水利工程土方压实
深情的汽水
2023年09月14日 13:27:40
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一、土料压实基本理论      



一、土料压实基本理论

     

?    1、土料稳定性主要靠土料内部的摩擦力、凝聚力。土料的摩擦力、内聚力以及土料的防渗性能都是随填土的密实度增大而提高的。

?    2、影响土料压实的主要因素就是铺土厚度、压实遍数、含水量三大要素。三者的最佳组合一般通过现场试验来确定。土料压实实质就是将由水包裹的土粒挤压充填到土粒间的空隙中,从而排走空气占有的空间,使土料的孔隙率减少,密实度提高。
?    3、研究以最小的压实功能,获得最大的压实效果,对土料压实理论和压实施工技术的发展和提高是十分必要的。
?    4、粘性土的压实控制含水量至关重要,含水量过小,土粒间的磨阻力和粘结力较大,难以压实;含水量过大,土粒孔隙中就会出现自由水,产生孔隙水压力,压实效果不好。在一定压实功能下,粘性土只有在某一特定含水量时,才能取得最好的压实效果,即最大干容重,这一特定含水量就是最优含水量。最优含水量确定后,施工中要严格按此控制,土料过湿,应翻晒凉干,土料过干,应洒水湿润。
?    5、对于砂性土,加水能明显降低土粒之间相对移动时的磨阻力,它透水性好,排水容易,压实时不会形成明显的孔隙水压力,因此不存在最优含水量的问题,压实时可以大量洒水灌水,以提高压实效果。



二、土方施工基本工序

     

?    1、土方工程一般要求施工后的工程防渗性好、稳定性好、沉降量小,必须具有足够的密实度,必须具有足够的强度。必须严格按设计要求和有关规范控制。
?    2、土方施工作业的工序,在选择好土料的前提下,主要包括铺土、平土、洒水、压实、(刨毛)、质检等。堤坝作业的施工特点在于工作面狭窄,工种多,工序多,机械设备多。为控制好各个施工工序,确保工程质量,一般的做法是“算方上料,定点卸料,随卸随平,定机定人,铺平把关,插杆检查。



三、土方压实的基本方法

     

?    1、土料的压实效果涉及到压实方法,压实方法涉及到压实机具。
?    2、压实方法按其原理有四种:
?    碾压法,它适宜各类土的压实;
?    夯击法,它适宜各类土的压实,更适宜砂性土的压实;
?    振动法,它仅适宜砂性土的压实;
?    综合法,它是将碾压法与振动法结合在一起的方法,有的适宜粘性土的压实,有的适宜砂性土的压实。


土方压实机械
?    1、平碾
?    碾压特点是:单位压力小;表面土层易压成光滑硬壳;土层碾压上紧下松,底部不易压实,碾压质量不均匀;不利于上下土层之间的结合;易出现剪切裂缝,对防渗不利。使用条件:砂性土、风化料,碎砾石层的碾压;对含水量较大,干容重要求低的粘性土也可使用平碾,但铺土厚度不宜超过20—25,碾压不少于6—12遍。平碾由于压实生产率较低,因此使用受限。


?    羊足碾:
?    羊足碾是碾压滚筒外设交错排列的羊足,滚筒为钢铁空心,滚筒侧面设有加载孔,加载大小根据设计确定。羊足的长度随碾滚的重量增加而增加,一般为碾滚直径的1/6—1/7。羊足碾的羊足插入土中,不仅使羊足底部的土料得到压实,并且使羊足侧向的土料受到挤压,同时有利于上下土层的结合,压实过程中羊足对表层土的翻松,省去了刨毛工序从而达到均匀压实的效果,增加了填方的整体性和抗渗性使用条件:防渗要求高的粘性土防渗体的压实。但不适宜沙砾料的压实,因为压实过程中羊足从行进的后面由土中拔出时,会将压实的砂性土翻松,产生侧向滑移,因此达不到应有的压实效果。

?    气胎碾:
?    气胎碾主要构造是由装载荷重的金属车厢和装在轴上的气胎轮组成。碾压时在金属车厢内加载,同时将气胎按设计压力充气。为避免气胎损坏,停工时,要用千斤顶将金属车厢支托起来,并把气胎的气放掉。因轮胎具有弹性,压实土料时,气胎与土体同时变形,而切随着土体压实密度的增大,气胎变形相应也增大,气胎与土体接触面积也随之增大,始终能保持较为均匀的压实效果,与刚性碾比,气胎碾不仅对土体的接触压力分布均匀,而且作用时间长,压实效果好,压实土层厚度大,生产效率高。所以它可以适应要求不同单位压力的各类土壤的压实。应用广泛。


?    振动碾:
?    震动与碾压两种作用相结合的压实机械。震动力是以压力波的方式向土体内传递,并能达到较大的深度,在振动作用下,土粒间的摩擦力急剧降低,并在静力作用下产生移动充填空隙而达到密实状态。实践证明,振动碾对沙砾料以及含有大量石块的土料 的压实非常有效,但对粘性土和粒径均匀的粉沙的压实效果则较差。震动碾按照振动滚筒的外形可分为振动平碾、振动羊足碾、振动凸块碾、振动轮胎碾等,这些碾可以适应不同土的压实,但使用最多的是振动平碾。按照行走方式可以分为拖式振动碾、自行式振动碾。


?    夯实机械:
?    利用冲击力压实土方的一类机械。主要使用于碾压机械难以施工的狭窄部位土方的压实。
?    1)蛙式打夯机:由电动机带动偏心块旋转,在不平衡离心力作用下使夯头上下跳动。
?    2)挖土机夯板:用钢索悬吊一个铸铁制成的原形或方形夯板。一般用起重机或正铲挖掘机改装。夯板底面积1左右,重1~2吨,落距3~4m,铺土厚度50~60mm,夯打3—4遍即可。
?    3)强夯机:工作原理与挖土机夯板相同,只是夯块更重(一般10~40吨)落距更大(一般10~40米)压实影响深度能达4~5米。因此压实效果好,生产效率高,最适宜杂填土地基、软土地基等。但产生较大的噪声。



四、压实试验

     

       1、压实标准
       粘性土:以压实干表观密度和施工含水量两个指标进行控制。
       非粘性土:采用相对密度或换算成干表观密度表示。
       2、压实系数:含水量W、铺土厚度h和压实遍数n
       3、压实试验:以不同的某一铺土厚度采用不同含水量经过不同的压实遍数后,测定各自的干容重及含水量,绘制关系曲线组,经过不同铺土厚度的测定,可画出最优含水量与压实遍数,及最大干容重与压实遍数;在不同铺土厚度时的关系曲线,最后选择单位铺土厚度压实工作量最小(n/h最小)的铺土厚度压实遍数,最优含水量,作为施工依据。


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