲压10-40遍，经过多个冲击碾压路基试验段证实：在冲击碾压15遍后，土基沉降速率明显变小，20遍后地基基本不再沉降，所以在其它条件不变的情况下，冲击碾压宜定在20遍左右。

强夯往往用在特殊地段原地面加强处理及超高填方加强夯实，设计中一般要求为3-7击，且要求最后两击沉降差小于5cm，通过多个工点现场实测，7击基本能满足要求。

三、压实度检测

常用的压实度检测方法有：环刀法、灌砂法、核子密度仪法，还有灌水法（水袋法）、沉降观测法。

1、环刀法，是一种破坏性的检测方法，适用于不含骨料的细粒土。检测时，环刀中部应处于压实厚度的1/2深度。受土质限制，当环刀打入土中时，产生的应力使土松动，壁厚时产生的应力较大，干密度有所降低；加之环刀体积小，代表性不足；且挖除压实层表面部分填土时对检测土体造成扰动，取样表面平整度不足，夯击环刀入土时，刀体顶面容易因受力不均而产生歪斜，对检测结果产生影响，故在现实检测中，往往会发现检测结果出入较大，此种方法会逐渐被淘汰。

    2、灌砂法，是一种破坏性检测方法，当压实土层空隙率较小时，适用于任何土质。此方法测定准确，是目前最常用的压实度检测方法。值得注意的是检测时试坑深度应贯穿整个压实层，为保证检测数据的准确性，标准砂须经常测定密度。
   3、核子密度仪法，是一种非破坏性测定方法。适用于细粒土的压实度检测，能快速测定湿密度和含水量，满足现场快速、无破损的要求，并具有操作方便，显示直观的优点，但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。
    4、灌水法，由于填石路基空隙率较大，在需要测定填方密度时，以上方法均不适用，而灌水法常用在此种情况，此种方法较为灵活，可以根据填料粒径和层厚合理确定试坑体积。

    5、沉降观测法是检测填石路基或土石混填路基的最常用方法，当用适当功能的压路机碾压至两遍碾压沉降差小于3mm时，即认定压实质量满足要求。

值得注意的是填料最大干密度的确定习惯采用击实仪法（重型击实或轻型击实）取得。在实际检测中发现，细粒土的压实度更难达到要求，而粗粒土在压实良好的情况下，以击实结果为准检测，压实度经常出现超百的情况。因此为更贴近现实，准确反映压实质量，对于无粘聚性自由排水填料最大干密度试验的测定推荐采用表面振动压实仪法，更接近现场振动碾压的状况。

结语

综上所述，路基土石方填筑压实要做到保质保量，就应该从选料、工艺、机具多方面下手，确保每个环节正常有序。而合理确定压实质量的检测方法，准确衡量压实质量也很重要，可以避免一些不必要的或重复性的工作，提高工作效率。

参考文献

公路路基施工技术规范JTG∕T 3610-2019