土工擊實(shí)試驗(yàn)方法的研究

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1、土工擊實(shí)試驗(yàn)方法的研究擊實(shí)試驗(yàn)是建筑物地基、道路地基、室內(nèi)地坪及場(chǎng)地平整等施工和驗(yàn)收的重要依據(jù)。筆者基于工作中積累的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),介紹擊實(shí)試驗(yàn)的方法及其要點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行研究，以期獲得對(duì)施工有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)。1研究土擊實(shí)性的意義用土作為填筑材料，如修筑道路、堤壩、機(jī)場(chǎng)跑道、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、建筑物地基及基礎(chǔ)回填等，工程中經(jīng)常遇到填土壓實(shí)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)搬運(yùn)未經(jīng)壓實(shí)的填土，原狀結(jié)構(gòu)已被破壞，孔隙、空洞較多，土質(zhì)不均勻，壓縮量大，強(qiáng)度低，抗水性能差。為改善填土的工程性質(zhì),提高土的強(qiáng)度，降低土的壓縮性和滲透性，必須按一定的標(biāo)準(zhǔn)，采用重錘夯實(shí)、機(jī)械碾壓或振動(dòng)

2、等方法將土壓實(shí)到一定標(biāo)準(zhǔn)，以滿足工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。研究土的填筑特性，常用現(xiàn)場(chǎng)填筑試驗(yàn)和室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)兩種方法。前者是在現(xiàn)場(chǎng)選一試驗(yàn)地段，按設(shè)計(jì)要求和施工方法進(jìn)行填土，并同時(shí)進(jìn)行有關(guān)的測(cè)試工作，以查明填筑條件（包括土料、堆填方法，壓實(shí)機(jī)械等）與填筑效果的關(guān)系。該方法能反應(yīng)施工的實(shí)際情況，但需時(shí)間和費(fèi)用較多，只在重大工程中進(jìn)行。室內(nèi)土工擊實(shí)試驗(yàn)是近似的模擬現(xiàn)場(chǎng)填筑的一種半經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，在一定條件下用錘擊法將土擊實(shí)，以研究土在不同擊實(shí)功能下的擊實(shí)特性，以便獲取設(shè)計(jì)數(shù)值，為工程設(shè)計(jì)提供初步的填筑標(biāo)準(zhǔn)。該方法是目前研究填土擊實(shí)特性的重要方

3、法。[1]2土工擊實(shí)試驗(yàn)方法土工擊實(shí)試驗(yàn)是研究土壓實(shí)性能的基本方法，也是建筑工程必須試驗(yàn)的項(xiàng)目之一。試驗(yàn)采用擊實(shí)儀法，即通過(guò)錘擊使土密實(shí)，測(cè)定土樣在一定擊實(shí)功能的作用下達(dá)到最大密度時(shí)的含水量（最優(yōu)含水量）和此時(shí)的干密度（最大干密度）。為了滿足工程需要，必須制定土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。通常，工地壓實(shí)質(zhì)量控制采用壓實(shí)度，計(jì)算式為：K=ρd/ρdmax式中，k為壓實(shí)度，%；ρd為工地碾壓的干密度，g/cm3;ρdmax為室內(nèi)試驗(yàn)最大干密度，g/cm3。若k越接近100%，則壓實(shí)質(zhì)量越高。對(duì)于受力主層或者重要工程K要求大些；對(duì)于非受力主層或次要工程，

4、k值可小些[2]。3土工擊實(shí)試驗(yàn)曲線室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)，擊實(shí)功瞬時(shí)作用于土，土的含水量基本不變。在同一擊實(shí)功作用下，一定范圍內(nèi)增加含水量，土的干密度增大，但含水量增加到一定程度后，土的干密度就變小。根據(jù)這一規(guī)律可以得到在一定擊實(shí)功作用下含水量W與干密度ρd的關(guān)系。一般情況下細(xì)粒土的試驗(yàn)曲線（圖1）呈拋物線型，曲線峰值即是土的干密度最大點(diǎn)，該點(diǎn)的干密度就是最大干密度ρdmax，相應(yīng)含水量為最優(yōu)含水量W0。而粗粒土的曲線沒(méi)有細(xì)粒徑土規(guī)則，有時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)雙峰值。曲線峰值為最大干密度與最佳含水量交叉點(diǎn)，因此，準(zhǔn)確地確定該點(diǎn)是擊實(shí)試驗(yàn)的關(guān)鍵。如曲線

5、不能給出峰值，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)試驗(yàn)。圖1擊實(shí)試驗(yàn)曲線4最優(yōu)含水量估算顆粒組成百分比(%)粒徑大?。╩m）＞22~0.50.5~0.250.25~0.0750.075~0.050.05~0.010.01~0.005＜0.00515.12.72.619.79.140.08.82.0土工擊實(shí)試驗(yàn)前，首先可從土的液塑限值及篩分試驗(yàn)中估算最佳含水量和最大干密度。一般來(lái)說(shuō)，土中含粉粒和黏粒愈多，塑性指數(shù)愈大，最優(yōu)含水量愈大。因此，一般砂性土壤的最優(yōu)含水量小于黏性土，最大干密度大于黏粒土。細(xì)粒土的最優(yōu)含水率一般在塑限附近，約為液限的0.55~0.65倍

6、，而砂土的情況有些不同，視其含水狀態(tài)而定。此外輕型擊實(shí)試驗(yàn)中，最優(yōu)含水量接近土的塑限；重型擊實(shí)試驗(yàn)最優(yōu)含水量則小于土的塑限。表1示出公路工程中重型擊實(shí)試驗(yàn)參考值[2]。表1土的最優(yōu)含水量和最大干密度的參考數(shù)值表類別液限（%）最優(yōu)含水量（%）最大干密度（g/cm3）砂類土16~188~152.20~1.9028~3815~191.90~1.75細(xì)粒土38~4819~251.75~1.60＞48＞25＜1.605土工擊實(shí)試驗(yàn)技巧以估算最優(yōu)含水量為第一點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，逐步向曲線兩邊交叉進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。如估算最優(yōu)含水量為20%，則第一擊實(shí)

7、點(diǎn)擊17%含水量點(diǎn)，第二點(diǎn)及第三點(diǎn)分別擊實(shí)23%和17%含水量點(diǎn)，以此類推。同時(shí)計(jì)算出干密度，并估算干密度曲線走勢(shì)，若出現(xiàn)異常則適當(dāng)調(diào)整，避免補(bǔ)充擊實(shí)點(diǎn)。這樣就可以較快的捕捉到曲線峰值，提高了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和工效。對(duì)于直徑小于5mm的細(xì)粒土，可采用五層法進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。對(duì)于粗粒土，可采用三層法擊實(shí)，擊實(shí)筒內(nèi)加放墊塊。6細(xì)粒土和粗粒土的擊實(shí)試驗(yàn)實(shí)例6.1細(xì)粒土的室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)本試驗(yàn)以三明某工地坡積土為試驗(yàn)對(duì)象。此坡積土粘性較高，液限48.0%，塑限32.3%，塑性指數(shù)15.7。土的顆粒分布如表2所示。表2土地顆粒分布表采用輕型擊實(shí)，擊實(shí)筒內(nèi)

8、徑10.2cm，筒高11.6cm，筒容積947.4cm3。擊實(shí)錘錘底直徑51cm，擊實(shí)錘質(zhì)量2.5kg，擊實(shí)錘落高30.5cm。各擊實(shí)功為592.2kJ/m3,土樣分三層擊實(shí)。每層土料的質(zhì)量為約750g(其量可以使擊實(shí)后試樣的高度略高