王新榮，王瑩，李翠

土工擊實(shí)試驗(yàn)過程中常見問題分析

王新榮，王瑩，李翠

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南250014）

在實(shí)際的土工擊實(shí)試驗(yàn)中，由于受各類因素的影響，導(dǎo)致試驗(yàn)的質(zhì)量和結(jié)果不能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，本文對(duì)擊實(shí)試驗(yàn)過程中常見的一些問題進(jìn)行了分析，提出了規(guī)避這些問題所采用的方法，可供土工試驗(yàn)同行借鑒參考。

土工試驗(yàn)；擊實(shí)試驗(yàn)；問題；分析

壓實(shí)度是控制和評(píng)定壩（堤）體填筑質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)，壩（堤）體填筑工程，擊實(shí)試驗(yàn)是一項(xiàng)必做的試驗(yàn)項(xiàng)目。填筑土料顆粒及其夾雜物含量組成不同，擊實(shí)試驗(yàn)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(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，得出不同土料的最大干密度和最優(yōu)含水率，避免造成控制質(zhì)量指標(biāo)過高或過低的現(xiàn)象發(fā)生。

1 土工試驗(yàn)的重要性

水利工程地質(zhì)勘察工作中，除現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試外，土工試驗(yàn)是提供巖土主要物理力學(xué)指標(biāo)主要依據(jù)所在，土工試驗(yàn)質(zhì)量在一定程度上決定著工程地質(zhì)勘察工作是否真實(shí)、科學(xué)、合理。常規(guī)土工試驗(yàn)測(cè)定的指標(biāo)主要有物理性指標(biāo)和力學(xué)性指標(biāo)。這些指標(biāo)是工程地質(zhì)勘察報(bào)告對(duì)各類巖土層進(jìn)行工程地質(zhì)條件分析評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，是分析計(jì)算壩（堤）基沉降變形、滲漏、滲透變形、抗滑穩(wěn)定等各類工程地質(zhì)問題的依據(jù)之一。

2 土工擊實(shí)試驗(yàn)中常見問題分析

2.1 土料的均勻性

為了獲得準(zhǔn)確的土料工程特性，需要科學(xué)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采樣進(jìn)行控制，采集的土樣樣品應(yīng)具有代表性。否則土工擊實(shí)試驗(yàn)的獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可靠性就不能得到有效的保障，填筑土質(zhì)量就不可控。

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

2.2 土樣的制備

試驗(yàn)的制備方法和擊實(shí)試驗(yàn)的結(jié)果有著必然的聯(lián)系。實(shí)踐證明，烘干土的干密度是最大的，其次是風(fēng)干土，最小的是天然土，含水率也會(huì)因?yàn)橹苽浞椒ǖ牟煌绊憮魧?shí)試驗(yàn)的結(jié)果。這對(duì)于粘性土影響最為明顯，故在擊實(shí)試驗(yàn)中，首先宜用風(fēng)干土作為擊實(shí)試驗(yàn)的樣土，其次可以采用60℃以下的烘干土。

1）干土法。需要對(duì)土樣進(jìn)行風(fēng)干處理，使得土樣可以處于風(fēng)干的狀態(tài)，并將其置于橡皮板上。采用風(fēng)干或低溫烘干的方式，會(huì)使得土體內(nèi)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(shí)際上仍舊會(huì)導(dǎo)致土體的體積變化，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

2）濕土法。濕土法不對(duì)土樣進(jìn)行烘干和風(fēng)化處理，采用天然含水量的樣品進(jìn)行處理，進(jìn)行過碾過篩，針對(duì)不同的含水量采用不同的處理方法，確保土樣的質(zhì)量。

在單位體積擊實(shí)功相同的情況下，相對(duì)于兩種制件方法的試驗(yàn)結(jié)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于濕土法。在實(shí)際的土工擊實(shí)試驗(yàn)中，需要明確地對(duì)土樣的制備方法進(jìn)行標(biāo)注，使相關(guān)試驗(yàn)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(dá)到最大干密度。土體含水率太小，土中基本上只有強(qiáng)結(jié)合水，強(qiáng)結(jié)合膜太薄，因?yàn)榱ｉg有摩阻力及引力，缺乏水的潤(rùn)滑作用，土顆粒間不易移動(dòng)，導(dǎo)致土樣難以達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，干密度也會(huì)偏?。缓侍髸r(shí)，土中的自由水要占據(jù)一定的空間，土也不易密實(shí)。當(dāng)土中的含水率為最優(yōu)含水率時(shí)，土中具有一定的弱結(jié)合水膜，它可以發(fā)揮一定的滑膩?zhàn)饔?，使得土樣的密?shí)效果可以得到提升，從而能夠達(dá)到最大密實(shí)度。

2.4 擊實(shí)功的影響

一般說來，干密度和錘擊次數(shù)呈正相關(guān)，最優(yōu)含水率與之呈負(fù)相關(guān)。此外，如果擊實(shí)所施加的功不發(fā)生變化時(shí)，對(duì)錘擊次數(shù)進(jìn)行改變，同樣會(huì)導(dǎo)致最大干密度、含水率發(fā)生變化。為此，在實(shí)際的土工擊實(shí)試驗(yàn)中，需要重視錘擊的基本參數(shù)，促使每次錘擊可以保持統(tǒng)一的做功，使得錘擊次數(shù)可以達(dá)到有效的抑制，從而使得試驗(yàn)可以獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保試驗(yàn)質(zhì)量，盡量減少誤差。

2.5 土粒級(jí)配的影響

土粒級(jí)配對(duì)土工擊實(shí)試驗(yàn)具有十分明顯的影響，在實(shí)際的擊實(shí)試驗(yàn)中，受到級(jí)配的影響，土樣的擊實(shí)會(huì)產(chǎn)生不同效果。尤其是級(jí)配良好的土樣，由于粒徑較為統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)較為松散，錘擊可以有效地實(shí)現(xiàn)土樣的壓實(shí)，使得試驗(yàn)的效果得到保障；級(jí)配不夠理想的土樣，會(huì)受到粒徑大小不均的影響，導(dǎo)致?lián)魧?shí)困難，影響試驗(yàn)的基本參數(shù)。

2.6 擊實(shí)筒內(nèi)余土高度的影響

擊實(shí)后的余土高度也就是超過筒頂高的那部分，當(dāng)余土高度為零時(shí)，以土的干密度和含水量為變量，所得到的關(guān)系曲線就是標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)的曲線。但可能由于一些人為的因素，最后會(huì)殘留不同的余土，而這些余土的存在必然會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。余土高度不超過6 mm時(shí)，最終檢測(cè)值如果控制在允許誤差內(nèi)，同時(shí)由于填料多采用雜填土，施工現(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜，導(dǎo)致填筑質(zhì)量差距較大。因此在試驗(yàn)時(shí)為了隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)土體的實(shí)際變化，應(yīng)隨時(shí)做好監(jiān)控，及時(shí)對(duì)新發(fā)現(xiàn)的不同土料重新進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，并調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)以滿足施工需要。

2.7 超粒徑顆粒的影響

實(shí)際擊實(shí)試驗(yàn)過程中，需要重視粒徑對(duì)試驗(yàn)的影響。尤其是土料中粒徑過大的部分即超粒徑顆粒，對(duì)試驗(yàn)的影響較為嚴(yán)重。試驗(yàn)規(guī)程中，對(duì)超粒徑的規(guī)格進(jìn)行了一定的限定，如果超粒徑超出所確定的范圍，則需要對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和修正。如果修正過后的數(shù)據(jù)，仍舊與理想數(shù)據(jù)存在一定的差異，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果存在誤差，影響壩（堤）體的施工質(zhì)量。這種情況，需要重新進(jìn)行采樣，促使獲得的數(shù)據(jù)具有良好的代表性，提高試驗(yàn)質(zhì)量。

2.8 試驗(yàn)加水浸潤(rùn)與養(yǎng)護(hù)

土試樣制備時(shí)，土試樣中能否均勻準(zhǔn)確地控制水量是保證擊實(shí)試驗(yàn)中數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的最關(guān)鍵因素，一般的試驗(yàn)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(yàn)中計(jì)算好的水量稱量好后，均勻噴灑在土樣內(nèi)，并置于薄膜袋或者密閉容器內(nèi)，放在陰涼處保濕，放置時(shí)間一般都在12～24 h之內(nèi)。

3 結(jié)語

對(duì)填筑工程來說，土工試驗(yàn)中室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)是非常關(guān)鍵的試驗(yàn)，通過擊實(shí)試驗(yàn)提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)來控制、指導(dǎo)和評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)施工及質(zhì)量。擊實(shí)試驗(yàn)所測(cè)得的最大干密度的準(zhǔn)確性和真實(shí)性直接關(guān)系到工程的質(zhì)量和成本。最大干密度取值偏小則會(huì)影響施工質(zhì)量，壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，最大干密度取值偏大則會(huì)增加施工成本。因此在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作，才能保證試驗(yàn)成果質(zhì)量，為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確可靠的擊實(shí)試驗(yàn)參數(shù)，最終確保工程施工質(zhì)量。

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

[2]王寶.淺析公路試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（9）：141-156.

（責(zé)任編輯 遲明春）

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1009-6159（2017）-09-0011-02

2017-05-08

王新榮（1968—），女，工程師