小市政路基与基层压实施工的体会

2022-11-17周旭彤

工程质量 2022年10期

周旭彤

（中国海外发展有限公司，北京 101199）

0 引言

笔者长期从事小市政施工工作，如何提高工程质量也一直是笔者努力的方向。小区、酒店道路是居民游客出行的必要基础设施，小区及酒店道路的质量决定了居民的出行质量。小市政道路工程中路基、基层施工质量好坏直接影响着道路的使用品质和使用寿命，而在路基、基层施工中压实是不容忽视的重要环节。同时压实也是提高路基路面工程质量的经济而有效的重要环节之一。下面通过近几年积累的施工经验分析小市政道路特点并结合回填土影响因素，并简要论述小市政道路基层及底基层压实的体会。

1 小市政工程特点分析

1.1 小市政特点

1）小市政为方便居民出行一般都紧挨建筑结构，若建筑物间距紧凑留给小市政施工的空间就会相对狭小。

2）小区道路路幅相对较窄，一般在 4.5～6 m，且经常弯道较多。对比大市政或公路工程，一些大型机械无法正常使用。

3）一般小区道路下方各类专业管线分布较多，相较公路工程回填土质量需要格外注意。

4）小区市政施工一般在土建结构封顶后进场。很多工序受土建装修影响，并不能紧凑安排施工。有时会为了楼内装修施工调整施工进度计划，如何合理安排工序也是施工质量控制的重要环节。

1.2 基层压实的影响因素

影响压实的因素包括内、外两个方面。内在因素主要是含水量和材料本身的性质，外在因素则有压实功能、压实工具、压实方法、压实厚度等。下面根据城市道路工程中常用的素土、石灰土、石灰粉煤灰砂砾混合料的压实谈几点意见。

2 影响小市政压实因素的具体分析

2.1 影响压实的内因

2.1.1 含水量对压实的影响

从保证路基、基层强度与稳定性这个基本要求出发，材料的含水量是影响压实效果的主要因素。

同一种材料，在相同压实条件下，由于压实时材料的含水量不同，压实后的密度和强度也不一样，而且压实后浸水的强度降低值也显著不同。同一种材料干密度越大，其孔隙比就愈小。在某一含水率下，将材料压至最密，理论上就是将材料中的所有气体都从材料中排出，使材料达到饱和，得到理论上的最大压实曲线。材料中含水率太大或太小都不能达到最大干密度。含水率太小时，材料中基本上只有强结合水，强结合膜太薄，因为颗粒间有摩阻力，颗粒间不易移动不易密实。含水率太大时，材料中的自由水要占据一定的空间，材料也不易密实。当材料中的含水率为最优含水率时，材料中具有一定的弱结合水膜，颗粒间的弱结合水膜起到一定的润滑作用，使颗粒易移动，并填充孔隙或挤密，从而能够达到最大密实度（材料的几种物理状态如图 1 所示）。

图1 材料的几种物理状态

材料的最优含水率和最大干密度可用室内击实试验来测得，测定材料在一定压实功能作用下达到最大密度时的含水率（最优含水率）和此时的干密度（最大干密度），借以了解材料的压实特性，作为选择压实工具、压实方法、压实厚度和碾压夯实次数等的主要依据。试验时将符合有关标准规范要求的同一种材料，配制成若干份不同含水率的试样，用同样的压实能量分别对每一份试样进行击实后，测定各试样击实后的含水率w和干密度ρd，从而绘制含水率与干密度关系曲线，此关系曲线称为压实曲线，如图 2 所示［1］。在压实曲线上的干密度的峰值，称为最大干密度ρdmax，与之相对应的含水率，称为最优含水率w0，它表示在击实功能一定的情况下，达到最大干密度时的含水率。

图2 压实曲线

在最佳含水量下，即处于硬塑状态时，可获得最佳压实效果。压实到最大干密度时水稳定性最好。

施工时应掌握材料的含水量，材料过湿时翻松晾晒，过干时均匀加水，使其碾压时处于最加含水量的±2 % 范围内。

2.1.2 材料性质对压实的影响

在一定的击实功作用下，材料的最优含水率和最大密实度与材料的性质有关。在材料的性质中，材料的粒径不同对其压实性会有不同的影响。材料都是由大小不同的颗粒组成的，即不同的材料有着不同的粒径级配，随着颗粒大小及粒径级配的不同，材料的性质相应地发生变化。例如粗颗粒的砾石，具有很大的透水性，完全没有黏性和可塑性；而细颗粒的黏土则透水性很小。黏性和可塑性较大等对于颗粒级配良好的材料而言，较粗颗粒间被较细颗粒所填充，因而有较好的压实性能，而颗粒级配不好的材料在同样的压实条件下，压实性能往往较差。

含细粒愈多的材料，其最大干密度值愈小，而最优含水率愈大。最大密实度与最优含水量之间存在显著的线性负相关关系，最优含水率大的最大密实度小；反之，最优含水率小的最大密实度却大。

对不同材料的击实试验结果表明，不同的材料，有不同的最佳含水量和最大干密度。施工时应根据不同材料分别确定其最大干密度与最佳含水量。施工中砂土，其颗粒大，呈松散状，水分易于散失，亚砂土和亚黏土压实性能较好，而一般的黏性土压实性能较差。

2.2 影响压实的外因

2.2.1 压实功能对压实的影响

压实就是指材料在压实能量作用下，颗粒克服粒间阻力，产生位移，颗粒重新排列，使颗粒间孔隙减小，密实度増大。压实功能是指每单位体积所消耗的能量，同一种材料的最佳含水量随压实功能的增加而减少，而最大干密度则随压实功能的增大而增大。当含水量一定时，压实功能越大则密度越高（见图 3）。可见压实功能是影响压实效果的一个重要因素。由此特性可知：施工中如果材料的含水量稍低于最佳含水量而加水有困难时，可以采用适当增加压实功能的办法来提高其密度。例如采用重型压路机或增加碾压遍数等。但是，当压实功能增加到一定程度后，材料的密实增加则不显著了。因此，采用增加压实功能的办法（当含水量一定时）来提高密度是有一定限度的，压实功能过大，还可能破坏材料结构，效果适得其反。

图3 击实功对土击实性的影响

2.2.2 压实工具、压实厚度、压实方法对压实的影响

1）压实工具。根据道路不同等级、工程量大小、施工条件和工期要求等合理选择压实工具。压实工具不同，压力传布的有效深度也不同，夯击机具压力传布最深，振动式次之，碾压式最浅。路基土碾后机械选择图如图 4 所示。

图4 路基土碾压机械选择图［2］

2）压实厚度。材料在外力作用下，应力随深度加大而逐渐减小。在碾压过程中密度随深度增加而减小，在施工中要正确控制碾压层厚度，压实厚度应视压实机具类型、碾压（夯击）遍数而定，以达到规定的压实度为准。

对于灰土每层摊铺虚厚不宜超过 25 cm，对于石灰粉煤灰砂砾混合料的压实厚度最大为 20 cm，最小为 10 cm（压实系数人工摊铺为 41.45，机槭摊铺为1.15～1.4）［3］。

3）压实方法。压实方法的选择应根据材料的类型、湿度、设备及场地条件而定。

①压实的原则。“先轻后重、先稳压后振压、先低后高、先慢后快轮迹重叠。”压路机碾压不到的部位采用小型夯压机具夯实，防止漏夯。

②压实方式。重力压实和振动压实。

有条件的应做试验段，以便取得路基或基层施工相关的技术参数。

③稳压。稳压时应先用压路机由两侧向路中心稳压1～2 遍。稳压是进行压实前的试压阶段，材料内部和外部的某些缺陷，可通过稳压予以扑救。稳压必须重轮在前，自路边向路中央大摆轴匀速碾压；发现有横向均匀裂缝，可能是含水量不够所致，须补洒水花，拌均整平，局部有软弹现象是含水量过大，须翻开处理然后整平。

④碾压。找平后用压路机压实直至无明显轮迹（轮迹深度不得＞5 m）。密实度应达到规范及设计要求，自路边开始向路中碾压，轮迹重叠逐渐压至路中心，再从另一侧边缘同样压至路中心为一遍。

2.2.3 压实过程中人员管理对压实的影响

在压实过程中最重要的外因还有施工人员的主观因素对压实的影响。

主要原因：施工技术人员和操作工人对上述危害不了解或认识不足；技术交底不清或质量控制措施不利；施工者有意偷工不顾后果。

治理方法：加强技术培训，使施工技术人员和操作人员了解分层压实的意义；要向操作者做好技术交底，使路基填方虚铺厚度不超过有关规定；严格操作要求，严格质量管理，惩戒有意偷工者；实行全时旁站，层层测压实度。

2.3 压实的控制与检查

在压实的过程中，必须随时控制与检查材料的含水量与干密度，以保证能达到规程所要求的压实度标准。含水量过大时，若工期允许应风干至最佳含水量时再碾压。若含水量过小时，需均匀加水后再碾压。

检查材料的压实度要分桩号分层位进行，压实度的检查方法有环刀法、灌砂法或核子密度湿度仪法等。环刀法适用于细粒土，灌砂法适用于各类土，核子密度湿度仪应与环刀法、灌砂法等进行对比标定后方可应用。

要严格控制分层压实，每一层都要检验压实度，合格后才可填筑其上一层。检验取样频率按规范规定执行。沟槽还土由于胸腔、管顶等不同部位有不同要求，当地下管道埋深较浅时，更会使土基强度不均匀。这些部位的压实都非常困难，要引起重视。

沟槽回填不实，检査井周围下沉开裂直接影响到道路的施工质量，路基范围内存在地下管线是城市道路施工的特点和难点之一，必须特别重视，并采取必要的技术措施。规范对沟槽的填料和压实度要求做了具体规定。

3 小市政道路施工要点

3.1 施工机械的选用

受小区道路场地狭小，且地下管线情况复杂影响，一般在管线沟槽回填土阶段采用电动蛙式打夯机或柴油冲击式打夯机。在分层回填至管顶以上 500 mm 后采用振动压路机压实。

压路机在现场场地允许的情况下可采用 12 t 级以上振动压路机，在场地条件不允许的条件下（例：道路较窄且路中检查井较多）可选用小型振动压路机。同时降低回填土每层虚铺厚度以保证压实度。

在施工时可采用多种压实机具组合的形式，针对不同位置采用不同压实机具，例如当沟槽宽度达到 1 m 以上时，可以采用 1 t 或 2 t 小压路机进行碾压，已达到提高功效的作用。

3.2 土料选择

首先对回填土土料进行选择，路基土方填土不得使用腐殖土、渣土、生活垃圾土、冻土块、盐浸土、淤泥质土等不良土源，填土中不得含有草、树根等杂物，粒径超过 100 mm 的土块。碾压前将土中夹带的石块、淤泥、植物根茎等有机物质彻底清除，现场如需要储存部分土方，现场堆土采用密目网苫盖，临时道路进行硬化。

3.3 试验段

在正式进行道路底基层压实前，应在监理批准的地点铺设一段试验段。如经检验合格，可作为工程实体的一部分。实验目的如下。

1）检验施工方案施工方法的适用性。

2）检验压实机械所具有的实际效果。

3）确定路基的预沉降值。

4）按设计压实度的要求，确定分层压实顺序、速度和遍数。

5）确定路基材料或回填土的每层虚铺厚度。

3.4 过程控制

1）每层填料铺设的宽度每侧超出路床设计宽度30 cm 以保证路床边缘有足够的压实度。

2）根据试验段得出的数据，控制压实厚度，回填至路床顶面最后一层的压实层厚度≥10 cm。

3）回填过程中注意道路下方检查井，井室井筒附近回填土质量必要时填充级配，以防道路施工进入使用阶段后井圈周围出现下沉现象。

4）注意对施工人员的交底及过程管控。

3.5 常用压实方法

根据路宽制定碾压方案，以求各部分碾压的次数尽量相同（通常路面的两侧多碾压 2 遍）。关于黏性土的最佳含水量的外观鉴定有两句话：“手握成团，落地开花”。素土和灰土的虚铺厚度控制在 20～30 cm，石灰粉煤灰砂砾混合料的压实厚度控制在 18 cm 左右。

待整形施工后，首先用 8 t 光轮压路机静压一遍。通过初压以暴露潜在的不平整。对局部低洼处，应将其表面 10 cm 以上抛松，并重新进行找补整平，找平之后用 8 t 光轮压路机再次静压一遍。如果没有发现新的问题立即用 12 t 三轮压路机在路基全宽范围内进行碾压。直线段，由两侧路肩向路中心碾压：平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时，应重叠 1/2 轮宽；后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完路面全宽时，即为一遍。应在规定的时间内碾压到要求的密实同时没有明显的轮痕。一般需碾压 6～8 遍，压路机的碾压速度，前两遍的碾压速度控制在每 10 s 4～5 m 内；之后碾压速度控制在每 10s 5～6 m。碾压过程中，如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌合重新压实。外观达到压路机碾压无明显轮迹为止。