室內土工擊實試驗與現場回填土檢測探討

楊文婷

（廣東省建筑材料研究院有限公司）

0 前言

實際工程中，經常使用各類土作為填筑材料，填土過程中，基地的壓實度直接影響著工程項目的質量，為了保證土體的壓實質量，要對填筑材料進行土工擊實試驗，檢測出最佳含水量和最大干密度，為后續設計、施工提供主要依據。

1 室內土工擊實試驗的意義

室內土工擊實試驗是模擬現場壓實原理，通過確定填料問題，如最大干密度、含水量等，以確保填土層壓實度滿足試驗要求。通常來說，不同土樣的含水量不同，其壓實工作量也不同，通過對含水量的檢測來進一步確定壓實工作量。土樣中的含水量只有達到一定的標準以后，才具有最強硬度，工程質量隨之上升，而室內土工擊實試驗是使用一定的方式來檢測室內土樣的最佳含水量，只有確定了室內土樣的最優含水量，才能夠確保后續的回填土作業能夠穩定進行，一般來說，回填土的含水量要與室內土樣的最優含水量接近，這樣才能夠保證回填土壓得最緊實，確保工程質量，達到精準化要求。

2 室內土工擊實試驗對試樣的要求

土方開挖工作與回填土工作在建筑項目工程中十分重要，因此，在進行室內土工擊實試驗的過程中，對試驗試樣的要求也是非常高，該試驗有著非常嚴格的一套制約條件。本試驗分輕型擊實和重型擊實。根據工程具體要求，選用輕型或重型試驗方法，工程上含水率高的土碾壓過程中易出現“彈簧”現象，宜采用輕型擊實試驗。根據土的性質可分別采用干土法和濕土法準備試樣。首次使用與重復使用的擊實土樣，兩者的最大干密度和最佳含水率均有差異，因此擊實試驗后的試料不宜重復使用。其中，干土法按四分法準備試樣，加入相應的水分，將其拌和均勻后悶料，經過一夜之后使用。濕土法，若為高含水率的土，則可以省略過篩步驟，用手分揀出粒徑大于40 mm的粗粒。當粒徑大于40mm的顆粒含量大于5% 且不大于30% 時，應對試驗結果進行校正[1]。

3 影響室內土工擊實試驗結果準確性的因素

3.1 擊實功的不同對擊實性能產生影響

擊實功是直接影響著土樣含水量和壓實密度的因素，針對同一試樣，若使用的擊實功不同，則土樣的最佳含水量和最大干密度也會存在著差異。用來反映土樣在不同含水量時被相同擊實功作用時的密度曲線被稱為擊實曲線，而當擊實功不同時，擊實曲線的整體形狀不會發生較大變化，但擊實曲線的整體位置會隨著擊實功的增大逐漸向左上方移動，使得試驗土樣的最大干密度增加，最佳含水量降低。重型擊實法的單位擊實功約為輕型擊實法的4.5 倍，在使用輕型擊實儀進行擊實工作與使用重型擊實儀進行擊實工作所得到的試樣最大干密度也有所差距。因此，在進行室內土工擊實試驗時，一定要嚴格按照試樣的粒徑大小來選擇擊實儀器，避免因試驗結果準確率較低而影響到工程的整體質量。

3.2 試驗的用土對試驗結果產生影響

室內土工擊實試驗的土樣種類較多，不同種土樣對于試驗結果產生的影響也不相同。在進行室內土工擊實試驗的過程中，可以選擇風干土、天然土以及烘干土等不同土樣來進行試驗。通常來說，試驗結果中最佳含水量最大的應該是天然土，烘干土最?。欢畲蟾擅芏戎底畲蟮膽撌呛娓赏粒烊煌磷钚。伙L干土的最佳含水量和最大干密度值與天然土十分接近，這是由于風干土是采用自然的干土法處理過的土樣，而烘干土是采用灼燒的方法處理過的土樣，烘干土在灼燒的過程中，土樣內的一些有機質和膠質遭到一定的破壞，導致有機質和膠質失去活性無法與水作用，因此最佳含水量較低，室內土工擊實的試驗結果與現場土樣也不相同?；诖?，若室內土工擊實試驗與現場回填土檢測精準度試驗時，最好選擇風干土作為試樣，這樣才能夠確保后續的工程質量[2]。

3.3 對含水量的控制影響試驗結果

對于試驗含水量的控制主要體現在對土樣的處理工作中，在處理土樣的過程中，應當根據計算得的含水量將水均勻地噴灑在土樣上，保證土樣的含水量達標，才能夠確保室內土工擊實試驗結果的準確率較高。處理土樣的具體操作為，準備一份土樣放在天平的托盤中，將計算好的水量放在一個噴水設備中，然后均勻地將水噴灑進土樣，同時觀察托盤中濕土的質量變化，直到濕土質量達標后將濕土攪拌均勻，最后裝入密閉容器或密封的塑料袋中浸潤備用。不同的土樣浸潤時間不同，一般不超過24h，以保證土粒中的水分擴散均勻，能夠達到預期的含水量，這樣才能夠提高土工擊實試驗的準確率。

3.4 擊實后的余土高度影響試驗結果

余土高度就是指擊實后高出擊實筒的土量，產生余土的主要原因是人為試驗存在著一定的誤差，通常情況下，余土高度要略高于擊實筒的上沿，擊實曲線是將余土看為零的情況下制作的，但實際是由操作的過程中，沒有辦法將余土控制為零，導致擊實曲線的數據也出現一定的誤差。余土高度越大，其單位體積內樣土受到的擊實力就會越小，最終影響著試驗結果，使得工程質量無法達標。因此，為了盡量減小土工擊實試驗的誤差，就應當盡量減小余土高度，采用一定的措施對余土高度進行控制。應當在每次的土工擊實試驗當中記錄好加土的重量，然后根據以往試驗中的加土量確定本次試驗的加土量。以小擊實筒五層法試驗為例，取備好的土樣分五次倒入筒內（其量應使擊實后的土樣等于或略高于筒高的1/5），整平表面，稍加壓緊，進行第一層土的擊實，第一層土擊實完后，檢查該層高度是否合適，以便調整之后幾層的試樣用量，注意兩層交接面“拉毛”后再裝入套筒，重復上述方法進行其余各層土的擊實，這樣可以有效減小試驗結果的誤差。最后一層試樣擊實后，小擊實筒試樣不應高出筒頂面5mm，而大擊實筒試樣不應高出筒頂面6mm。

3.5 土樣的配級影響擊實性能

土樣中的黏土粒含量以及土樣的配級不同會導致相同擊實功作用下的擊實性能不同，最終影響試驗結果。根據以往的試驗結果來看，在相同擊實功的作用下，黏性土樣的顆粒越小，其最大干密度就越小，最佳含水量越大擊實就會越困難；土樣的配級越好，土樣顆粒越大，其最大干密度越大，最佳含水量越低，擊實效果也更好，若配級較低則擊實效果較差，影響著擊實性能。因此，在選擇土樣時，應當盡量選擇配級較良好的土樣來進行試驗。

4 對室內土工擊實試驗數據的處理

室內土工擊實試驗的數據處理是該試驗的關鍵環節之一，也是直接影響著土工擊實試驗結果準確率的因素之一，對室內土工擊實試驗數據處理的過程中，主要會運用到三種處理方法，分別是最小二乘法、手工繪圖法以及表格擬合法。圖1 為某工程含水率與式樣干密度關系曲線圖。

圖1 含水率與試樣干密度關系曲線

4.1 最小二乘法

最小二乘法的應用原則是保證偏差的平方和數值最小，也是利用近似曲線類擬合數據的方法。其具體應用方法為，在室內土工擊實試驗時，保留5 組有關最佳含水量和最大干密度的數據，利用最佳含水量和最大干密度數據設置方程組，將偏差的平方和數值控制在最小值，然后利用方程組來計算試驗結果，這種數據處理方法較為復雜，因此不建議經常使用。

4.2 手工繪圖法

手工繪圖法就是將檢測土樣的含水量和干密度作為橫縱坐標，繪制直角坐標系，土樣的含水量數值作為橫坐標，干密度數值作為縱坐標，在直角坐標系上繪制兩者相關的曲線，則曲線橫縱坐標的兩個峰值就分別表示為最佳含水量和最大干密度值，若曲線不能繪出明顯的峰值點，就要進行補點試驗；若曲線上的離散點較多也要重做實驗，保證試驗結果的準確率。該方法的缺點就是，手工繪圖會產生一定的偏差，而且不同繪圖人員所繪制的曲線也會存在一定的偏差，使得試驗結果不準確。

4.3 表格擬合法

表格擬合法就是利用電子表格來進行數據的擬合，室內土工擊實試驗測得的土樣干密度與含水量的數值是存在著多項式關系的，利用表格擬合法可以列出兩種數值的多項式函數，利用函數在電腦上繪制出擊實曲線圖，曲線圖的兩個峰值就是所求得的最大干密度和最佳含水量數值，這種方法與手工繪圖法相比準確率較高，因此在實際工程中，該方法的應用率也較高。

5 回填土壓實度檢測

壓實度是填土現場取樣的干密度與由室內土工擊實試驗得到的試樣的最大干密度之比，室內土工擊實試驗的結果將引導現場回填土的施工。一般情況下，若土粒直徑過大，其壓實度較小，就不可以作為室內土工擊實試驗的回填土，而回填土的壓實度是否合格需要在室內試驗中進行檢測得出[3]?；靥钔恋膲簩嵍葲Q定了回填土的質量，通常情況下，工程要求回填土放入壓實度接近1，這樣才能夠保證壓實的質量較高。室內回填土的檢測試驗主要是通過模擬工程項目來進行，在試驗過程中要依據工程項目的實際情況來要求回填土的壓實度，可以通過環刀法、灌砂法、核子密度儀法測出回填土的干密度，要注意回填土的壓實方式以及壓實能量都要保持在土壤的形變范圍內。

6 結論

綜上所述，室內土工擊實試驗和回填土檢測能夠確保土樣的壓實度達標，提高工程質量，因此一定要控制好試驗條件，提高試驗的準確率。由本文分析可知，影響室內土工擊實試驗與回填土壓實度結果準確性的因素包括對擊實功的控制、選取合適的樣土、對土樣含水量的控制、余土高度以及土樣的配級等。