土工壓實度超百現象的原因分析及預防措施*

胡鳳山 高永利 王曉梅 楊 凱

內蒙古興泰建設集團有限公司 鄂爾多斯 017010

1 土工壓實度超百的原因分析

在論述該問題之前，我們有必要重新研究一下2個基本概念：一個是最大干密度，另一個是土工壓實度超百。

目前，較多試驗室認為《土工試驗方法標準》（GB/T 50123—1999）中提出的最大干密度是一個絕對的概念，也就是說，運用標準擊實法試驗得出的最大干密度是不可超越的，已經達到了土的壓實極限。在此觀點的基礎上，認為土工壓實度超百是一個錯誤的概念，應為土工壓實度試驗超百。也就是說，只有試驗數據會出現超百現象，而實際施工是不可能出現超百現象的。據此，我們進一步做一個推論，如果此種觀點成立，那么增加標準擊實次數、錘體質量、錘體落距，得出的最大干密度必然小于或者最多等于標準擊實得出的數據。事實究竟是不是如此呢？

為了驗證這一疑問，我們進行了3個對比試驗（表1）：增加擊實次數與標準擊實次數得出的最大干密度進行對比，增加錘體質量與標準錘體質量得出的最大干密度進行對比，增加錘體落距與標準落距得出的最大干密度進行對比。每個試驗結果都是選用同一種土質，通過均質性處理，進行10次試驗的算術平均值。

通過試驗可知，標準擊實法得到的最大干密度并不是一個絕對的概念，而只是針對于標準擊實次數、標準錘體質量和標準錘體落距的條件下所得出的一個相對值。基于這個基礎，壓實度超百這一概念也是完全正確的，并不僅僅指的是試驗數據的超百。

表1 對比試驗結果

1.1 施工過程造成的超百

1）由于現場施工人員技術水平有限，出于負責的態度，卻錯誤地以為壓的遍數越多、施加質量越大就越接近標準擊實的最大干密度，從而造成壓實度超百。

2）在實際施工中，很多操作人員不控制加水數量而采用同樣的壓實工藝，必然會造成部分區域壓實度不合格，部分區域壓實度超百的現象。

1.2 擊實試驗過程中的誤差

1）取樣人員隨意、集中取樣，而現場土樣又不均勻，導致擊實試驗所用的土樣和現場使用的填土不相統一，不具備代表性；

2）分層擊實時，幾次填土數量或多或少，填得少時便打擊過大；填得多時，則打擊過小，導致最后得出的擊實數據不準確。對此，我們也進行了試驗（表2）；

3）在人工擊實時，提錘不到位，導致錘體落距減小，造成擊實數據偏小。

表2 填土比例不同進行擊實的試驗結果

1.3 壓實度試驗過程中的誤差

在進行灌砂試驗時，部分試驗室為了節約成本，反復使用標準砂，一種辦法是使用塑料袋進行回收，而試坑形狀不能非常規則，塑料袋繃緊時標準砂不能完全填滿試坑，另外塑料袋本身會占用一定的試坑體積，所以計算得出的試坑體積偏小，導致檢測出的干密度偏大；另一種辦法是不用塑料袋，現場進行過篩回收標準砂，然后直接使用，這完全是一種錯誤的做法。我們進行灌砂試驗的前提就是已知的標準砂密度。

通常情況下，標準砂和砂土混合，密度會有所增加，所以就會導致計算出的試坑體積偏小，造成壓實度偏大。對此，我們也進行了試驗（表3）。

表3 標準砂回收直接使用試驗結果

假設最大干密度為2.08 g/cm3，則使用標準砂進行灌砂試驗得出的壓實度為99%；同樣的土質，使用過篩回收后的砂進行灌砂試驗得出的壓實度為102%，已經超百了。

另外，在用環刀法進行壓實度試驗時，由于操作不當，環刀在打入土中時用力過猛或者有些檢測人員在將環刀打入土中后又進行打擊，這樣會導致已經取入環刀中的土樣進行二次壓實，造成壓實度超百現象。

2 壓實度超百的預防措施

2.1 嚴格控制試驗過程，摒棄不規范做法

1）在進行擊實試驗取土時，應根據現場土質情況，將土堆進行等量劃分，在每個點上取少量土樣，集中后混合均勻作為擊實土樣。尤其是使用現場原土進行回填時，由于土質不能完全統一，故應根據實際情況分析土質差別，取樣時也應先分點取樣，再集中混合。當土質差別較大時，應分別進行擊實試驗，以多個擊實數據對比各種土質的壓實度。

2）在擊實試驗過程中，分層填土時應盡量等分，必要時可預估干密度，計算出填土總量，然后精確稱量每層填土質量。在采用人工擊實時，盡可能提錘到位，使錘體的落距更準確；人工移動錘體時，應盡可能地規范，確保每點擊實均勻。

3）在進行灌砂試驗時，建議嚴格按照標準操作，挖掘的試坑盡可能規則，出現塌方現象應重新進行挖坑，深度應足夠。進行灌砂操作時，要盡量避免搖動砂筒，砂子應充分干燥，堅決杜絕標準砂回收過篩直接使用的情況發生。若需要回收時，應回收至試驗室，過篩后進行充分混合，重新標定密度后方可使用。若采用塑料袋回收標準砂，應盡量將塑料袋緊貼坑壁。另外，采用塑料袋回收標準砂前，應先和不用塑料袋的耗砂量進行對比，找出差值，作為修正系數，在實際試驗過程中使用。

4）用環刀法檢測土工壓實度時，應用力緩慢、均勻，刀蓋孔冒出土后應停止打擊，確保環刀里的土不受到二次打擊。

2.2 嚴格控制施工過程，避免壓實做功當量過大

1）先進行小面積回填，采用準備使用的壓實設備進行一定數量的碾壓，然后檢測實際干密度，與標準擊實法得出的最大干密度進行對比，得出壓實度。

2）如碾壓后的壓實度已經超百，則重新選取小面積進行回填，減少碾壓遍數；如碾壓后的壓實度沒有超百，而且不合格，則每碾壓一遍就檢測一次壓實度，直到壓實度合格，此時所得到的碾壓遍數就是實際施工時所需的碾壓遍數。

3）在進行壓實功當量比對試驗以及在現場壓實時，應盡可能按照標準擊實法試驗得出的最優含水率定量灑水，保證混合均勻，這樣，采用統一的壓實工藝時，才能保證壓實度既合格又不會超百。

3 結語

綜上所述，壓實度超百現象是有理論支持的，也是完全可以事先控制的。在實際施工過程中，只要善于研究分析問題，及時找出壓實度超百的原因，此問題就能得到控制。同時，在控制壓實度超百現象時，要多方面考慮問題，應先分析試驗的誤差。當減少碾壓遍數或降低碾壓質量時，應事先做好做功當量的比對，以免給工程質量造成一定的隱患。