影響土工擊實試驗結果的因素分析及措施

【摘 要】土擊實試驗所得到的土試樣最大干密度的真實性和準確性是影響工程的成本與質量的主要因素。本文就影響土工擊實結果的因素進行了分析，并提出了相應的措施。

【關鍵詞】土工擊實；試驗結果；因素分析；措施

1 概述

1.1土的特性及壓實度指標的重要求

土是地殼表層的巖石風化后產生的松散堆積物，它具有三個特性：1、土是散性材料，不是連續的固體，因此在一定程度上具有流動性；2、土是三相體，是由顆粒（固相）、水（液相）和氣體（氣相）所組成的三相體系，不是由單一材料構成；3、土是自然地質的歷史產物，非人工制造產物，基于此，土具有不同于其他建筑材料的特征。一般的建筑材料可由設計人員制定品種和型號，品種、型號一旦確定，力學性質參數也隨之確定，土則不同。由于土是自然地質歷史產物，各種土的顆粒大小和礦物成分差別很大，土的三相間的數量比例不盡相同，而且土粒與其周圍的水分交叉發生了復雜的物理和化學作用，因此，造成了土的物理性質的復雜性。

壓實度是控制填筑工程質量的主要技術指標之一，除了受填筑土的含水量，松鋪厚度，土質及壓實功能等因素影響外，還受衡量壓實度的標準密度這一尺度因素影響，壓實度可靠的一個重要前提就是要求最大干密度準確并與測點實際干密度相對應。做標準擊實試驗的目的是為了獲取填筑土的最大干密度ρdmax和相應的最佳含水量ωopt，而此項試驗的結果受人為因素影響較大，人為主觀隨意性的結果易導致工程質量事故的發生。標準擊實試驗是控制基礎壓實質量不可缺少的重要試驗項目，本應認真對待，然而實際情況并非如此，有些試驗人員并沒有按照相關要求去做，得出的標準密度往往偏離其真實值，從而使壓實度產生偏差，進而引起質量事故。通過我多年的實際試驗觀察，對標準擊實試驗中容易忽視而又影響較大的幾個問題進行分析，以引起足夠重視。

1.2土工擊實的綜合分析

土的壓實主要是一個擠出土中氣體的過程。土工標準擊實試驗主要是指土試樣在固定的壓實功作用下，土顆粒被動的減小空隙被重新排列緊密目的在于提高土的密實程度，增加顆粒之間嵌擠形成的咬合力和顆粒表面的摩擦力以及顆粒間的分子吸引力。土工標準擊實試驗就是利用標準方法與標準化的儀器最大限度地模擬施工現場的填筑情況，利用標準化的儀器測出土體的最優含水率與最大干密度以此來指導施工。擊實所得到的土最大干密度的真實性和準確性是影響工程的成本與質量的主要因素。

1.3土工標準擊實的重要性

土工標準擊實試驗就是利用規范規定的自由落錘裝置經過試驗測得土試樣的干密度和含水率之間的曲線關系，從而確定土的最大干密度和最優含水率的一種試驗方法。試驗的時候將同一土場的同一種土試樣配制成含水率依次遞減約2%的五個土樣，其中要求兩個試樣的含水率大于塑限，兩個土試樣的含水率小于塑限，一個試樣的土的含水率接近塑限。分別在擊實筒中以同樣的擊實功進行擊實，然后測定擊實后的含水量。試驗結果顯示當土試樣的不同含水量的土經過擊實以后其干密度也不同，據此可繪出關系曲線，稱為擊實曲線。

2 影響土工擊實結果的因素分析及相應措施

2.1不同擊實功對擊實性能的影響

對于同一種土試樣如果其擊實功不同那么它的最大干密度與最優含水率也不相同。試驗時要針對工程實際情況與委托方意見選用不同的標準，常用的擊實試驗標準有《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）、《水工試驗規程》（SL237-1999）、《公路試驗規程》（JTG E40-2007）、《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTG E51-2009）。這幾種標準中的擊實方法并不相同，涉及到的擊實功、所使用的試筒尺寸、每層擊實等都有差別， 而土的最大干密度和最佳含水率是隨擊實功和擊實條件的變化而變化的。隨著擊實功的增加，最大干密度增大，而最佳含水率則減小。

現以公路土工試驗規程及水工土工試驗規程中規定輕型擊實及重型擊實標準為例，表1為同一種土分別采用輕型擊實及重型擊實兩種擊實標準所得的試驗結果。從表1可以看出，同一種土隨著擊實功的增加，最大干密度增大，最佳含水率減小。

不同擊實功試驗結果比較試驗方法 表1

擊實方法擊實

層數每層

擊數擊實功

kJ/m3ωopt

%ρdmax

g/cm3所采用標準所用儀器

輕型擊實327598.220.01.69JTG E 40-2007ZB-03型多功能電動擊實儀

重型擊實3272677.218.11.73JTG E 40-2007

輕型擊實325592.219.21.67SL237-1999TDJ-Ⅲ型多功能電動擊實儀

重型擊實5562684.917.41.71SL237-1999

因此委托方首先應根據施工技術條款的規定確定采用何種擊實方法。如果沒有技術要求規定就根據土的粒徑、土質、施工部位的不同采用不同的擊實標準。如果施工工程是房室建筑工程應首選《土工試驗方法標準》（GB/T50123-1999）、水利工程的應首先選《水工試驗規程》SL237-1999、如果是公路路基的施工應首先選用《公路土工試驗規程》（JTG E 40-2007），如果是灰土的擊實試驗應根據工程施工技術要求及施工部位選用相應標準。

2.2取樣對擊實的影響

取樣時樣品的均勻性控制不好，如果取樣不準，即使其他方面控制的多么準確，最終的擊實數據也是不可靠的。所以取樣一定要認真細致，確保試樣能夠代表母體。但施工單位在抽取土樣時往往隨便抽取，抽取的試樣不具代表性，僅取了表層多可某一層，與現場所用試樣不相符，這些導致實驗室中做出的擊實試驗數據不能很好地指導工程現場。所以我們首先要把好土樣的取樣這一關，如果是現場原狀土的回填，取樣時應翻曬均勻后再抽取具有代表性的土樣，以確保數據的準確性。

2.3現場含水量的控制

通過擊實試驗我們可以得出該土的最優含水率和最大干密度。施工現場應該嚴格按照試驗做出的含水率進行施工現場的控制。如果施工現場的土含水量大于實驗室給出的最優含水率應該對施工現場的土進行翻曬；如果施工現場的土含水率比實驗室給出的最優含水率低應該對施工現場進行澆水養護。只有確保施工現場的含水率接近實驗室出據的最優含水率數據，并嚴格按規范進行現場壓實施工，才能得到接近最優干密度的結果，保證壓實度。

3、結語

土工擊實試驗數據對工程的施工有很重要的指導意義，我們在進行該項工序時應注意以下幾點： 1、施工現場取土樣注意一定要取均勻土質，切不可以點代面；2、在選用試驗標準的時候要嚴格按照施工技術條款要求選取，在沒有施工技術要求的時候要根據實際施工要求、施工部位進行標準選取；3、施工現場應該嚴格按照試驗做出的含水率進行施工現場的控制。現場施工的控制含水率越接近實驗室出據的最優含水率，并嚴格按規范進行現場壓實施工，所得到的最大干密度就越接近試驗室出據的該土體的最大干密度，就越能保證壓實度的實現。