2010年岩土工程师综合辅导资料：土方回填的施工及常见问题

摘要：本文在阐述回填土施工方法的基础上，总结了填土压实的具体方法，并分析了影响填土压实的因素，最后对土方回填的常见问题和处理措施进行了分析。
　　关键词：土方；回填；施工；问题
　　引言
　　随着经济快速增长，大跨度结构、高层、超高层建筑物越来越多，提高设计标准与增加结构负荷对基础稳定性要求也越来越高，回填土的施工质量与施工工艺也越来越得到重视。
　　1.回填土施工方法
　　因施工场地、施工机械、特殊施工技术要求等原因，一般采取人工夯实方法或机械压实方法。
　　1.1 人工夯实方法
　　1）机械压实不到之处和小面积回填土采取人工夯实办法。
　　2）采用蛙式打夯机等小型机具夯实时，一般填土厚度不宜大于25cm，每层压实遍数3遍～4遍，打夯之前对填土初步平整，打夯机依次夯打，均匀分布，不留间隙。
　　3）在打夯机工作不到的地方用人力打夯，虚铺厚度不大于20cm，人力打夯前应将填土初步整平，打夯要按一定方向进行，一夯压半夯，夯夯相连，行行相连，两遍纵横交错，分层夯打。夯实基槽及地坪时，行夯路线应由四边开始，然后夯向中间。
　　4）回填管沟时，应用人工先在管子周围填土夯实，并从管道两边同时进行，直至管顶0.5m以上。在不损坏管道的情况下，方可采用机械回填夯实。
　　1.2 机械压实方法
　　1）为保证填土压实的均匀性及密实度，避免碾轮下陷，提高碾压效率，在碾压机械碾压之前，宜先用轻型推土机推平，低速预压4遍~5遍，使平面平实；采用振动平碾压实碎石土，应先静压，而后振压。
　　2）碾压机械压实填方时，应控制行驶速度，一般平碾和振动碾不超过2km/h，并要控制压实遍数。压实机械与基础管道应保持一定的距离，防止将基础、管道压坏或使之位移。
　　3）用平碾压路机进行填方压实，应采用“薄填、慢驶、多次”的方法，填土（素土、灰土、碎石土）厚度均不应超过25cm～30cm，每层压实遍数6遍～8遍，碾压方向应从两边逐渐压向中间，碾轮每次重叠宽度约15cm～25cm，避免漏压。运行中碾轮边距填方边缘应大于500mm，以防发生溜坡倒角。边角、边坡边缘压实不到之处，应铺以人力夯实或小型夯实机具配合夯实。压实密实度除另有规定外，一般应压至轮子下沉量不超过1cm～2cm为度。
　　4）平碾碾压一层完后，应用人工或推土机将表面拉毛，土层表面太干时，应洒水湿润后继续回填，以保证上、下层结合良好。
　　2.填土压实方法
　　大量实验和工程实践证明：土基压实后，路基的塑性变形、渗透系数、毛细水作用及隔温性能均有明显改善。填土压实方法有：碾压法、夯实法及振动碾压法。
　　2.1 碾压法
　　碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾（光碾压路机）是一种以内燃机为动力的自行式压路机，重量6～15t.羊足碾单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土，不适于砂性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。松土碾压宜先用轻碾压实，再用重碾压实，效果较好。碾压机械压实填方时，行驶速度不宜过快，一般平碾不应超过2kmPh；羊足碾不应超过3kmPh.
　　2.2 夯实法
　　夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，使土体中孔隙被压缩，土粒排列得更加紧密。夯击式中除人工使用的石夯、木夯外，机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯等。夯实法适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。
　　2.3 振动压实法
　　振动压实法是将振动压实机放在土层表面，在压实振动作用下，土颗粒发生相对位移，而达到紧密状态。在正常条件下，对于砂性土的压实效果，振动式效果较好。
　　3.影响填土压实的因素
　　填土压实质量与许多因素有关，其中主要影响因素为：压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。
　　3.1 压实功的影响
　　压实功能（指压实工具的重量、碾压次数或锤落高度、作用时间等）对压实效果的影响。填土压实后的干密度与压实机械在其上施加的功有一定关系。在开始压实时，土的干密度急剧增加，待到接近土的最大干密度时，压实功虽然增加许多，而土的干密度几乎没有变化。因此，在实际施工中，不要盲目过多地增加压实遍数。
　　3.2 含水量的影响
　　在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大，因而不易压实。当土具有适当含水量时，水起到了润滑作用，土颗粒间的摩阻力减小，从而易压实。相比之下，严格控制最佳含水量，要比增加压实功能收获大得多。当含水量不足，洒水困难时，适当增大压实功能，可以收效，如果土的含水量过大，此时如果增大压实功能，必将出现/弹簧现象，压实效果很差，造成返工浪费。所以，土基压实施工中，控制最佳含水量，是首要关键。各种土的最佳含水量和所获得的最大干密度，可由击实试验取得。
　　3.3 铺土厚度的影响
　　土在压实功的作用下，压应力随深度增加逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度，但其中还有最优土层厚度问题，铺得过厚，要压多遍才能达到规定的密实度。铺得过薄，则也要增加机械的总压实遍数。恰当的铺土厚度能使土方压实而机械的功耗费最少。
　　实践经验证明：土基压实时，在机具类型、土层厚度及行程遍数已选定的条件下，压实操作时宜先轻后重、先慢后快、先边缘后中间（超高路段等需要时，则宜先低后高）。压实时，相邻两次的轮迹应重叠轮宽的1/3，保持压实均匀，不漏压，对于压不到的边角，应铺以人力或小型机具夯实。压实过程中，经常检查含水量和密实度，以达到符合规定压实度的要求。
　　4.常见问题的处理措施
　　4.1 场地积水
　　由于场地平整面积过大、填土过深、未分层夯实；场地周围没有做排水沟、截水沟等排水设施，或者排水设施设置不合理，排水坡度不满足要求；场地周围没有做排水沟、截水沟等排水设施，或者排水设施设置不合理，排水坡度不满足要求以及测量误差超过规范要求等原因，而导致场地内在平整以后出现局部或大面积积水。
　　其预防措施为：在施工前结合当地水文地质情况，合理设置场地排水坡（要求坑内不积水、沟内排水畅通）、排水沟等设施，并尽量与永久性排水设施相结合。如果施工期跨雨期的，要做好雨期施工现场排水措施。场地回填土按规定分层回填夯实，要使土的相对密实度不低于85%.其对应的治理方法为：
　　（1）明沟排水法；沿场地周围开挖排水沟，再在沟底设集水井与其相连，用水泵直接抽走（排水沟和集水井宜布置在施工场地基础边净距0.4m以外，场地的四角或每隔20~40m应设1个集水井）；
　　（2）深沟排水法。如果场地面积大、排水量大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在场地外距基础边6~30m开挖1条排水深沟，使场地内的积水通过深沟自流入集水井，用水泵排到施工场地以外沟道内。
　　（3）利用工程设施周围或内部的正式渗排水系统或下水道，将其作为排水设施，在场地一侧或两侧设排水明沟或暗沟，把水流引入渗排水系统或下水道排走，此法较经济。
　　4.2 填方土出现橡皮土
　　由于使用了含水量比较大的腐植土以及泥炭土或者粘土、亚粘土等原状土土料回填。打夯以后，基土发生颤动、受压区四周鼓起形成隆起状态（土体体积未变化）、土体长时间不稳定。
　　其对应的预防措施为：
　　（1）现场鉴别，要求回填土料“手握成团、落地开花”。
　　（2）回填前，不允许基坑内有垃圾、树根等杂物，清除基坑内积水、淤泥。
　　其对应的治理方法：
　　（1）如果土方量很小，挖掉换土，用2：8或3：7的灰土（雨、冬期不宜用灰土，避免造成灰土水泡、冻胀等事故）、砂石进行回填。
　　（2）如果面积大，用干土、石灰、碎砖等吸水材料填入橡皮土内。
　　（3）如果工期不紧，把橡皮土挖出来，晾晒后回填。
　　4.3 回填土密实度达不到设计和规范要求
　　填土的场地在荷载作用下，地基引起比较大的变形，地基稳定性降低。
　　其原因包括：
　　（1）土料含水量太小，影响了夯实（碾压）的效果，造成夯实（碾压）不密实；含水量太大，则易形成橡皮土。
　　（2）土料不符合设计或施工规范要求，有机质超过规范要求（大于5%）。
　　（3）填土过厚，未分层夯实。
　　（4）机械能力不够。
　　其对应的预防措施有：
　　（1）选择回填的土料及其性质必须符合设计要求。
　　（2）填土密实度应根据工程性质的要求而定，压实系数等于土的控制干密度除以土的最大干密度。
　　（3）设计有要求时，要通过现场土工试验，并且严格进行分层回填夯实，加强对土料含水量的控制。
　　其对应的治理方法为：换土回填；翻出晾晒、风干后回填；填入吸水材料；施打挤密桩。