小市政路基與基層壓實(shí)施工的體會(huì)

周旭彤

（中國(guó)海外發(fā)展有限公司，北京 101199）

0 引言

筆者長(zhǎng)期從事小市政施工工作，如何提高工程質(zhì)量也一直是筆者努力的方向。小區(qū)、酒店道路是居民游客出行的必要基礎(chǔ)設(shè)施，小區(qū)及酒店道路的質(zhì)量決定了居民的出行質(zhì)量。小市政道路工程中路基、基層施工質(zhì)量好壞直接影響著道路的使用品質(zhì)和使用壽命，而在路基、基層施工中壓實(shí)是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)壓實(shí)也是提高路基路面工程質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)而有效的重要環(huán)節(jié)之一。下面通過近幾年積累的施工經(jīng)驗(yàn)分析小市政道路特點(diǎn)并結(jié)合回填土影響因素，并簡(jiǎn)要論述小市政道路基層及底基層壓實(shí)的體會(huì)。

1 小市政工程特點(diǎn)分析

1.1 小市政特點(diǎn)

1）小市政為方便居民出行一般都緊挨建筑結(jié)構(gòu)，若建筑物間距緊湊留給小市政施工的空間就會(huì)相對(duì)狹小。

2）小區(qū)道路路幅相對(duì)較窄，一般在 4.5～6 m，且經(jīng)常彎道較多。對(duì)比大市政或公路工程，一些大型機(jī)械無法正常使用。

3）一般小區(qū)道路下方各類專業(yè)管線分布較多，相較公路工程回填土質(zhì)量需要格外注意。

4）小區(qū)市政施工一般在土建結(jié)構(gòu)封頂后進(jìn)場(chǎng)。很多工序受土建裝修影響，并不能緊湊安排施工。有時(shí)會(huì)為了樓內(nèi)裝修施工調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃，如何合理安排工序也是施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。

1.2 基層壓實(shí)的影響因素

影響壓實(shí)的因素包括內(nèi)、外兩個(gè)方面。內(nèi)在因素主要是含水量和材料本身的性質(zhì)，外在因素則有壓實(shí)功能、壓實(shí)工具、壓實(shí)方法、壓實(shí)厚度等。下面根據(jù)城市道路工程中常用的素土、石灰土、石灰粉煤灰砂礫混合料的壓實(shí)談幾點(diǎn)意見。

2 影響小市政壓實(shí)因素的具體分析

2.1 影響壓實(shí)的內(nèi)因

2.1.1 含水量對(duì)壓實(shí)的影響

從保證路基、基層強(qiáng)度與穩(wěn)定性這個(gè)基本要求出發(fā)，材料的含水量是影響壓實(shí)效果的主要因素。

同一種材料，在相同壓實(shí)條件下，由于壓實(shí)時(shí)材料的含水量不同，壓實(shí)后的密度和強(qiáng)度也不一樣，而且壓實(shí)后浸水的強(qiáng)度降低值也顯著不同。同一種材料干密度越大，其孔隙比就愈小。在某一含水率下，將材料壓至最密，理論上就是將材料中的所有氣體都從材料中排出，使材料達(dá)到飽和，得到理論上的最大壓實(shí)曲線。材料中含水率太大或太小都不能達(dá)到最大干密度。含水率太小時(shí)，材料中基本上只有強(qiáng)結(jié)合水，強(qiáng)結(jié)合膜太薄，因?yàn)轭w粒間有摩阻力，顆粒間不易移動(dòng)不易密實(shí)。含水率太大時(shí)，材料中的自由水要占據(jù)一定的空間，材料也不易密實(shí)。當(dāng)材料中的含水率為最優(yōu)含水率時(shí)，材料中具有一定的弱結(jié)合水膜，顆粒間的弱結(jié)合水膜起到一定的潤(rùn)滑作用，使顆粒易移動(dòng)，并填充孔隙或擠密，從而能夠達(dá)到最大密實(shí)度（材料的幾種物理狀態(tài)如圖 1 所示）。

圖1 材料的幾種物理狀態(tài)

材料的最優(yōu)含水率和最大干密度可用室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)來測(cè)得，測(cè)定材料在一定壓實(shí)功能作用下達(dá)到最大密度時(shí)的含水率（最優(yōu)含水率）和此時(shí)的干密度（最大干密度），借以了解材料的壓實(shí)特性，作為選擇壓實(shí)工具、壓實(shí)方法、壓實(shí)厚度和碾壓夯實(shí)次數(shù)等的主要依據(jù)。試驗(yàn)時(shí)將符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的同一種材料，配制成若干份不同含水率的試樣，用同樣的壓實(shí)能量分別對(duì)每一份試樣進(jìn)行擊實(shí)后，測(cè)定各試樣擊實(shí)后的含水率w和干密度ρd，從而繪制含水率與干密度關(guān)系曲線，此關(guān)系曲線稱為壓實(shí)曲線，如圖 2 所示［1］。在壓實(shí)曲線上的干密度的峰值，稱為最大干密度ρdmax，與之相對(duì)應(yīng)的含水率，稱為最優(yōu)含水率w0，它表示在擊實(shí)功能一定的情況下，達(dá)到最大干密度時(shí)的含水率。

圖2 壓實(shí)曲線

在最佳含水量下，即處于硬塑狀態(tài)時(shí)，可獲得最佳壓實(shí)效果。壓實(shí)到最大干密度時(shí)水穩(wěn)定性最好。

施工時(shí)應(yīng)掌握材料的含水量，材料過濕時(shí)翻松晾曬，過干時(shí)均勻加水，使其碾壓時(shí)處于最加含水量的±2 % 范圍內(nèi)。

2.1.2 材料性質(zhì)對(duì)壓實(shí)的影響

在一定的擊實(shí)功作用下，材料的最優(yōu)含水率和最大密實(shí)度與材料的性質(zhì)有關(guān)。在材料的性質(zhì)中，材料的粒徑不同對(duì)其壓實(shí)性會(huì)有不同的影響。材料都是由大小不同的顆粒組成的，即不同的材料有著不同的粒徑級(jí)配，隨著顆粒大小及粒徑級(jí)配的不同，材料的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。例如粗顆粒的礫石，具有很大的透水性，完全沒有黏性和可塑性；而細(xì)顆粒的黏土則透水性很小。黏性和可塑性較大等對(duì)于顆粒級(jí)配良好的材料而言，較粗顆粒間被較細(xì)顆粒所填充，因而有較好的壓實(shí)性能，而顆粒級(jí)配不好的材料在同樣的壓實(shí)條件下，壓實(shí)性能往往較差。

含細(xì)粒愈多的材料，其最大干密度值愈小，而最優(yōu)含水率愈大。最大密實(shí)度與最優(yōu)含水量之間存在顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，最優(yōu)含水率大的最大密實(shí)度小；反之，最優(yōu)含水率小的最大密實(shí)度卻大。

對(duì)不同材料的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明，不同的材料，有不同的最佳含水量和最大干密度。施工時(shí)應(yīng)根據(jù)不同材料分別確定其最大干密度與最佳含水量。施工中砂土，其顆粒大，呈松散狀，水分易于散失，亞砂土和亞黏土壓實(shí)性能較好，而一般的黏性土壓實(shí)性能較差。

2.2 影響壓實(shí)的外因

2.2.1 壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)的影響

壓實(shí)就是指材料在壓實(shí)能量作用下，顆?？朔ｉg阻力，產(chǎn)生位移，顆粒重新排列，使顆粒間孔隙減小，密實(shí)度増大。壓實(shí)功能是指每單位體積所消耗的能量，同一種材料的最佳含水量隨壓實(shí)功能的增加而減少，而最大干密度則隨壓實(shí)功能的增大而增大。當(dāng)含水量一定時(shí)，壓實(shí)功能越大則密度越高（見圖 3）。可見壓實(shí)功能是影響壓實(shí)效果的一個(gè)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難時(shí)，可以采用適當(dāng)增加壓實(shí)功能的辦法來提高其密度。例如采用重型壓路機(jī)或增加碾壓遍數(shù)等。但是，當(dāng)壓實(shí)功能增加到一定程度后，材料的密實(shí)增加則不顯著了。因此，采用增加壓實(shí)功能的辦法（當(dāng)含水量一定時(shí)）來提高密度是有一定限度的，壓實(shí)功能過大，還可能破壞材料結(jié)構(gòu)，效果適得其反。

圖3 擊實(shí)功對(duì)土擊實(shí)性的影響

2.2.2 壓實(shí)工具、壓實(shí)厚度、壓實(shí)方法對(duì)壓實(shí)的影響

1） 壓實(shí)工具。根據(jù)道路不同等級(jí)、工程量大小、施工條件和工期要求等合理選擇壓實(shí)工具。壓實(shí)工具不同，壓力傳布的有效深度也不同，夯擊機(jī)具壓力傳布最深，振動(dòng)式次之，碾壓式最淺。路基土碾后機(jī)械選擇圖如圖 4 所示。

圖4 路基土碾壓機(jī)械選擇圖［2］

2）壓實(shí)厚度。材料在外力作用下，應(yīng)力隨深度加大而逐漸減小。在碾壓過程中密度隨深度增加而減小，在施工中要正確控制碾壓層厚度，壓實(shí)厚度應(yīng)視壓實(shí)機(jī)具類型、碾壓（夯擊）遍數(shù)而定，以達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度為準(zhǔn)。

對(duì)于灰土每層攤鋪虛厚不宜超過 25 cm，對(duì)于石灰粉煤灰砂礫混合料的壓實(shí)厚度最大為 20 cm，最小為 10 cm（壓實(shí)系數(shù)人工攤鋪為 41.45，機(jī)槭攤鋪為1.15～1.4）［3］。

3）壓實(shí)方法。壓實(shí)方法的選擇應(yīng)根據(jù)材料的類型、濕度、設(shè)備及場(chǎng)地條件而定。

①壓實(shí)的原則?！跋容p后重、先穩(wěn)壓后振壓、先低后高、先慢后快輪跡重疊?！眽郝窓C(jī)碾壓不到的部位采用小型夯壓機(jī)具夯實(shí)，防止漏夯。

②壓實(shí)方式。重力壓實(shí)和振動(dòng)壓實(shí)。

有條件的應(yīng)做試驗(yàn)段，以便取得路基或基層施工相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。

③穩(wěn)壓。穩(wěn)壓時(shí)應(yīng)先用壓路機(jī)由兩側(cè)向路中心穩(wěn)壓1～2 遍。穩(wěn)壓是進(jìn)行壓實(shí)前的試壓階段，材料內(nèi)部和外部的某些缺陷，可通過穩(wěn)壓予以撲救。穩(wěn)壓必須重輪在前，自路邊向路中央大擺軸勻速碾壓；發(fā)現(xiàn)有橫向均勻裂縫，可能是含水量不夠所致，須補(bǔ)灑水花，拌均整平，局部有軟彈現(xiàn)象是含水量過大，須翻開處理然后整平。

④碾壓。找平后用壓路機(jī)壓實(shí)直至無明顯輪跡（輪跡深度不得＞5 m）。密實(shí)度應(yīng)達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，自路邊開始向路中碾壓，輪跡重疊逐漸壓至路中心，再?gòu)牧硪粋?cè)邊緣同樣壓至路中心為一遍。

2.2.3 壓實(shí)過程中人員管理對(duì)壓實(shí)的影響

在壓實(shí)過程中最重要的外因還有施工人員的主觀因素對(duì)壓實(shí)的影響。

主要原因：施工技術(shù)人員和操作工人對(duì)上述危害不了解或認(rèn)識(shí)不足；技術(shù)交底不清或質(zhì)量控制措施不利；施工者有意偷工不顧后果。

治理方法：加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，使施工技術(shù)人員和操作人員了解分層壓實(shí)的意義；要向操作者做好技術(shù)交底，使路基填方虛鋪厚度不超過有關(guān)規(guī)定；嚴(yán)格操作要求，嚴(yán)格質(zhì)量管理，懲戒有意偷工者；實(shí)行全時(shí)旁站，層層測(cè)壓實(shí)度。

2.3 壓實(shí)的控制與檢查

在壓實(shí)的過程中，必須隨時(shí)控制與檢查材料的含水量與干密度，以保證能達(dá)到規(guī)程所要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。含水量過大時(shí)，若工期允許應(yīng)風(fēng)干至最佳含水量時(shí)再碾壓。若含水量過小時(shí)，需均勻加水后再碾壓。

檢查材料的壓實(shí)度要分樁號(hào)分層位進(jìn)行，壓實(shí)度的檢查方法有環(huán)刀法、灌砂法或核子密度濕度儀法等。環(huán)刀法適用于細(xì)粒土，灌砂法適用于各類土，核子密度濕度儀應(yīng)與環(huán)刀法、灌砂法等進(jìn)行對(duì)比標(biāo)定后方可應(yīng)用。

要嚴(yán)格控制分層壓實(shí)，每一層都要檢驗(yàn)壓實(shí)度，合格后才可填筑其上一層。檢驗(yàn)取樣頻率按規(guī)范規(guī)定執(zhí)行。溝槽還土由于胸腔、管頂?shù)炔煌课挥胁煌?，?dāng)?shù)叵鹿艿缆裆钶^淺時(shí)，更會(huì)使土基強(qiáng)度不均勻。這些部位的壓實(shí)都非常困難，要引起重視。

溝槽回填不實(shí)，檢査井周圍下沉開裂直接影響到道路的施工質(zhì)量，路基范圍內(nèi)存在地下管線是城市道路施工的特點(diǎn)和難點(diǎn)之一，必須特別重視，并采取必要的技術(shù)措施。規(guī)范對(duì)溝槽的填料和壓實(shí)度要求做了具體規(guī)定。

3 小市政道路施工要點(diǎn)

3.1 施工機(jī)械的選用

受小區(qū)道路場(chǎng)地狹小，且地下管線情況復(fù)雜影響，一般在管線溝槽回填土階段采用電動(dòng)蛙式打夯機(jī)或柴油沖擊式打夯機(jī)。在分層回填至管頂以上 500 mm 后采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。

壓路機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地允許的情況下可采用 12 t 級(jí)以上振動(dòng)壓路機(jī)，在場(chǎng)地條件不允許的條件下（例：道路較窄且路中檢查井較多）可選用小型振動(dòng)壓路機(jī)。同時(shí)降低回填土每層虛鋪厚度以保證壓實(shí)度。

在施工時(shí)可采用多種壓實(shí)機(jī)具組合的形式，針對(duì)不同位置采用不同壓實(shí)機(jī)具，例如當(dāng)溝槽寬度達(dá)到 1 m 以上時(shí)，可以采用 1 t 或 2 t 小壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，已達(dá)到提高功效的作用。

3.2 土料選擇

首先對(duì)回填土土料進(jìn)行選擇，路基土方填土不得使用腐殖土、渣土、生活垃圾土、凍土塊、鹽浸土、淤泥質(zhì)土等不良土源，填土中不得含有草、樹根等雜物，粒徑超過 100 mm 的土塊。碾壓前將土中夾帶的石塊、淤泥、植物根莖等有機(jī)物質(zhì)徹底清除，現(xiàn)場(chǎng)如需要儲(chǔ)存部分土方，現(xiàn)場(chǎng)堆土采用密目網(wǎng)苫蓋，臨時(shí)道路進(jìn)行硬化。

3.3 試驗(yàn)段

在正式進(jìn)行道路底基層壓實(shí)前，應(yīng)在監(jiān)理批準(zhǔn)的地點(diǎn)鋪設(shè)一段試驗(yàn)段。如經(jīng)檢驗(yàn)合格，可作為工程實(shí)體的一部分。實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜缦隆?/p>

1）檢驗(yàn)施工方案施工方法的適用性。

2）檢驗(yàn)壓實(shí)機(jī)械所具有的實(shí)際效果。

3）確定路基的預(yù)沉降值。

4）按設(shè)計(jì)壓實(shí)度的要求，確定分層壓實(shí)順序、速度和遍數(shù)。

5）確定路基材料或回填土的每層虛鋪厚度。

3.4 過程控制

1）每層填料鋪設(shè)的寬度每側(cè)超出路床設(shè)計(jì)寬度30 cm 以保證路床邊緣有足夠的壓實(shí)度。

2）根據(jù)試驗(yàn)段得出的數(shù)據(jù)，控制壓實(shí)厚度，回填至路床頂面最后一層的壓實(shí)層厚度≥10 cm。

3）回填過程中注意道路下方檢查井，井室井筒附近回填土質(zhì)量必要時(shí)填充級(jí)配，以防道路施工進(jìn)入使用階段后井圈周圍出現(xiàn)下沉現(xiàn)象。

4）注意對(duì)施工人員的交底及過程管控。

3.5 常用壓實(shí)方法

根據(jù)路寬制定碾壓方案，以求各部分碾壓的次數(shù)盡量相同（通常路面的兩側(cè)多碾壓 2 遍）。關(guān)于黏性土的最佳含水量的外觀鑒定有兩句話：“手握成團(tuán)，落地開花”。素土和灰土的虛鋪厚度控制在 20～30 cm，石灰粉煤灰砂礫混合料的壓實(shí)厚度控制在 18 cm 左右。

待整形施工后，首先用 8 t 光輪壓路機(jī)靜壓一遍。通過初壓以暴露潛在的不平整。對(duì)局部低洼處，應(yīng)將其表面 10 cm 以上拋松，并重新進(jìn)行找補(bǔ)整平，找平之后用 8 t 光輪壓路機(jī)再次靜壓一遍。如果沒有發(fā)現(xiàn)新的問題立即用 12 t 三輪壓路機(jī)在路基全寬范圍內(nèi)進(jìn)行碾壓。直線段，由兩側(cè)路肩向路中心碾壓：平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)，應(yīng)重疊 1/2 輪寬；后輪必須超過兩段的接縫處，后輪壓完路面全寬時(shí)，即為一遍。應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)碾壓到要求的密實(shí)同時(shí)沒有明顯的輪痕。一般需碾壓 6～8 遍，壓路機(jī)的碾壓速度，前兩遍的碾壓速度控制在每 10 s 4～5 m 內(nèi)；之后碾壓速度控制在每 10s 5～6 m。碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)翻開重新拌合重新壓實(shí)。外觀達(dá)到壓路機(jī)碾壓無明顯輪跡為止。

4 結(jié)語

在小市政道路土方回填的過程中，必須嚴(yán)格按上述施工工藝進(jìn)行施工和控制，尤其是在機(jī)械選擇、填料選擇、過程控制等方面對(duì)道路基層質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，這些對(duì)于提高道路的使用品質(zhì)，増加路面的使用壽命，以及降低工程造價(jià)都具有十分重要的作用。Q