馮建國(guó)

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)有限公司，天津 300250）

1 概述

用土作為堤、壩等構(gòu)筑物的填筑材料時(shí)，需要在室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工條件，獲得壓實(shí)填筑土的最大干密度和相應(yīng)的最優(yōu)含水率。室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)就是利用標(biāo)準(zhǔn)化擊實(shí)儀，獲取土的最大干密度與最優(yōu)含水率的方法，以此作為在現(xiàn)場(chǎng)控制施工碾壓土體質(zhì)量的最基本指標(biāo)，從而保證在一定施工條件下壓實(shí)填土達(dá)到設(shè)計(jì)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，所以擊實(shí)試驗(yàn)是填土工程設(shè)計(jì)施工中不可缺少的重要試驗(yàn)項(xiàng)目。試驗(yàn)成果的準(zhǔn)確與否直接影響著施工碾壓質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)，因此試驗(yàn)人員認(rèn)真總結(jié)分析影響試驗(yàn)成果的各種影響因素也是至關(guān)重要的。本文結(jié)合工程實(shí)例及試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，簡(jiǎn)述了試驗(yàn)方法、土料類型、試驗(yàn)人員的試驗(yàn)過(guò)程控制、儀器設(shè)備差異等因素對(duì)試驗(yàn)成果的影響。

2 影響擊實(shí)試驗(yàn)成果的因素

2.1 試驗(yàn)方法

擊實(shí)試驗(yàn)分為輕型擊實(shí)試驗(yàn)和重型擊實(shí)試驗(yàn)。該兩種方法的擊實(shí)功能不同，輕型試驗(yàn)適合水庫(kù)、堤防填土等方面，其單位體積擊實(shí)功能為592.2kJ/m3；重型試驗(yàn)適合高等級(jí)公路填土、機(jī)場(chǎng)跑道等方面，其單位體積擊實(shí)功能為2684.9kJ/m3。同一種土類采用不同的擊實(shí)方法獲取的擊實(shí)成果不同；不同的土類采用不同方法對(duì)擊實(shí)成果的影響程度也不同。本文將南水北調(diào)東線進(jìn)行輕型和重型擊實(shí)試驗(yàn)成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較，結(jié)果如表1。

表1 不同試驗(yàn)方法下不同土類擊實(shí)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)

上述結(jié)果表明：在同類土中，重型擊實(shí)試驗(yàn)成果相對(duì)輕型擊實(shí)試驗(yàn)成果，最大干密度增加，最優(yōu)含水率減少；不同類土中，重型擊實(shí)試驗(yàn)成果相對(duì)輕型擊實(shí)試驗(yàn)成果，土的黏粒含量越高，最大干密度增加的越多，最優(yōu)含水率減少的也越多；同樣也說(shuō)明了擊實(shí)功越大，土的最大干密度越大，而最優(yōu)含水率就越小，因此在試驗(yàn)前必須正確的選擇試驗(yàn)方法，才能取得符合工程實(shí)際的試驗(yàn)參數(shù)。

2.2 土料的類型

決定擊實(shí)試驗(yàn)成果的內(nèi)在因素就是土的顆粒級(jí)配及土的界限含水率等指標(biāo)，不同類土擊實(shí)試驗(yàn)成果不同，同類土顆粒級(jí)配不同、礦物成分不同擊實(shí)試驗(yàn)成果也會(huì)存在較大差異，本文將云華水庫(kù)土料擊實(shí)成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2。

表2 輕型擊實(shí)試驗(yàn)方法下不同土類擊實(shí)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)

上述結(jié)果表明：在相同擊實(shí)功能的情況下，不同類土，土的黏粒含量越高，最大干密度越小，最優(yōu)含水率越大；同類土顆粒級(jí)配不同，含礫的土最大干密度大于不含礫的土，最優(yōu)含水率小于不含礫的土；同類土中顏色為灰黑色，含有機(jī)質(zhì)，比重較小的土，最大干密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同類土、最優(yōu)含水率較大；在表2的輕型擊實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，無(wú)論試驗(yàn)結(jié)果大小，土的最優(yōu)含水率與土的塑限相差均在2%左右，符合最優(yōu)含水率與塑限接近的規(guī)律，因此需要試驗(yàn)人員在試驗(yàn)前一定要做好顆粒分析及液塑限這兩項(xiàng)基礎(chǔ)試驗(yàn)，以便在前期土料擊實(shí)樣品的含水率控制和后期分析擊實(shí)試驗(yàn)成果準(zhǔn)確性方面作為參考依據(jù)。

2.3 試驗(yàn)人員試驗(yàn)過(guò)程控制

試驗(yàn)人員的試驗(yàn)過(guò)程是否正確是決定試驗(yàn)成果準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素。在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意試驗(yàn)用土、試驗(yàn)配水、擊實(shí)過(guò)程中分層、擊數(shù)及擊實(shí)后余土的高度、重復(fù)使用土樣、存在著超限粒徑土顆粒等問(wèn)題。

2.3.1 試驗(yàn)用土一般采用風(fēng)干土

烘干容易使土中的某些膠質(zhì)或有機(jī)質(zhì)灼燒或分解，致使失去膠粒與水作用的活性，重新加水后不能復(fù)原，影響擊實(shí)試驗(yàn)成果。一般烘干土獲得的最優(yōu)含水率偏小，最大干密度偏大。

2.3.2 試驗(yàn)加水量應(yīng)先測(cè)得風(fēng)干土的含水率

根據(jù)土的塑限估算最優(yōu)含水率，確定了最優(yōu)含水率再向前后含水率遞增2%各確定兩點(diǎn)，最終根據(jù)含水率、土重、風(fēng)干含水率計(jì)算各點(diǎn)的加水量。一般最優(yōu)點(diǎn)按塑限的±2%考慮，確定了加水量在配水過(guò)程中還要拌合均勻并靜置12h以上，黏土應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)，加水量、拌和與養(yǎng)護(hù)直接影響著擊實(shí)試驗(yàn)的正確與否。

2.3.3 擊實(shí)試驗(yàn)分層加土要均勻

擊實(shí)的擊數(shù)要符合規(guī)程，擊實(shí)后的余土高度一般不應(yīng)大于6mm。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的擊實(shí)曲線是余土高度為零時(shí)的單位體積擊實(shí)功下的干密度與含水率的關(guān)系曲線，余土高度增大，關(guān)系曲線上的干密度就不是一定擊實(shí)功下的干密度，試驗(yàn)結(jié)果的誤差會(huì)增大。

2.3.4 不要重復(fù)使用土樣

重復(fù)使用土樣對(duì)最大干密度和最優(yōu)含水率及其他物理性質(zhì)指標(biāo)均有一定影響，根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明：重復(fù)用土對(duì)最大干密度度影響最大差值可達(dá)0.05～0.08g/cm3，對(duì)最優(yōu)含水率影響較小。

2.3.5 存在超限粒徑土顆粒

當(dāng)土料中存在大于擊實(shí)儀容器容許的最大粒徑土顆粒時(shí)，其含量不同對(duì)填土的最大干密度和最優(yōu)含水率影響也不同。受儀器尺寸的限制，小容器必須過(guò)5mm孔徑篩，大容器必須過(guò)20mm孔徑篩。因此，當(dāng)土料中的超限粒徑顆粒含量小于30%時(shí)，應(yīng)對(duì)擊實(shí)后成果進(jìn)行校正，修正后的最大干密度增大，最優(yōu)含水率減小。當(dāng)土料中的超限粒徑顆粒含量超過(guò)30%，此時(shí)由于大顆粒的骨架作用和孔隙將不能被細(xì)粒土所充分填充，影響到擊實(shí)試驗(yàn)成果，需要采用粗顆粒土擊實(shí)試驗(yàn)方法。

2.4 試驗(yàn)儀器設(shè)備

試驗(yàn)儀器設(shè)備的精度直接影響著試驗(yàn)成果的準(zhǔn)確性，為了確保儀器設(shè)備的精度，使用的天平、土樣篩和烘箱應(yīng)按周期進(jìn)行檢定，試驗(yàn)人員并應(yīng)對(duì)檢定證書進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的精度后方可使用；擊實(shí)儀應(yīng)按自校規(guī)程進(jìn)行校驗(yàn)，以滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的精度要求，否則不能進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)。為了確保儀器設(shè)備正常運(yùn)行，能夠提供準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，還應(yīng)定期進(jìn)行保養(yǎng)。良好的儀器設(shè)備再加上試驗(yàn)人員正確操作才能確保提供的試驗(yàn)成果準(zhǔn)確無(wú)誤，因此要加強(qiáng)試驗(yàn)人員對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)意識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

擊實(shí)試驗(yàn)是土工試驗(yàn)中一項(xiàng)最基本試驗(yàn)，也是為工程設(shè)計(jì)、施工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一項(xiàng)重要試驗(yàn)項(xiàng)目，本文結(jié)合工程實(shí)例及試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)簡(jiǎn)述了影響試驗(yàn)成果的主要因素，并對(duì)土類、擊實(shí)功不同對(duì)試驗(yàn)成果的影響進(jìn)行了分析，希望能在今后的工作中，給試驗(yàn)人員在質(zhì)量控制方面以借鑒和參考。