[科普中国]-压实厚度

压实

土方压实是用人力或机械力迫使土颗粒互相压密挤紧，增大土体密实度的施工作业。压实工作可将部分空气从土体中排出，增大土体的密实度、抗剪强度，减少土体的压缩性，提高其抗渗性并增加土工建筑物的均匀性。压实方法一般有碾压法、夯实法和振动压实法以及利用运土工具压实，对于淤泥质土方，有堆载预压法、真空预压法等。土体的压实程度取决于土体的含水量和它的物理、力学特性（颗粒级配、黏性、压缩性等）以及压实机械形式和施加压实力的大小。1

概况土层压实厚度对填土路基压实效果具有明显的影响。在相同条件下（土质、含水率与压实能量不变），通过实测土层不同深度处的干密度可知，干密度随深度逐渐减小，表层 50 mm 最高。不同压实机械的有效压实深度有所差异， 土层摊铺压实厚度应小于有效压实深度， 但其中还有最优土层厚度问题。铺得过厚，需压多遍才能达到规定的干密度；铺得过薄，虽每层的压实遍数可减少，但松铺层数增多，需增加机械的总压实遍数。 故适当的松铺压实厚度，能在保证填土压实的前提下，机械功耗最少。1

压实厚度与静压功随着单位体积静压功的增大，土粒空隙不断减小，密实程度增加，土体干密度逐渐增大； 单位体积静压功增大到一定程度后，土体干密度的增大越来越缓慢；土体干密度增大到一定程度后，所消耗的单位体积静压功将急剧增大。土体干密度为单位体积静压功的函数，但并非线性关系。土体单位体积静压功-干密度关系受土层厚度影响而呈现不同形式，在相同单位体积静压功下，土层厚度越小，土体的干密度越大；单位体积静压功小于 300 kJ/m时，土体干密度随单位体积静压功的增大而显著增大；单位体积静压功大于 300 kJ/m时， 单位体积静压功对土体干密度的影响并不十分明显。将不同厚度土层压实到相同干密度，土层厚度越大， 所需的单位体积静压功亦越大。土层厚度越大，压实后土体干密度越小，可被压实的空间越大。土层越薄土体干密度变化越明显，越易被压实。2

以上分析结果表明，在土体压实过程中，随着土体密实度的增加， 土体干密度增大到一定程度后，进一步压密将越来越困难；在高密阶段，土体的进一步压实，将引起所消耗的单位体积静压功急剧增大；为了将土层压实到某一特定干密度，土层厚度越大，所需的单位体积静压功亦越大，故适当减小土层厚度将更有利于土体的压实。2

应用举例红砂岩的压实厚度通过对 5 种不同厚度红砂岩填土试样进行静载荷压实试验，得到土样的压实压力与压实位移关系， 分析不同压实位移下压实能量的消耗特征，总结单位体积静压功与土层厚、 土体压实位移、干密度的关系，得出以下几点结论：2

1）红砂岩填土在压实过程中的压力与位移之间有一定的相关性，两者近似呈指数关系。2

2）不同厚度土层压实位移随压实能量的增长趋势基本一致，压实能量随土层厚度增加而增大。2

3）压实过程中产生的压实位移与消耗的单位体积静压功有密切关系，两者可用对数关系描述。2

4）将不同压实厚度的填土压实到相同干密度 ，所消耗的单位体积静压功随压实厚度增高而增大， 故适当减小土层压实厚度将有利于降低能量消耗。2

填石路基碾压厚度① 确定填石路基碾压厚度时常规方法更多考虑压实效率而忽略了路基的稳定性及工后沉降问题，将灰色系统理论的 GM( 1，1) 模型和 Verhulst 模型分析路基稳定性的思路引入，所得结果与原确定方法并不一致： 常规方法所确定碾压厚度大，能更多地节约时间，但后期路基稳定所需时间较长；本问中所采用方法所得碾压厚度小，但提前考虑了路基的稳定性问题，后期所需间歇期更短，且对工期影响并不明显，同时厚度适当减小更有利于提高压实质量。1

② 在依托工程施工中，填石路基填筑时大多数碾压厚度定为 40 cm，经过验证路基压实质量较好，该参数取值较为合理，可见引入沉降特性成果辅助分析评价路基压实质量可行。该方法虽不能作为规范方法应用于所有路基压实施工中，但对于项目管理者而言有较好的参考价值和辅助决策意义。1