一、土的壓實機理

土一般由固體顆粒、水、空氣組成。土中固、液、氣三相組成的比例反映干濕、密實程度，對評價土的工程性質有重要意義，是墊層壓實參數(shù)選擇的依據(jù)。實踐證明，要使土的壓實效果最好，其含水量一定要適當。對過濕的土進行碾壓會出現(xiàn)“橡皮土”，不能增大土的密實度。對很干的土進行碾壓，也不能把土充分壓實。

1、最優(yōu)含水量

在干密度——含水量曲線上干密度的峰值即為最大干密度，與之對應的含水量即為最優(yōu)含水量。

2、干密度——含水量曲線的物理意義

（1）當粘性土的含水量較小時，水化膜很薄，以結合水為主，顆粒間引力大，在一定的外部壓實功作用下，還不能克服這種引力而使土粒相對移動，壓實效果差，土的干密度較小；

（2）當增加土的含水量時，結合水膜逐漸增厚，顆粒間引力減弱，土粒在相同的壓實功能下易于移動而擠密，壓實效果提高，土的干密度也隨之提高；

（3）當土中含水量增大到一定程度后，孔隙中開始出現(xiàn)自由水，結合水膜的擴大作用并不明顯，顆粒間引力很弱，但自由水充填在孔隙中，阻止了土粒間的移動，并隨著含水量的繼續(xù)增大，移動阻力逐漸增大，壓實效果反而下降，土的干密度隨之減少。

3、土的壓實系數(shù)λ

式中：ρd ——現(xiàn)場土的實際控制干密度；ρdmax——土的最大干密度。

二、墊層施工方法

機械碾壓法、重錘夯實法和振動壓實法三種。

（一）機械碾壓法

機械碾壓法是采用壓路機、推土機、羊足碾、振動碾或其它壓實機械來壓實軟弱地基土或分層填土墊層。常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的工程。

施工步驟：

1.將擬建范圍內(nèi)一定深度內(nèi)的軟弱土挖出至設計要求；

2.將底部土體碾壓加固；

3.分層填筑，逐層加密。

施工參數(shù)：如施工機械、鋪筑厚度、碾壓遍數(shù)與填筑含水量等由工地試驗確定。

為保證有效壓實質量，碾壓速度要有所控制，平碾控制在2.0km/h，羊足碾控制在3.0km/h，振動碾控制在2.0km/h。

碾壓法對表層地基加固深度一般可達2~3m。一般粘性土經(jīng)表層壓實處理，其地基承載力可達80~100kPa。

質量檢驗：施工中，隨層檢驗平均干密度、含水量。采用環(huán)刀法或貫入測定法。每個基坑或100~500m2設一個檢驗點。

（二）重錘夯實法

重錘夯實法是用起重機械將夯錘（15~30kN）提升到一定高度（2.5~4.5m），然后自由落錘，不斷重復夯擊以加固地基。

1. 施工順序

重錘夯實宜一夯挨一夯順序進行。在獨立柱基基坑內(nèi)，宜按先外后里的順序夯擊。同一基坑底面標高不同時，應按先深后淺的順序逐層夯實。

2.施工要點

（1）現(xiàn)場試夯；（2）夯擊前應檢查坑中土的含水量；（3）施工夯打工藝；（4）現(xiàn)場有邊坡或鄰近建筑物時，應當采用必要的防護措施。

3.質量檢驗

不僅要檢查施工記錄及試夯最后下沉量，而且要檢查加固質量�；�槽每30m一點，整片地基每100m2兩點以上。經(jīng)過重錘夯實的地基承載力可達100~150kPa。

(三)平板振動法

振動壓實法是利用各種振動壓實機，將松散土振壓密實。

適用于處理無粘性土或粘粒含量少，透水性較好的松散雜填土地基。

振動壓實機的工作原理是由電動機帶動兩個偏心塊以相同速度反向轉動而產(chǎn)生很大的垂直振動力。

壓實效果：一般雜填土經(jīng)振實后，地基承載力特征值可達100~120kPa。

振動壓實的效果與填土成分、振動時間等因素有關，一般振動時間越長，效果越好，但振動時間超過某一值后，振動引起的下沉基本穩(wěn)定，再繼續(xù)振動就不能起到進一步的壓實作用。因此，施工前需進行試振，得出穩(wěn)定下沉量和時間的關系。

參考：對主要由礦渣、碎磚、瓦塊組成的建筑垃圾，振動時間約在1min以上；對含爐灰等細粒填土，振動時間約為3~5min，有效振實深度為1.2~1.5m。

振實范圍應從基礎邊緣放出0.6m左右，先振基槽兩邊，后振中間，其振實的標準是以振動機原地振實不再繼續(xù)下沉為合格，并輔以輕便觸探試驗檢驗其均勻性及影響深度。

三、砂（砂礫、碎石）墊層施工

1.墊層材料

砂石：顆粒級配良好、質地堅硬的砂石（砂料的不均勻系數(shù)不能小于5，以中粗砂為好，可在砂中摻入一定數(shù)量的碎石，但要分布均勻），不得含有草根、垃圾，含泥量應小于5％，對具有排水要求的砂墊層宜控制在含泥量不大于3%。

灰土：土料宜用粉質粘土，不宜使用塊狀粘土和砂質粉土，石灰宜用新鮮的消石灰。

2.施工要點

（1）施工機械應根據(jù)不同墊層材料進行選擇，壓實參數(shù)由現(xiàn)場試驗確定。

（2）不同施工機具應采用不同的最優(yōu)含水量，尤其對素土和灰土墊層應嚴格控制。

粉質粘土和灰土的施工含水量宜控制在最優(yōu)含水量wop±2%的范圍內(nèi);粉煤灰宜控制在最優(yōu)含水量wop±4%范圍內(nèi);砂石料，當用平板式振動器時可取15%~20%，采用平碾或蛙式夯時可取8%~12%，用插入式振動器時宜為飽和；對于碎石及卵石應充分澆水濕透后夯實。

（3）不良地質現(xiàn)象（如墊層下存在古井、古墓、洞穴、舊基礎、暗塘等），應先進行清理，然后再施工墊層。

（4）施工過程中嚴禁擾動墊層下臥的淤泥和淤泥質土等軟弱土層。為避免坑底土層受到擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪筑墊層前再挖至設計標高。對碎石或卵石墊層，其底部宜設置150~300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞。

（5）墊層的底面宜鋪設在同一標高上，若深度不同，基坑底土面應挖成階梯狀或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進行墊層施工，搭接處應夯壓密實。

（6）當?shù)叵滤�位高于基坑底面時，應采取排降水措施。

（7）墊層每層虛鋪200~300mm，分層鋪填，分層壓實，每層經(jīng)檢驗符合設計要求后方能進行下一層施工。

3.質量檢驗

施工質量檢驗——環(huán)刀法或貫入測定法。

（1）環(huán)刀法：用容積不小于200cm3的環(huán)刀壓入每層2/3的深度處取樣，測定其干密度，干密度應不小于該砂石料在中密狀態(tài)的干密度值。

（2）貫入測定法：先將砂墊層表面3cm左右厚的砂刮去，然后用貫入儀、鋼叉或鋼筋以貫入度的大小來定性地檢查砂墊層質量。

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