堤坝、路堤、道路填方等土工建筑物,都是用土作为建筑材料填筑而成的。为了确保填料有足够的强度、较小的压缩性和透水性,常常需要碾压压实,以提高填土的密实度和稳定性。回填土作为建筑物基础下的地基,也需要碾压密实。
填土压实后,其干密度将增大。而不同组成成分的填土,压实后的干密度有所不同。衡量压实程度,常常使用相对参数,即碾压后填土的干密度同这种土的最大干密度的比值,作为衡量压实程度的指标参数,该比值,称为压实度。用λ表示压实度,则
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式中,λ——压实度;ρd——干密度;ρdmax——最大干密度。
研究土的压实特性,可以采用现场压实试验和室内击实试验两种方法。
现场压实试验是在现场选一试验地段,按设计要求和施工方法填土和压实,测试填土的基本参数如含水率、颗粒组成、密度等,判断填土的压实效果。
室内击实试验是近似模拟现场填筑情况,分层回填,锤击压实,研究土在不同击实功能、含水率下土的击实特性,取得有参考价值的设计数据。
2.5.1 实验室击实试验
实验室击实试验,就是把一定含水率的填土在击实桶内分层填铺,每层填铺完毕即用击实锤压实填土,然后再填土,直到达到要求的填土量。测定土的干密度和含水率,绘制干密度随含水率的变化曲线,即击实曲线,从该曲线确定土的最大干密度ρdmax和相应的含水率wop,为填土压实的设计与施工提供重要依据。图2-31为实验室击实试验用的击实桶,图2-32为击实曲线。

图2-31 击实试验装置-击实桶
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图2-32 击实曲线
从图2-32的击实曲线上可以看出,曲线上有一峰值,此处的干密度最大,称为最大干密度,用ρdmax表示,与最大干密度对应的含水率称为最优含水率,也称为最佳含水率,用wop表示。该实验表明,当击实功一定时,土料的含水率为最优含水率时,击实效果最好。所以,工程上对填土进行碾压,为了得到比较好的压实效果,需要控制填土的含水率在最优含水率附近(wop±2%)。当地基为粘性土且含水率较大,趋于饱和时,夯打后地基踩上去有颤动的感觉,难以压实,俗称“弹簧土”。
2.5.2影响土的击实性的主要因素
进一步研究发现,填土的最优含水率不是一个定值,对于不同的土,采用不同的压实能量,相应的最优含水率略有不同。
①同一种填土,最大干密度ρdmax随击数的增加而逐渐增大,而最优含水率wop则随击数的增加而逐渐减小。
②当粘性土的含水率过低或过高时,均不易击实到较高的密度。粘性土的最优含水率一般接近粘性土的塑限,可近似取为wop=wP+2。填土中所含的细粒越多,则最优含水率越大,最大干密度越小。
③一般粘性土在其最佳击实状态下(击实曲线峰点),其饱和度通常约为80%左右。
④填土中粗颗粒含量多、颗粒级配良好的土,最优含水率较小,最大干密度较大。
⑤有机质的存在会降低土的击实效果。因为有机质亲水性强,不易将土击实到较大的干密度,且能使土质恶化。

