土工击实试验方法中几个常见问题分析

康 红

(新疆道路桥梁工程总公司第一工程处)

0 引言

压实度是控制公路工程质量的重要技术指标，其值受衡量压实度的标准密度的尺度因素影响，而做标准击实试验即为了获取填筑土体的最大干密度和相应的最佳含水率，是在模拟现场施工机械和方法的条件下找出最大干密度和含水率，并结合现场填料实测干密度得出填土层的压实度便于指导现场施工，试验方法是取多份不同含水量的填料按照规定的击实功进行筒内击实，之后称重并测定含水率，以得出不同的干密度，由于该试验的影响因素较大，认为主观随意性易导致试验值与真实值偏离甚至发生质量事故，因此分析解决检测过程中存在的问题利于保证检测结果的真实性，并利于保证施工质量。

1 土工击实试验中常见问题分析

1.1 检测方法

室内标准击实试验的制样方法包括干法和湿法两种，干法是将试样风干或低温烘干，之后碾碎过筛，湿法则是将天然含水率的试样碾碎过筛，高含水率土可省略过筛步骤)。试验显示对于高含水率土体而言干法求得的最大干密度较湿法求得的最大干密度大，而最佳含水率则较小，形成原因主要是含水率高时要将大部分土团原结构破坏重新排列几乎不可能，而实际施工中的粉碎程度也很难达到风干或低温烘干过筛的程度，因此将导致最大干密度大，最佳含水率小;而对于非高含水率的土体而言，因其相对易粉碎，因此两种检测方法结果差别并不明显。因此对于高含水量的土体则适于湿法试验，若采用干法则无形中会提高对土基压实标准的要求，而在实际施工中则往往很难达到，最终必然导致检测不合格的假象，并会增加施工成本。

1.2 土样制备方法

土样制备方法不同将导致试验结果不同，因烘干土样的最大干密度值最大，风干土样次之，天然土样最小，而最佳含水率则烘干土样最小，且烘干土对最大干密度的影响最大，由于在制备过程中土料事先烘干导致其散失基本的含水率而导致土体颗粒间封闭气泡随水分散失而消失，虽在击实土料制作时添加水份但在短时间形成的封闭气泡毕竟有限，而土体颗粒为承担击实功能的主体并导致土体发生永久性体积变化，最终得到较高的干密度;同时烘干过程中的粉碎过筛处理将得到足够的细颗粒来填充粗颗粒间的孔隙而获得较高密实度。而湿法制料虽土料含有一定的水分，且在试验前经过适当的暴晒或风干处理，但其最终土样内保留了一定的含水率，因此土体内封闭气泡绝大部分得以保存，导致试验过程中很大一部分击实功由孔隙气承担而转化为孔隙压力，而击实时气泡体积减小也是短暂的，且在土体击实后的回弹量较大导致永久性变形较小，同时湿法制料过程中不易进行粉碎过筛处理，导致土体颗粒相对较大而不能填充大颗粒间孔隙，因此应尽量采用风干土样或天然土样。

1.3 土样重复使用

击实试验过程中会将土样内的部分颗粒破坏，从而改变土体的级配及结构，导致粒径变细、比表面积增大;而击实试验后土样难分散更不利于被水浸透，击实能量越大其干密度差别也越大，其恢复到原来的状态更为困难，因此将影响试验精度，所以一般情况下土样不宜重复使用，而应采用新土进行试验。但如不重复使用土样将导致土样的运输和式样工作量增加近5倍，因此规定除易击碎的土样外土样可重复使用。

1.4 击实筒内余土高度

余土高度指击实试验完成后超过击实筒上沿的部分土柱高度，而标准击实曲线是指在余土高度为零时单位体积击实功下干密度和含水率的等功能曲线，但由于人为操作因素必将留有不同程度的余土，而余土存在势必影响试验结果，且随着余土高度增加试样的单位体积相对增大，所受的单位体积击实功相应减小，此时曲线上各点对应的不是等功下的干密度而导致结果增大，并会导致试验数据分散，大量试验结果表明余土高度不超过6 mm时最终检测值方控制在允许误差内，同时由于施工现场情况较为复杂，填料多采用杂填土，导致填料性质差距很大，因此在试验时应随时做好监控，便于随时掌握现场土体的实际变化，及时进行新的击实试验，并调整标准数据以满足需要。

1.5 土体含水率的影响

土体含水率是影响土体压实效果的最为重要的因素，含水率过大或过小都不能使土体达到最为紧密状态，当土体内含水率较小则土粒表面的结合水膜较薄，而强结合水更少，土体颗粒间主要通过引力结合，因此其相对错动较为困难，并趋向于任意排列，因此其不易密实最终导致干密度值偏低，含水率增加则其结合水膜增厚，土体颗粒间排斥力增大，颗粒间存在的弱结合水膜将起到一定的润滑作用，易导致颗粒错动，颗粒将定向排列增多，其干密度也随之增大，而当含水率超过某限值则土体颗粒间引力仍减小，但颗粒间结合水膜承担了部分击实功，颗粒间的有效应力则减小，导致土体不易压实，随含水率继续增加只能导致密度降低。

1.6 击实功的影响

一般而言击实功越大则土体的孔隙比越小、干密度越大，最佳含水率越小，但超过某限度后即使击实功增加，其最大干密度再增加效果也不明显，因此若要使土体干密度达到最大则应尽可能减小其孔隙比，由于最大干密度是将土体内所有气体全部排放，该时段内土体处于饱和状态，孔隙比最小，而在击实过程中由于土体颗粒处于疏松状态，该时段内土内孔隙多与外界大气联通，因此气体易被挤出，土体易于击实，密度增大范围也较大，当含水率增大或接近最佳含水率时，土内孔隙中的气体几乎处于同大气隔绝的封闭状态，该种情况下即使击实也难以将气体排出，因此即使击实也不能使其达到完全饱和状态。

1.7 压实系数大于1的原因

施工中会遇到现场检测的干密度大于室内击实的最大干密度，导致该现象主要是由于规范要求试验时需将超颗粒去除，因而导致试验用料超尺寸颗粒含量小于现场压实用料，因此规范规定当超粒径颗粒超出规定范围时则应对最大干密度和最佳含水率进行修正，但修正后的最大干密度变大，最佳含水率变小，施工人员若未对该值进行修正则易导致上述现象;试验规定在室内标准击实试验中所得到的最大干密度为相对值，其是在标准击实功下的最大干密度，且击实功也是一定时期内经验积累值，而随着大量重型机械的利用在单位面积上的碾压能量往往大于室内标准击实功，因此也导致上述现象的发生，因此对试验标准也应进行修正。

1.8 最大干密度和最佳含水率的求取

最大干密度。在进行室内击实试验时击实功瞬时作用于土体，而土体的含水率基本不变，在击实功的作用下在一定范围内增加含水率，导致土体的干密度增大，但当含水率增大到一定程度则土体的干密度将变小，因此在一定击实功的作用下含水率与干密度的关系曲线的峰值即为土体干密度的最大点，该点的干密度即为土样的最大干密度，相应含水率即为最佳含水率，因此试验中准确的测定该点为试验关键所在。

含水率。在试验前应先从土的液塑限值及筛分试验中估算最佳含水率和最大干密度，若土体内粉粒和粘粒越多则塑性指数越高，最佳含水率越大，因此一般砂性土体的最佳含水率较粘性土小，而最大干密度则较粘性土大，同时在轻型击实试验中最佳含水率接近土体的塑限，而重型击实试验则最佳含水率稍小于土体的塑限。

2 结语

土工试验中室内击实试验是非常重要的试验，其必须提供准确可靠的数据来指导现场施工，因其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，最大干密度小则会影响施工质量，该值大则会增加施工成本，因此在试验时应严格按照标准操作，才能保证检测质量，最终确保工程施工质量。

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