土工压实度超百现象的原因分析及预防措施*

胡凤山 高永利 王晓梅 杨 凯

内蒙古兴泰建设集团有限公司 鄂尔多斯 017010

1 土工压实度超百的原因分析

在论述该问题之前，我们有必要重新研究一下2个基本概念：一个是最大干密度，另一个是土工压实度超百。

目前，较多试验室认为《土工试验方法标准》（GB/T 50123—1999）中提出的最大干密度是一个绝对的概念，也就是说，运用标准击实法试验得出的最大干密度是不可超越的，已经达到了土的压实极限。在此观点的基础上，认为土工压实度超百是一个错误的概念，应为土工压实度试验超百。也就是说，只有试验数据会出现超百现象，而实际施工是不可能出现超百现象的。据此，我们进一步做一个推论，如果此种观点成立，那么增加标准击实次数、锤体质量、锤体落距，得出的最大干密度必然小于或者最多等于标准击实得出的数据。事实究竟是不是如此呢？

为了验证这一疑问，我们进行了3个对比试验（表1）：增加击实次数与标准击实次数得出的最大干密度进行对比，增加锤体质量与标准锤体质量得出的最大干密度进行对比，增加锤体落距与标准落距得出的最大干密度进行对比。每个试验结果都是选用同一种土质，通过均质性处理，进行10次试验的算术平均值。

通过试验可知，标准击实法得到的最大干密度并不是一个绝对的概念，而只是针对于标准击实次数、标准锤体质量和标准锤体落距的条件下所得出的一个相对值。基于这个基础，压实度超百这一概念也是完全正确的，并不仅仅指的是试验数据的超百。

表1 对比试验结果

1.1 施工过程造成的超百

1）由于现场施工人员技术水平有限，出于负责的态度，却错误地以为压的遍数越多、施加质量越大就越接近标准击实的最大干密度，从而造成压实度超百。

2）在实际施工中，很多操作人员不控制加水数量而采用同样的压实工艺，必然会造成部分区域压实度不合格，部分区域压实度超百的现象。

1.2 击实试验过程中的误差

1）取样人员随意、集中取样，而现场土样又不均匀，导致击实试验所用的土样和现场使用的填土不相统一，不具备代表性；

2）分层击实时，几次填土数量或多或少，填得少时便打击过大；填得多时，则打击过小，导致最后得出的击实数据不准确。对此，我们也进行了试验（表2）；

3）在人工击实时，提锤不到位，导致锤体落距减小，造成击实数据偏小。

表2 填土比例不同进行击实的试验结果

1.3 压实度试验过程中的误差

在进行灌砂试验时，部分试验室为了节约成本，反复使用标准砂，一种办法是使用塑料袋进行回收，而试坑形状不能非常规则，塑料袋绷紧时标准砂不能完全填满试坑，另外塑料袋本身会占用一定的试坑体积，所以计算得出的试坑体积偏小，导致检测出的干密度偏大；另一种办法是不用塑料袋，现场进行过筛回收标准砂，然后直接使用，这完全是一种错误的做法。我们进行灌砂试验的前提就是已知的标准砂密度。

通常情况下，标准砂和砂土混合，密度会有所增加，所以就会导致计算出的试坑体积偏小，造成压实度偏大。对此，我们也进行了试验（表3）。

表3 标准砂回收直接使用试验结果

假设最大干密度为2.08 g/cm3，则使用标准砂进行灌砂试验得出的压实度为99%；同样的土质，使用过筛回收后的砂进行灌砂试验得出的压实度为102%，已经超百了。

另外，在用环刀法进行压实度试验时，由于操作不当，环刀在打入土中时用力过猛或者有些检测人员在将环刀打入土中后又进行打击，这样会导致已经取入环刀中的土样进行二次压实，造成压实度超百现象。

2 压实度超百的预防措施

2.1 严格控制试验过程，摒弃不规范做法

1）在进行击实试验取土时，应根据现场土质情况，将土堆进行等量划分，在每个点上取少量土样，集中后混合均匀作为击实土样。尤其是使用现场原土进行回填时，由于土质不能完全统一，故应根据实际情况分析土质差别，取样时也应先分点取样，再集中混合。当土质差别较大时，应分别进行击实试验，以多个击实数据对比各种土质的压实度。

2）在击实试验过程中，分层填土时应尽量等分，必要时可预估干密度，计算出填土总量，然后精确称量每层填土质量。在采用人工击实时，尽可能提锤到位，使锤体的落距更准确；人工移动锤体时，应尽可能地规范，确保每点击实均匀。

3）在进行灌砂试验时，建议严格按照标准操作，挖掘的试坑尽可能规则，出现塌方现象应重新进行挖坑，深度应足够。进行灌砂操作时，要尽量避免摇动砂筒，砂子应充分干燥，坚决杜绝标准砂回收过筛直接使用的情况发生。若需要回收时，应回收至试验室，过筛后进行充分混合，重新标定密度后方可使用。若采用塑料袋回收标准砂，应尽量将塑料袋紧贴坑壁。另外，采用塑料袋回收标准砂前，应先和不用塑料袋的耗砂量进行对比，找出差值，作为修正系数，在实际试验过程中使用。

4）用环刀法检测土工压实度时，应用力缓慢、均匀，刀盖孔冒出土后应停止打击，确保环刀里的土不受到二次打击。

2.2 严格控制施工过程，避免压实做功当量过大

1）先进行小面积回填，采用准备使用的压实设备进行一定数量的碾压，然后检测实际干密度，与标准击实法得出的最大干密度进行对比，得出压实度。

2）如碾压后的压实度已经超百，则重新选取小面积进行回填，减少碾压遍数；如碾压后的压实度没有超百，而且不合格，则每碾压一遍就检测一次压实度，直到压实度合格，此时所得到的碾压遍数就是实际施工时所需的碾压遍数。

3）在进行压实功当量比对试验以及在现场压实时，应尽可能按照标准击实法试验得出的最优含水率定量洒水，保证混合均匀，这样，采用统一的压实工艺时，才能保证压实度既合格又不会超百。

3 结语

综上所述，压实度超百现象是有理论支持的，也是完全可以事先控制的。在实际施工过程中，只要善于研究分析问题，及时找出压实度超百的原因，此问题就能得到控制。同时，在控制压实度超百现象时，要多方面考虑问题，应先分析试验的误差。当减少碾压遍数或降低碾压质量时，应事先做好做功当量的比对，以免给工程质量造成一定的隐患。