浅谈室填土击实试验中余土高度的控制 巫菊香 （深圳市地质勘查局 / 深圳地质建设工程公司检测实验中心，广东 深圳 518031 ） 摘 要：本文简要论述了建筑物基础回填加固处理工程测定填土密实度的击实试验中，对余土高度的有效控制，提高试验的成功率。 关键词：土工击实试验；余土高度；控制 在修筑道路、堤坝、机场、运动场、挡土墙、埋设管道及建筑物基础回填等工程建设中，常需对填土进行压实，使其孔隙度减小，密度增加，压缩性及渗透性降低，强度提高，以满足工程地质要求。 填土在压实或夯实处理前须了解其填筑特性，这要由试验确定，通过室内击实试验获得工程设计所需的填筑参数最大干密度及最优含水量。土工试验规程［ 1 ］ 制订了详细操作步骤，但对如何控制余土高度这一影响试验成败的关键未作细致说明。通过多年的工作实践，并结合实例，选用标准轻型击实仪在试验过程中如何控制余土的高度，对此作了初步探讨。 1 主要仪器 标准轻型击实仪（ JTJ051-93 ），主要参数：击实筒高 12.7cm ，内径 10cm ，体积 997cm 3 ；击锤质量 2 .5kg ， 锤底直径 5cm ， 落高 30cm 。 【 2 】 2 余土高度的控制方法 等体积击实要求击实后土体体积不应高出击实筒筒顶面 5 ～ 6mm ，此时各受试土样接受的总击实功相同，密度具有可比性，但由于不知每击实层装多少土才能使击实后体积符合要求，因此常出现有一定余土的情况，当余土超过规定高度，密度变化不能 忽略时，试验就须返工。由于击实试样的制备比较麻烦，而土样量又有限，因此为提高试验成功率，必须控制好余土高度。若能预测出每击实层装土量，这个问题就解决了，下面对此进行讨论。 2 .1 余土高度对击实功及密度的影响 余土越高，土体获总击实功越小，密度也就越低。通过试验 : 配备 4 组相同含水量试样，以击实仪落距 30cm 、分三层装土、各击 27 下，通过控制每层装土量来控制不同余土高度，分析余土高度对总击实功及密度的影响见表 1 。 由表中看出，密度的降低是比较明显的 。 表 1 余土高度的影响 
2.2 判断每层装土量 轻型击实均按三层装土，击实后各层高度若控制在等于或稍高于击实筒三分之一，则最后余土一般不会超过规程要求的 5mm ［ 3 ］ 。要达该要求，各层是否须装一样多的土？如果击后一层时对前一层有影响。即其高度还在变化，那么三层的装土量是不一致的，每层装多少土须分别考虑，这就增加了估算装土量、控制余土高度的困难。 由击实最大影响深度公式 ［ 4 ］  式中 H —击实影响深度（ m ）； W —锤重（ kN ）； h---- 落距 （ m ）。 可以计算出标准轻型击实仪工作的最大影响深度为：   击实后每层土的高度约为 12.7/3=4.23cm ，因此击后一层时对前面已击完的各层无影响，其土体高度不再变化（（也通过击实后完整样量测验证），所以三层的装土量可以一致。 2.3 估算各层装土量 由前述可知各层装土量一致，为保证余土高度不超标准，每层该装多少可预先估算。 规程 ［ 5 ］ 上要求的每层装 800 ～ 900g ，经试验并不符合多数土质。 2.3.1 计算最佳装土量 取制备好的任一土样 m 1 装入击实筒内，按标准方法击实，测击实后土层高度为 h 1 。设高度为 4.23cm 的一段需土 m 2 由密度公式 :  m1= ρ 1 v 1 = ρ 1 × h 1 ×π r 2
m2= ρ 2 v 2 = ρ 2 × 4.23 ×π r 2 ρ 1 = ρ 2 可以计算出  当 h 1 ＞ 4.23cm 时，设 m 1 、 m 2 及高于 4.23cm 的部分土体所受击实功分别为 W1 、 W2 、 W0 。 则：  W １ ＞ W ２ 式中 m — 击锤质量； g — 重力加速度； v 1 — 高为 h 1 的土体体积 假设使击实后高度恰为 4.23cm 时需土 m 3 ，则其所受击实功为：  ，由于  ，所以 W3 ＞ W １ ＞ W ２ ；ρ３＞ρ 2 因此 m ３ ＞ m 2 。 由以上计算知：当预击的一层土高度大于 4.23cm 时，为使正式击实高度为 4.23cm ，需取稍多于计算的土量，即 m ３ ＝ m 2 －△ m 。 同理，当 h 1 <4.23cm 时， m ３ ＝ m 2 －△ m △ m 越小， m ３ 越接近于计算值 m 2 。为方便估算 m ３ ，预击时 m １ 取样量不能太多或太少，一般为 600 ～ 800 克，此时△ m 在 20g 左右，且 h 1 愈接近 4.23cm ，△ m 愈小。 2.3.2 估计其余制备样装土量 以最优含水率时需土量最多，两边的依次减小为原则，在上述最佳装土量的基础上，适当增减土量（幅度在 20g 左右）估计出各制备土样的适宜装土量。也可以每击一个样前，均按 2.3.1 节估算装土量。 3 实例 深圳市某修建公路工程，取击实样，室内测定天然含水率 12.3% ，液限 35.1% ，塑限 21.0% ，估计算最优含水率为 12.6%-16.6% 。我们以天然土作击实样，另制备四个喷水试样，闷料一夜。 3.1 估算天然土最佳装土量 取天然土 800g 击实后测高为 5.1cm ，计算出 4.23cm 一段需土  ，由 2.3.1 节知 m ３ ＝ m 2 －△ m ，△ m 在 20g 左右，所以 m ３ 取 670 ～ 680g 可满足余土要求，每层取 680g ，最后余土高为 3.5mm ，其余土样估计装土量及击实状况见表 2 
3. 2 求最优含水率与最大干密度 由表 2 作含水率与干密度关系曲线图，见图 1 。 求出最优含水率 w =14.4% 。 最大干密度ρ =1.84g/ cm3 
图 1 含水率与干密度关系曲线 4 结语 （ 1 ）由实例看出，预先估算好装土量，控制余土高度在一定范围内，可使试验在最少制样数量（ 5 个）时一次成功，大大提高了成功率。当然这也与制样是否合理及操作人员经验有关。 （ 2 ）在理论计算基础上增减的土量△ m ，应视土质作适当调整，颗粒密度大者△ m 亦须相应增加。 以上仅为本人对控制余土高度的初步探讨，不足之处敬请同行专家批评指正。 5 参考文献 [1] [2] [3] [5] 中华人民共和国交通部.JTJ051-93 ，公路土工试验规程 [S]. 北京:人民交通出版社 ,1993 :128 [4] Cambin M P.Ten years of Dynamic Consolidation. Proceeding of the Eighth Regional Conference for African n Soil Mechanics and Foundation Engineering.1984 ， 363. ---------------- 《中国西部科技》学术 2007年8月上 ----------------
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