土工壓實度超百現(xiàn)象的原因分析及預(yù)防措施*

胡鳳山 高永利 王曉梅 楊 凱

內(nèi)蒙古興泰建設(shè)集團有限公司 鄂爾多斯 017010

1 土工壓實度超百的原因分析

在論述該問題之前，我們有必要重新研究一下2個基本概念：一個是最大干密度，另一個是土工壓實度超百。

目前，較多試驗室認為《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123—1999）中提出的最大干密度是一個絕對的概念，也就是說，運用標(biāo)準(zhǔn)擊實法試驗得出的最大干密度是不可超越的，已經(jīng)達到了土的壓實極限。在此觀點的基礎(chǔ)上，認為土工壓實度超百是一個錯誤的概念，應(yīng)為土工壓實度試驗超百。也就是說，只有試驗數(shù)據(jù)會出現(xiàn)超百現(xiàn)象，而實際施工是不可能出現(xiàn)超百現(xiàn)象的。據(jù)此，我們進一步做一個推論，如果此種觀點成立，那么增加標(biāo)準(zhǔn)擊實次數(shù)、錘體質(zhì)量、錘體落距，得出的最大干密度必然小于或者最多等于標(biāo)準(zhǔn)擊實得出的數(shù)據(jù)。事實究竟是不是如此呢？

為了驗證這一疑問，我們進行了3個對比試驗（表1）：增加擊實次數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)擊實次數(shù)得出的最大干密度進行對比，增加錘體質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)錘體質(zhì)量得出的最大干密度進行對比，增加錘體落距與標(biāo)準(zhǔn)落距得出的最大干密度進行對比。每個試驗結(jié)果都是選用同一種土質(zhì)，通過均質(zhì)性處理，進行10次試驗的算術(shù)平均值。

通過試驗可知，標(biāo)準(zhǔn)擊實法得到的最大干密度并不是一個絕對的概念，而只是針對于標(biāo)準(zhǔn)擊實次數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)錘體質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)錘體落距的條件下所得出的一個相對值?；谶@個基礎(chǔ)，壓實度超百這一概念也是完全正確的，并不僅僅指的是試驗數(shù)據(jù)的超百。

表1 對比試驗結(jié)果

1.1 施工過程造成的超百

1）由于現(xiàn)場施工人員技術(shù)水平有限，出于負責(zé)的態(tài)度，卻錯誤地以為壓的遍數(shù)越多、施加質(zhì)量越大就越接近標(biāo)準(zhǔn)擊實的最大干密度，從而造成壓實度超百。

2）在實際施工中，很多操作人員不控制加水?dāng)?shù)量而采用同樣的壓實工藝，必然會造成部分區(qū)域壓實度不合格，部分區(qū)域壓實度超百的現(xiàn)象。

1.2 擊實試驗過程中的誤差

1）取樣人員隨意、集中取樣，而現(xiàn)場土樣又不均勻，導(dǎo)致?lián)魧嵲囼炈玫耐翗雍同F(xiàn)場使用的填土不相統(tǒng)一，不具備代表性；

2）分層擊實時，幾次填土數(shù)量或多或少，填得少時便打擊過大；填得多時，則打擊過小，導(dǎo)致最后得出的擊實數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。對此，我們也進行了試驗（表2）；

3）在人工擊實時，提錘不到位，導(dǎo)致錘體落距減小，造成擊實數(shù)據(jù)偏小。

表2 填土比例不同進行擊實的試驗結(jié)果

1.3 壓實度試驗過程中的誤差

在進行灌砂試驗時，部分試驗室為了節(jié)約成本，反復(fù)使用標(biāo)準(zhǔn)砂，一種辦法是使用塑料袋進行回收，而試坑形狀不能非常規(guī)則，塑料袋繃緊時標(biāo)準(zhǔn)砂不能完全填滿試坑，另外塑料袋本身會占用一定的試坑體積，所以計算得出的試坑體積偏小，導(dǎo)致檢測出的干密度偏大；另一種辦法是不用塑料袋，現(xiàn)場進行過篩回收標(biāo)準(zhǔn)砂，然后直接使用，這完全是一種錯誤的做法。我們進行灌砂試驗的前提就是已知的標(biāo)準(zhǔn)砂密度。

通常情況下，標(biāo)準(zhǔn)砂和砂土混合，密度會有所增加，所以就會導(dǎo)致計算出的試坑體積偏小，造成壓實度偏大。對此，我們也進行了試驗（表3）。

表3 標(biāo)準(zhǔn)砂回收直接使用試驗結(jié)果

假設(shè)最大干密度為2.08 g/cm3，則使用標(biāo)準(zhǔn)砂進行灌砂試驗得出的壓實度為99%；同樣的土質(zhì)，使用過篩回收后的砂進行灌砂試驗得出的壓實度為102%，已經(jīng)超百了。

另外，在用環(huán)刀法進行壓實度試驗時，由于操作不當(dāng)，環(huán)刀在打入土中時用力過猛或者有些檢測人員在將環(huán)刀打入土中后又進行打擊，這樣會導(dǎo)致已經(jīng)取入環(huán)刀中的土樣進行二次壓實，造成壓實度超百現(xiàn)象。

2 壓實度超百的預(yù)防措施

2.1 嚴格控制試驗過程，摒棄不規(guī)范做法

1）在進行擊實試驗取土?xí)r，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況，將土堆進行等量劃分，在每個點上取少量土樣，集中后混合均勻作為擊實土樣。尤其是使用現(xiàn)場原土進行回填時，由于土質(zhì)不能完全統(tǒng)一，故應(yīng)根據(jù)實際情況分析土質(zhì)差別，取樣時也應(yīng)先分點取樣，再集中混合。當(dāng)土質(zhì)差別較大時，應(yīng)分別進行擊實試驗，以多個擊實數(shù)據(jù)對比各種土質(zhì)的壓實度。

2）在擊實試驗過程中，分層填土?xí)r應(yīng)盡量等分，必要時可預(yù)估干密度，計算出填土總量，然后精確稱量每層填土質(zhì)量。在采用人工擊實時，盡可能提錘到位，使錘體的落距更準(zhǔn)確；人工移動錘體時，應(yīng)盡可能地規(guī)范，確保每點擊實均勻。

3）在進行灌砂試驗時，建議嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)操作，挖掘的試坑盡可能規(guī)則，出現(xiàn)塌方現(xiàn)象應(yīng)重新進行挖坑，深度應(yīng)足夠。進行灌砂操作時，要盡量避免搖動砂筒，砂子應(yīng)充分干燥，堅決杜絕標(biāo)準(zhǔn)砂回收過篩直接使用的情況發(fā)生。若需要回收時，應(yīng)回收至試驗室，過篩后進行充分混合，重新標(biāo)定密度后方可使用。若采用塑料袋回收標(biāo)準(zhǔn)砂，應(yīng)盡量將塑料袋緊貼坑壁。另外，采用塑料袋回收標(biāo)準(zhǔn)砂前，應(yīng)先和不用塑料袋的耗砂量進行對比，找出差值，作為修正系數(shù)，在實際試驗過程中使用。

4）用環(huán)刀法檢測土工壓實度時，應(yīng)用力緩慢、均勻，刀蓋孔冒出土后應(yīng)停止打擊，確保環(huán)刀里的土不受到二次打擊。

2.2 嚴格控制施工過程，避免壓實做功當(dāng)量過大

1）先進行小面積回填，采用準(zhǔn)備使用的壓實設(shè)備進行一定數(shù)量的碾壓，然后檢測實際干密度，與標(biāo)準(zhǔn)擊實法得出的最大干密度進行對比，得出壓實度。

2）如碾壓后的壓實度已經(jīng)超百，則重新選取小面積進行回填，減少碾壓遍數(shù)；如碾壓后的壓實度沒有超百，而且不合格，則每碾壓一遍就檢測一次壓實度，直到壓實度合格，此時所得到的碾壓遍數(shù)就是實際施工時所需的碾壓遍數(shù)。

3）在進行壓實功當(dāng)量比對試驗以及在現(xiàn)場壓實時，應(yīng)盡可能按照標(biāo)準(zhǔn)擊實法試驗得出的最優(yōu)含水率定量灑水，保證混合均勻，這樣，采用統(tǒng)一的壓實工藝時，才能保證壓實度既合格又不會超百。

3 結(jié)語

綜上所述，壓實度超百現(xiàn)象是有理論支持的，也是完全可以事先控制的。在實際施工過程中，只要善于研究分析問題，及時找出壓實度超百的原因，此問題就能得到控制。同時，在控制壓實度超百現(xiàn)象時，要多方面考慮問題，應(yīng)先分析試驗的誤差。當(dāng)減少碾壓遍數(shù)或降低碾壓質(zhì)量時，應(yīng)事先做好做功當(dāng)量的比對，以免給工程質(zhì)量造成一定的隱患。