賈業(yè)明

（安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

在任何市政道路施工當(dāng)中，路基壓實(shí)都是必須開展的一項(xiàng)工作，因?yàn)閷?shí)際施工環(huán)境中的土地普遍存在空隙大、密實(shí)度不足、含水量大等問題，在這些問題影響下，土體的力學(xué)性能是不可能滿足工程要求的，所以如果不經(jīng)過壓實(shí)直接施工，勢(shì)必會(huì)因?yàn)椴涣剂W(xué)性能帶來工程質(zhì)量問題，例如不均勻沉降、路面凹陷等。而紅黏土作為現(xiàn)代常見地質(zhì)土體，其在施工當(dāng)中，同樣需要被壓實(shí)，但介于此類土體與其他土體的差異，常規(guī)壓實(shí)工藝無法使其力學(xué)性能達(dá)標(biāo)，所以應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相關(guān)分析。

1 實(shí)例概況

因?yàn)椴煌姓缆饭こ堂鎸?duì)的實(shí)際情況不同，所以無法進(jìn)行概論，對(duì)此本文將結(jié)合案例來進(jìn)行分析。某市政道路工程位于當(dāng)?shù)匦^(qū)內(nèi)，根據(jù)其工程設(shè)計(jì)要求得知，道路路面寬度要達(dá)到10m，路基寬度需要達(dá)到15m，隨后施工單位開展了地質(zhì)勘察工作，結(jié)果顯示施工區(qū)域內(nèi)存在黃色、黃褐色紅黏土層，其厚度達(dá)到3.2m～5.7m，整體結(jié)塊。在此條件下，工程單位采用傳統(tǒng)重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓實(shí)，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)紅黏土的壓實(shí)度并沒有達(dá)到指定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)此工程單位進(jìn)行了取樣試驗(yàn)工作[1]。表1 實(shí)例紅黏土路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

表1 實(shí)例紅黏土路基壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)

2 取樣試驗(yàn)

2.1 取樣

實(shí)例工程單位為了了解其無法壓實(shí)紅黏土的原因，決定進(jìn)行取樣試驗(yàn)，了解紅黏土物理力學(xué)指標(biāo)，那么為了保障試驗(yàn)結(jié)果可靠且準(zhǔn)確，在取樣階段進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)工作。即圍繞紅黏土覆蓋范圍，通過之前的壓實(shí)記錄，選擇了八處壓實(shí)度反差最大的部位作為取樣點(diǎn)，相應(yīng)取得了八個(gè)樣品，該取樣法可保障樣品具有代表性。

2.2 試驗(yàn)

針對(duì)取得的八個(gè)樣品，進(jìn)行了室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，各試驗(yàn)分析內(nèi)容見下文：

1） 室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn),針對(duì)8 個(gè)試樣采集其中50kg 的試樣，并通過四分法制備5 個(gè)小試樣，每個(gè)試樣不重復(fù)使用，相應(yīng)進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)。圖中可見最優(yōu)含水率為28.0%,最大干密度為1.46g/cm3。

2） 現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，綜合上述室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，開展現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)當(dāng)中，將紅黏土試樣的含水量、碾壓厚度控制在最優(yōu)數(shù)值，即28±2%以及30cm、40cm、50cm，相應(yīng)依照正常施工流程進(jìn)行2、4、6 次碾壓，碾壓設(shè)備為18t 自行式壓路機(jī)；碾壓速度為2.55km/h，最終采用挖坑灌水法對(duì)試樣的濕密度進(jìn)行測(cè)試

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

圍繞上述兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果，實(shí)例工程單位進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果顯示該工程紅黏土之所以無法完全壓實(shí)的影響因素在于：紅黏土含水量、碾壓層厚度、壓實(shí)設(shè)備、壓實(shí)次數(shù)，具體內(nèi)容見下文。

1） 紅黏土含水量，在其他案例當(dāng)中可見，任何土體內(nèi)部如果存在較大含水量，會(huì)導(dǎo)致土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)松軟，所以在壓實(shí)條件下，只會(huì)導(dǎo)致土體形變，但無法被壓實(shí)。而本文案例中的紅黏土含水量較大，相應(yīng)試樣內(nèi)土顆粒間黏聚力、內(nèi)摩阻力、紅黏土粒團(tuán)間連接力較弱，所以才無法壓實(shí)。原理上，受大含水量影響，土體在壓實(shí)力之下其土粒會(huì)因?yàn)樗w阻隔而無法靠攏，說明其黏聚力不足；內(nèi)摩阻力是隨著壓實(shí)度而增加的，但黏聚力則代表了土體壓實(shí)度，所以黏聚力不足，內(nèi)摩阻力同樣存在缺陷；紅黏土粒團(tuán)間連接力方面，同樣在土粒無法粘聚，且相互之間沒有較大摩擦力的前提下，紅黏土粒團(tuán)間連接力較弱。綜合來看，實(shí)例當(dāng)中的紅黏土含水量遠(yuǎn)超最佳值，所以壓實(shí)度無法達(dá)標(biāo)。此外在理論角度上，紅黏土含水量并不是越低越好，因?yàn)楫?dāng)土體內(nèi)含水量過于低，會(huì)導(dǎo)致土體脆性增加，相應(yīng)這種土體從某種角度上雖然可以被壓實(shí)，但是絕對(duì)無法達(dá)到工程要求水平，這也是上述強(qiáng)調(diào)最佳含水量的意義所在。

2） 碾壓層厚度，碾壓層的厚度是由填筑料來決定的，其代表了土體最大干密度，那么當(dāng)厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)，最大干密度也會(huì)出現(xiàn)異常，此時(shí)土體力學(xué)性能會(huì)變差，原理與上述含水量大小相同。在本文案例當(dāng)中，其紅黏土填筑料層厚過大，相應(yīng)干密度存在異常，壓實(shí)過后，土體上下的壓實(shí)度均不達(dá)標(biāo)。此外在理論角度上，土體最大干密度還是壓實(shí)工藝參數(shù)控制的核心指標(biāo)，即壓實(shí)機(jī)械規(guī)格、松鋪厚度、壓實(shí)次數(shù)、碾壓速度等，都必須以最佳干密度為核心來設(shè)置參數(shù)。

3） 壓實(shí)設(shè)備，壓實(shí)度是否達(dá)標(biāo)，除了與土體本身力學(xué)性能有關(guān)以外，還與壓實(shí)設(shè)備有密切關(guān)系，因?yàn)閴簩?shí)設(shè)備是壓實(shí)力的唯一輸出。目前，常見的壓實(shí)設(shè)備可以分為三類，即靜壓式、振動(dòng)式、重錘壓實(shí)，其中靜壓式、振動(dòng)式是較為常見的壓實(shí)設(shè)備，重錘壓實(shí)屬于傳統(tǒng)壓實(shí)設(shè)備，在現(xiàn)代施工當(dāng)中的應(yīng)用次數(shù)逐漸減少，但依舊有相當(dāng)一部分工程在使用，例如本文案例工程，那么三類壓實(shí)設(shè)備在應(yīng)用形式、能效水平、應(yīng)用條件等方面存在差異，所以要確保壓實(shí)度達(dá)標(biāo)，必須依照實(shí)際情況來進(jìn)行選擇，而實(shí)例工程當(dāng)中所采用的重錘壓實(shí)，其并不適用于大含水量壓實(shí)條件下，相應(yīng)紅黏土壓實(shí)度偏低。

4） 壓實(shí)次數(shù),壓實(shí)次數(shù)對(duì)紅黏土壓實(shí)度的影響與壓實(shí)設(shè)備類似，即通常壓實(shí)土體本身厚度較大，相應(yīng)如果要確保全面壓實(shí)，僅靠單次壓實(shí)是無法實(shí)現(xiàn)的，所以需要反復(fù)多次進(jìn)行壓實(shí)，而過多的壓實(shí)次數(shù)又會(huì)帶來土體擾動(dòng)影響，所以要合理選擇。實(shí)例當(dāng)中的壓實(shí)次數(shù)雖然與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)一致，但是結(jié)合實(shí)際情況，其超過了紅黏土壓實(shí)要求，過多的進(jìn)行了壓實(shí)，此時(shí)土體性質(zhì)受到擾動(dòng)發(fā)生了變化，其彈性相應(yīng)增加，形成了所謂的彈簧土，代表土體壓實(shí)度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)反彈，無法達(dá)到工程要求[2]。

3 結(jié)語

本文主要對(duì)影響紅黏土路基壓實(shí)度的因素進(jìn)行了分析，分析因?yàn)楦鞴こ虒?shí)際情況不同，無法完全概括，結(jié)合實(shí)例展開相關(guān)工作，通過分析得到結(jié)論：實(shí)例當(dāng)中存在大量塊狀紅黏土，在常規(guī)壓實(shí)工藝下，無法對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)，相應(yīng)實(shí)例工程通過實(shí)驗(yàn)手段，得到了相關(guān)數(shù)據(jù)，本文圍繞數(shù)據(jù)表現(xiàn)，結(jié)合理論知識(shí)得出了其中主要影響因素，并對(duì)各類因素的影響表現(xiàn)進(jìn)行了介紹。