關于擊實試驗若干影響因素的探討

黃偉龍（廣東省建筑材料研究院）

關于擊實試驗若干影響因素的探討

黃偉龍
（廣東省建筑材料研究院）

在工程建設中，土體填筑是工程的主要板塊，為使填筑質量得到最大化，常采用夯實土樣改變土體硬度進行干密度測試，而擊實試驗是通過模擬現場的原理得到土體本身最大干密度及最佳含水率，根據擊實試驗數據結果應用于現場。在此擊實過程中可能由于各種的因素致使出具的結果缺乏準確性。本文結合多次室內試驗、現場試驗段和多年工程實踐的基礎上對擊實試驗進行影響試驗總結分析，深層次提高擊實試驗的質量控制方法，以期獲得對現實工作有指導意義。

擊實；質量控制；余高；分析

1　試驗簡述

擊實試驗是模擬現場填筑的一種半經驗性的試驗，試驗時在一定的條件下用錘擊法將土擊實，以研究土在一定的沖擊荷載下的擊實特性，以便獲取最大干密度及最優含水率，為工程設計提供初步的填筑標準。對于公路而言，路基是路面的基礎，路基的工程質量如何，將直接決定著路面的使用性能及人們對公路總體的綜合評價。公路路基的壓實質量，屬于公路路基工程質量控制中的一個關鍵環節，現行路基工程施工技術規范中對路基填土壓實質量的控制指標是土的最大干密度和最佳含水量，也是建筑地基、室內地坪及場地平整等施工和驗收的重要依據。但由于擊實試驗的實際操作中，經常出現試驗方法不合理、操作不當、余高控制不符等判斷不準確的問題，影響了數據的準確性和質量判定。

2　試驗意義

擊實試驗所得的數據是施工過程的質量控制與結果驗收的重要依據，但往往由于擊實存在多方面的影響因素致使擊實與現場填筑存在相抵觸的局面，如現場壓實的干密度、含水率超出室內擊實所得的最大干密度與最佳含水率而使得試驗的結果超出100%；又或者是碾壓技術規范情況下現場壓實的干密度、含水率小于室內擊實所得的最大干密度與最佳含水率太多而使得試驗的結果遠小于壓實度的要求。

產生以上的結果是因現場回填土壓實與室內壓實試驗是不同的。①室內試驗是有側限的，在擊實功作用下不會產生側向變形而龜裂；而施工現場填土壓實，不管是碾壓，振動還是重錘夯時，側向約束有限，多少允許側向變形。②室內試驗的土樣少，而施工現場土樣較多且雜，土樣的代表性是很難全面的。③壓實功的作用方式不盡相同，沖擊荷載，碾壓、橫向振動、豎向振動等，總之，目前還未能從理論上找出兩者的普遍規律。在施工規范中強調做現場碾壓試驗，盡量使室內試驗模擬現場施工。故使得研究擊實試驗的規范性及操作性具有重要意義。

3　擊實試驗影響因素分析

3.1樣品材料的代表性

土樣的均勻性與否直接影響擊實結果與現場碾壓結果的相符性。在廣東省內對樣品的取樣均要求具有代表性的樣品，但取代表性的樣品不好控制，如果取樣不準，不具有代表性，即使其他方面控制得多么準確，最終的擊實數據不具有代表性。所以取樣一定要認真細致，確保試樣能夠代表母體。這就要求取樣各方及監理見證單位加強對料場的考察了解，一旦料場的組成成分或級配出現波動就必須重新送檢，確保填筑過程的質量保證性。試驗過程必須嚴格用規范要求的四分法將均勻試樣縮分至需要的總數量，然后再制成5個試樣。這5個試樣要代表原土樣的實際級配，不能因粗細顆粒離析而影響試樣的均勻性。

3.2檢測人員操作不當

檢測人員良好素質是避免擊實數據失真的另一關鍵。工程材料檢測工作是項復雜的工作體系，所以對實際操作的工程檢測人員需具有很高的技能要求，避免因缺乏專業技能與經驗而引起的信息數據與結果分析方面不牢固，缺乏準確性。首先擊實試驗接樣過程中，檢測人員在從接到委托單后第一時間對樣品符合與否進行核對如樣品名稱、送樣質量、粒徑含量；對擊實的方法及類別進行審查如采用輕型或重型是否合理、檢測類別是否符合，采用濕法還是干法進行試驗；對有疑問的需第一時間進行電話溝通。其次擊實試驗進行中，需核對儀器的參數及保養狀態，確保儀器能在最良好的環境及狀態下工作，提高數據的準確性，這就要求檢測人員日常對測量儀器保修到位與否。筆者發現最容易產生操作不當的集中在：①樣品不經處理如碾碎，不按四份法進行均勻分配，直接影響樣品的代表性。②擊實筒無預涂凡士林，直接使用，造成試驗筒內出現粘附。③擊實過程中層與層間無刨毛，擊錘無定時進行將粘附的土樣清理，影響擊實的功率。④樣品擊實完成后不按套環內壁削、扭動，取下套環，致使直接影響結果的失真。

3.3方法選擇

關于高含水量的土質，已有大量的對比試驗證明：干法求得的最大干密度比濕法求得的最大干密度大，而最佳含水率是前者小，后者大，既然存在很大的差別，擊實報告應注明采用的方法，以利于對報告的判讀和應用。所以對高含水量的粘質土，防止無形中提高對土基壓實標準的難度，采用濕法較符合實際。筆者通過對石粉渣的大量研究發現對于無粘性土在室內有側限的情況下，石粉渣在不同含水量情況下擊實，在干的情況下擊實就能達到最大干密度；濕的情況下擊實，干密度會變小。所以想通過室內試驗的方法找到石粉渣的最大壓實干密度，須取風干（或烘干）的石粉渣試樣進行試驗。

3.4余高的控制

余高指的是試樣擊實后超出筒頂高，高出的這部分土柱稱為余土高度。余土越高，而土體在接受相同的總擊實相同，這必將使土體的密度變小；由于試驗過程中無法保證每層裝多少土才能使擊實后土體到達最佳，每層試樣不同對試驗也將產生明顯的影響。而標準擊實試驗所得的擊實曲線是指余土高度為零時的單位體積擊實功能下土的干密度和含水率的關系曲線。所以控制土體余高是控制密度不可忽略的關鍵。筆者通過試驗總結以下三種方法控制余高：①經驗法：取試樣若分三層擊實，加土時，第一層高度加至擊實筒中部，第二層加至與筒口平齊即可，第三層加至與護筒頂平齊，這樣可以保證三層土樣高度基本相等，效果也理想。②估算最佳裝土量：取試樣m（1見標準每層質量要求的范圍）擊實后測高h1，計算出每層h2的需土量m2=m1×h2/h1。③量測法：對標準范圍內試樣裝筒進行逐層量測，并適當調整裝土量，保證最大尺度的控制余高，當余高越小，試驗精度越高。

4　結論

擊實試驗是模擬現場填筑的一種半經驗性的試驗，因采取的碾壓方式以及限制條件不盡相同，而料場土體顆粒級配的復雜性是無法進行逐一排查，只能通過一定的代表試樣進行研究與控制。在試驗過程中，影響因素卻很多，如擊實功、余高控制、級配分部、含水量、壓縮性等均能使土體的最大干密度及最佳含水率發生變化。本文著重將影響擊實試驗過程的主要因素進行分析，并基于科研結果，簡要歸納了現階段的問題所在，對檢測人員在試驗過程中提出更高的要求，降低試驗過程的影響因素，提高試驗的準確性。●

［1］GB/T50123-1999土工試驗方法標準［S］.北京：中國計劃出版社，1999.

［2］黃偉龍.石粉渣回填材料質量控制研究探討［J］.廣東建材，2012（9）.

［3］李昌馭，許斌，王玉國.土工擊實試驗若干問題的探討［J］.工程質量，2008（6）.