土工击实试验过程中常见问题分析

王新荣，王莹，李翠

土工击实试验过程中常见问题分析

王新荣，王莹，李翠

（山东省水利勘测设计院，山东济南250014）

在实际的土工击实试验中，由于受各类因素的影响，导致试验的质量和结果不能达到预期目标，本文对击实试验过程中常见的一些问题进行了分析，提出了规避这些问题所采用的方法，可供土工试验同行借鉴参考。

土工试验；击实试验；问题；分析

压实度是控制和评定坝（堤）体填筑质量的主要技术指标，坝（堤）体填筑工程，击实试验是一项必做的试验项目。填筑土料颗粒及其夹杂物含量组成不同，击实试验的方法和步骤以及可能遇到的问题也有所不同，因此不同的填筑土料需分别进行击实试验，得出不同土料的最大干密度和最优含水率，避免造成控制质量指标过高或过低的现象发生。

1 土工试验的重要性

水利工程地质勘察工作中，除现场原位测试外，土工试验是提供岩土主要物理力学指标主要依据所在，土工试验质量在一定程度上决定着工程地质勘察工作是否真实、科学、合理。常规土工试验测定的指标主要有物理性指标和力学性指标。这些指标是工程地质勘察报告对各类岩土层进行工程地质条件分析评价数据的标准，是分析计算坝（堤）基沉降变形、渗漏、渗透变形、抗滑稳定等各类工程地质问题的依据之一。

2 土工击实试验中常见问题分析

2.1 土料的均匀性

为了获得准确的土料工程特性，需要科学地对现场采样进行控制，采集的土样样品应具有代表性。否则土工击实试验的获得试验数据准确性、可靠性就不能得到有效的保障，填筑土质量就不可控。

在拟开辟料场同批来料的料堆上取样时，在料堆的顶部、中部和底部，几个不同部位取样，将所取土样拌均之后，按四分法均分至试验室要求的总数量，务必使所取试样能代表本批来料的情况和品质。

2.2 土样的制备

试验的制备方法和击实试验的结果有着必然的联系。实践证明，烘干土的干密度是最大的，其次是风干土，最小的是天然土，含水率也会因为制备方法的不同而影响击实试验的结果。这对于粘性土影响最为明显，故在击实试验中，首先宜用风干土作为击实试验的样土，其次可以采用60℃以下的烘干土。

1）干土法。需要对土样进行风干处理，使得土样可以处于风干的状态，并将其置于橡皮板上。采用风干或低温烘干的方式，会使得土体内部的封闭气泡流失，尽管通过加工尽可能确保土体气泡的不流失，但实际上仍旧会导致土体的体积变化，对试验结果产生一定影响。

2）湿土法。湿土法不对土样进行烘干和风化处理，采用天然含水量的样品进行处理，进行过碾过筛，针对不同的含水量采用不同的处理方法，确保土样的质量。

在单位体积击实功相同的情况下，相对于两种制件方法的试验结果表明，不同的土样处理方法所获得的方法也存在差异，主要是由于含水量和孔隙的影响。其中干土法的干密度大于湿土法。同样，干土法的土样湿度远远小于湿土法。在实际的土工击实试验中，需要明确地对土样的制备方法进行标注，使相关试验人员可以分清不同制备方式的土样。

2.3 含水率的影响

土中含水率太大或太小都不能达到最大干密度。土体含水率太小，土中基本上只有强结合水，强结合膜太薄，因为粒间有摩阻力及引力，缺乏水的润滑作用，土颗粒间不易移动，导致土样难以达到密实状态，干密度也会偏小；含水率太大时，土中的自由水要占据一定的空间，土也不易密实。当土中的含水率为最优含水率时，土中具有一定的弱结合水膜，它可以发挥一定的滑腻作用，使得土样的密实效果可以得到提升，从而能够达到最大密实度。

2.4 击实功的影响

一般说来，干密度和锤击次数呈正相关，最优含水率与之呈负相关。此外，如果击实所施加的功不发生变化时，对锤击次数进行改变，同样会导致最大干密度、含水率发生变化。为此，在实际的土工击实试验中，需要重视锤击的基本参数，促使每次锤击可以保持统一的做功，使得锤击次数可以达到有效的抑制，从而使得试验可以获得准确的试验数据，确保试验质量，尽量减少误差。

2.5 土粒级配的影响

土粒级配对土工击实试验具有十分明显的影响，在实际的击实试验中，受到级配的影响，土样的击实会产生不同效果。尤其是级配良好的土样，由于粒径较为统一，结构较为松散，锤击可以有效地实现土样的压实，使得试验的效果得到保障；级配不够理想的土样，会受到粒径大小不均的影响，导致击实困难，影响试验的基本参数。

2.6 击实筒内余土高度的影响

击实后的余土高度也就是超过筒顶高的那部分，当余土高度为零时，以土的干密度和含水量为变量，所得到的关系曲线就是标准击实试验的曲线。但可能由于一些人为的因素，最后会残留不同的余土，而这些余土的存在必然会影响试验结果的准确性。余土高度不超过6 mm时，最终检测值如果控制在允许误差内，同时由于填料多采用杂填土，施工现场情况较为复杂，导致填筑质量差距较大。因此在试验时为了随时掌握现场土体的实际变化，应随时做好监控，及时对新发现的不同土料重新进行击实试验，并调整标准数据以满足施工需要。

2.7 超粒径颗粒的影响

实际击实试验过程中，需要重视粒径对试验的影响。尤其是土料中粒径过大的部分即超粒径颗粒，对试验的影响较为严重。试验规程中，对超粒径的规格进行了一定的限定，如果超粒径超出所确定的范围，则需要对目标数据进行调整和修正。如果修正过后的数据，仍旧与理想数据存在一定的差异，导致试验结果存在误差，影响坝（堤）体的施工质量。这种情况，需要重新进行采样，促使获得的数据具有良好的代表性，提高试验质量。

2.8 试验加水浸润与养护

土试样制备时，土试样中能否均匀准确地控制水量是保证击实试验中数据准确的最关键因素，一般的试验加水方法有体积控制法和称重控制法。其中称重控制法比体积控制法的效果要好，将试验中计算好的水量称量好后，均匀喷洒在土样内，并置于薄膜袋或者密闭容器内，放在阴凉处保湿，放置时间一般都在12～24 h之内。

3 结语

对填筑工程来说，土工试验中室内击实试验是非常关键的试验，通过击实试验提供准确可靠的数据来控制、指导和评价现场施工及质量。击实试验所测得的最大干密度的准确性和真实性直接关系到工程的质量和成本。最大干密度取值偏小则会影响施工质量，压实度达不到设计要求，最大干密度取值偏大则会增加施工成本。因此在试验时应严格按照标准操作，才能保证试验成果质量，为设计提供准确可靠的击实试验参数，最终确保工程施工质量。

[1]吴秀芳.解析公路试验检测技术［J］.科技视界，2014（23）：334-334.

[2]王宝.浅析公路试验检测技术［J］.科技创新与应用，2013（9）：141-156.

（责任编辑 迟明春）

TU411

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1009-6159（2017）-09-0011-02

2017-05-08

王新荣（1968—），女，工程师