土工擊實試驗過程中常見問題分析

王新榮，王瑩，李翠

土工擊實試驗過程中常見問題分析

王新榮，王瑩，李翠

（山東省水利勘測設計院，山東濟南250014）

在實際的土工擊實試驗中，由于受各類因素的影響，導致試驗的質量和結果不能達到預期目標，本文對擊實試驗過程中常見的一些問題進行了分析，提出了規避這些問題所采用的方法，可供土工試驗同行借鑒參考。

土工試驗；擊實試驗；問題；分析

壓實度是控制和評定壩（堤）體填筑質量的主要技術指標，壩（堤）體填筑工程，擊實試驗是一項必做的試驗項目。填筑土料顆粒及其夾雜物含量組成不同，擊實試驗的方法和步驟以及可能遇到的問題也有所不同，因此不同的填筑土料需分別進行擊實試驗，得出不同土料的最大干密度和最優含水率，避免造成控制質量指標過高或過低的現象發生。

1 土工試驗的重要性

水利工程地質勘察工作中，除現場原位測試外，土工試驗是提供巖土主要物理力學指標主要依據所在，土工試驗質量在一定程度上決定著工程地質勘察工作是否真實、科學、合理。常規土工試驗測定的指標主要有物理性指標和力學性指標。這些指標是工程地質勘察報告對各類巖土層進行工程地質條件分析評價數據的標準，是分析計算壩（堤）基沉降變形、滲漏、滲透變形、抗滑穩定等各類工程地質問題的依據之一。

2 土工擊實試驗中常見問題分析

2.1 土料的均勻性

為了獲得準確的土料工程特性，需要科學地對現場采樣進行控制，采集的土樣樣品應具有代表性。否則土工擊實試驗的獲得試驗數據準確性、可靠性就不能得到有效的保障，填筑土質量就不可控。

在擬開辟料場同批來料的料堆上取樣時，在料堆的頂部、中部和底部，幾個不同部位取樣，將所取土樣拌均之后，按四分法均分至試驗室要求的總數量，務必使所取試樣能代表本批來料的情況和品質。

2.2 土樣的制備

試驗的制備方法和擊實試驗的結果有著必然的聯系。實踐證明，烘干土的干密度是最大的，其次是風干土，最小的是天然土，含水率也會因為制備方法的不同而影響擊實試驗的結果。這對于粘性土影響最為明顯，故在擊實試驗中，首先宜用風干土作為擊實試驗的樣土，其次可以采用60℃以下的烘干土。

1）干土法。需要對土樣進行風干處理，使得土樣可以處于風干的狀態，并將其置于橡皮板上。采用風干或低溫烘干的方式，會使得土體內部的封閉氣泡流失，盡管通過加工盡可能確保土體氣泡的不流失，但實際上仍舊會導致土體的體積變化，對試驗結果產生一定影響。

2）濕土法。濕土法不對土樣進行烘干和風化處理，采用天然含水量的樣品進行處理，進行過碾過篩，針對不同的含水量采用不同的處理方法，確保土樣的質量。

在單位體積擊實功相同的情況下，相對于兩種制件方法的試驗結果表明，不同的土樣處理方法所獲得的方法也存在差異，主要是由于含水量和孔隙的影響。其中干土法的干密度大于濕土法。同樣，干土法的土樣濕度遠遠小于濕土法。在實際的土工擊實試驗中，需要明確地對土樣的制備方法進行標注，使相關試驗人員可以分清不同制備方式的土樣。

2.3 含水率的影響

土中含水率太大或太小都不能達到最大干密度。土體含水率太小，土中基本上只有強結合水，強結合膜太薄，因為粒間有摩阻力及引力，缺乏水的潤滑作用，土顆粒間不易移動，導致土樣難以達到密實狀態，干密度也會偏??；含水率太大時，土中的自由水要占據一定的空間，土也不易密實。當土中的含水率為最優含水率時，土中具有一定的弱結合水膜，它可以發揮一定的滑膩作用，使得土樣的密實效果可以得到提升，從而能夠達到最大密實度。

2.4 擊實功的影響

一般說來，干密度和錘擊次數呈正相關，最優含水率與之呈負相關。此外，如果擊實所施加的功不發生變化時，對錘擊次數進行改變，同樣會導致最大干密度、含水率發生變化。為此，在實際的土工擊實試驗中，需要重視錘擊的基本參數，促使每次錘擊可以保持統一的做功，使得錘擊次數可以達到有效的抑制，從而使得試驗可以獲得準確的試驗數據，確保試驗質量，盡量減少誤差。

2.5 土粒級配的影響

土粒級配對土工擊實試驗具有十分明顯的影響，在實際的擊實試驗中，受到級配的影響，土樣的擊實會產生不同效果。尤其是級配良好的土樣，由于粒徑較為統一，結構較為松散，錘擊可以有效地實現土樣的壓實，使得試驗的效果得到保障；級配不夠理想的土樣，會受到粒徑大小不均的影響，導致擊實困難，影響試驗的基本參數。

2.6 擊實筒內余土高度的影響

擊實后的余土高度也就是超過筒頂高的那部分，當余土高度為零時，以土的干密度和含水量為變量，所得到的關系曲線就是標準擊實試驗的曲線。但可能由于一些人為的因素，最后會殘留不同的余土，而這些余土的存在必然會影響試驗結果的準確性。余土高度不超過6 mm時，最終檢測值如果控制在允許誤差內，同時由于填料多采用雜填土，施工現場情況較為復雜，導致填筑質量差距較大。因此在試驗時為了隨時掌握現場土體的實際變化，應隨時做好監控，及時對新發現的不同土料重新進行擊實試驗，并調整標準數據以滿足施工需要。

2.7 超粒徑顆粒的影響

實際擊實試驗過程中，需要重視粒徑對試驗的影響。尤其是土料中粒徑過大的部分即超粒徑顆粒，對試驗的影響較為嚴重。試驗規程中，對超粒徑的規格進行了一定的限定，如果超粒徑超出所確定的范圍，則需要對目標數據進行調整和修正。如果修正過后的數據，仍舊與理想數據存在一定的差異，導致試驗結果存在誤差，影響壩（堤）體的施工質量。這種情況，需要重新進行采樣，促使獲得的數據具有良好的代表性，提高試驗質量。

2.8 試驗加水浸潤與養護

土試樣制備時，土試樣中能否均勻準確地控制水量是保證擊實試驗中數據準確的最關鍵因素，一般的試驗加水方法有體積控制法和稱重控制法。其中稱重控制法比體積控制法的效果要好，將試驗中計算好的水量稱量好后，均勻噴灑在土樣內，并置于薄膜袋或者密閉容器內，放在陰涼處保濕，放置時間一般都在12～24 h之內。

3 結語

對填筑工程來說，土工試驗中室內擊實試驗是非常關鍵的試驗，通過擊實試驗提供準確可靠的數據來控制、指導和評價現場施工及質量。擊實試驗所測得的最大干密度的準確性和真實性直接關系到工程的質量和成本。最大干密度取值偏小則會影響施工質量，壓實度達不到設計要求，最大干密度取值偏大則會增加施工成本。因此在試驗時應嚴格按照標準操作，才能保證試驗成果質量，為設計提供準確可靠的擊實試驗參數，最終確保工程施工質量。

[1]吳秀芳.解析公路試驗檢測技術［J］.科技視界，2014（23）：334-334.

[2]王寶.淺析公路試驗檢測技術［J］.科技創新與應用，2013（9）：141-156.

（責任編輯 遲明春）

TU411

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1009-6159（2017）-09-0011-02

2017-05-08

王新榮（1968—），女，工程師