浅析公路土工击实试验之常见问题

浅析公路土工击实试验之常见问题

摘要:公路工程的土工室内标准击实试验结果的准确性至关重要是路基强度检测的常用一种方法,通过对实际工程检测中影响其准确性的诸多因素的综合分析提出合理化的试验检测方法,其目的在于在实际工程中更有利于指导现场施工。

关键词:公路工程土工击实试验最优含水率最大干密度影响因素

土颗粒之间被水和气体所占据的土是一种由固、液、气三相体所组成的路用建筑材料,因土体的压实主要是一个挤出土中气体的过程所以固体和液体的压缩率与气体相比几乎可以忽略。土工标准击实试验主要是指土试样在固定的压实功作用下,土颗粒被动的减小空隙被重新排列紧密目的在于提高土的密实程度,增加颗粒之间嵌挤形成的咬合力和颗粒表面的摩擦力以及颗粒间的分子引力就能够使路基土的水稳性与路基的强度得到全面的提高。土工室内标准击实试验就是利用标准方法与标准化的仪器最大限度地模拟施工现场的路基的填筑情况,利用标准化的仪器和测出土体的最优含水率与最大干密度以此来指导施工。影响路基工程的成本与质量的主要因素是室内土工标准击实试验所得到的土的最大干密度的真实性和准确性,如果施工前标准试验得到的最大干密度的值小于真实值势必会降低路基工程的质量,如果标准试验得到的最大干密度的数值高于真实值则会明显吉大地增加工程成本造成极大的浪费。对如何得到准确的最大干密度值

进行深入的试验研究很有必要分析影响土体压实的主要因素。应保证现行试验检测的标准方法及时更新与国家标准或行业标准同步如若不然极易造成所测数据与实际施工发生严重脱节的现象。

1 土工标准击实试验结果准确的重要性

在公路路基工程中需要使用大量的填土填筑路基。为了增加土的密度提高填土的强度减少填土的渗透性与可压缩性,都必须将填土用压实机械进行压实到一定的密实程度方可。填土压实质量可用压实度进行判断。计算公式:。式中为施工现场填土压实时要求达到的干密度；为室内击实试验所得到的最大干密度。可见,室内击实试验得到的最大干密度是评价土的压实度的一个重要的指标。因此,击实试验的结果准确程度将直接影响整个公路工程造价和工程质量。

土工标准击实试验就是利用规范规定的自由落锤装置经过试验测得土试样的干密度和含水率之间的曲线关系,从而确定土的最大干密度和最优含水率的一种试验方法。试验的时候将同一土场的同一种土试样配制成含水率依次递减约2%的五个土样,其中要求二个试样的含水率大于塑限,两个土试样的含水率小于塑限,一个试样的土的含水率接近塑限。分别在击实筒中以同样的击实功进行击实,然后测定击实后的含水量及干容重。试验结果显示当土试样的不同含水量的土经过击实以后其干密度也不同,据此可绘出关系曲线,称为击实曲线。曲线上峰值所对应的含水率为该种土的最优含水率,干密度为该土的最大干密度。

2 影响土工标准击实成果准确性的主要因素

2.1 不同击实功对击实性能的影响

对于同一种土试样如果其击实功不同那么它的最大干密度与最优含水率也不相同。随着土左受的击实功的不断增加,击实曲线形状不变但其位置方生变化逐渐向左方上移,会出现室内的标准击实试验最佳含水率减少最大干密度增大。针对工程实际情况主要采取轻型击实试验和重型击实击实试验并根据工程具体情况选用合适的方法。通常城市道路的慢车道的路基填土均采用轻型击实,而高等级公路填土和机场跑道等一般采用重型击实,在试验检测过程中一定要严格执行相应土工试验规程中的击数不能漏击更不能多击。

2.2 试验用土的影响

试验时可以采用风干土、天然土、烘干土来做试验,但所得的击实试验成果有差异。经过大量的试验数据显示,最大干密度以烘干土最大,风干土次之,天然土最小:最优含水率以天然土最大,风干土次之,烘干土最小。由于烘干使土中的某些胶质或有机质被灼烧或分解,致使失去胶粒与水作用的活性,导致影响击实试验成果。针对这种情况主要采取的办法为:为了成分体现施工实际的土质本身的天然特性,党天然含水率的土样经过碾散,能够按照轻型和重型的击实的要求直接过筛,则选用天然土；如果天然含水率太高无法过筛土样团成一块,要

把土样铺开风干到能过筛时再碾散过筛,并测定筛下土样的含水率,以此为基准配制含水率依次相差2%的5个试样。

2.3 含水量的控制

在土样制备中,将计算控制的水量准确均匀地施加于土样上是保证击实试验准确性的关键。针对这种情况主要采取的办法为:称量10kg检定合格的电子天平。先将盘置于天平上去皮；其次把预先准备好的2.5kg土样倒入盘中,然后用喷雾气喷水,到天平显示出需要达到的湿土重为止。这样能够准确把握加水量。最后将水拌和均匀,装入塑料袋中密封,放置一昼夜,保证土粒间水能充分转移,达到含水量与预估含水量接近,但不能超过36h,否则土样变质,影响击实效果。

2.4 击实后的余土高度控制

试样击实后总会有部分土柱的高度称为余土高度这部分土超过筒顶高。标准击实曲线试验所得的击实曲线是指余土高度为零时的单位体积击实功能下土的干密度与含水率的关系曲线,此关系曲线是以击实筒容积为体积的等单位功能曲线。由于实际操作中如果余土高度过大土总是存在或多或少的余土高度,则关系曲线上的干密度就不再是一定功能下的干密度,试验结果误差会增大。因此,规程规定,余土高度不得超过5mm。针对这种情况主要采取的办法为:轻型、重型击实筒高度均为115mm,护筒高度为50mm,约为击实筒高度的一半。若分3层击实,加土样时,第1层高度加至击实筒中部靠上10mm处,第2层

加至与击实筒口平齐,第3层加至与护筒顶平齐,可以保证3层土样高度基本相等,且完成后土样高度刚好超过击实筒顶,满足规范不超过6mm的要求。上述方法便于实际操作效果很好。

2.5 土的类型和级配对击实性能的影响

在相同击实功下,土样黏粒含量、土的级配对击实成果也有很大的影响。通过对不同土质的击实试验成果比较,可以看出:黏性土击实曲线形态相似,干密度都有峰值点出现。在相同击实功下,塑性指数越大黏粒含量越大,颗粒越细,最大干密度越小击实越困难最优含水率越大。这是因为随着土中黏粒的增大,土中水为结合水,在瞬间动荷载的作用下,因而不易击实土体不易排水,随着颗粒的增大,土的塑性降低,土颗粒间的水膜联结较弱,容易击实。土的颗粒级配对土的击实性影响很大,级配良好和粗粒含量越大的土击实性越好,其最大干密度越大,级配不良的土其击实效果往往不佳。

3 结语

在土工标准击实试验中标准击实试验的准确性是非常重要的标准击实试验所得出的最优含水率和最大干密度的真实性和准确性直接关系到路基工程的质量和成本,必须引起广大公路工程施工技术人员的高度重视。因此,只有深入学习和理解相关的国家标准和行业规范,才能使试验检测结果更加准确无误从而更好地指导公路施工。