研究土工试验在道路施工中的应用

研究土工试验在道路施工中的应用

董晓雪 1 李托 2

1. 濮阳市通达公路工程有限公司 河南濮阳 457000 2. 濮阳禹通建设工程有限公司 河南濮阳 457000

摘 要：岩土工程试验是勘察设计的一项基础性工作。测量结果的可靠性和准确性将对工程安全和工程质量产生重大影响。由于土壤本身的复杂性，在检测过程中存在设备、检测方法、人员素质等方面的差异。因此，在试验过程中，应注意对存在问题的数据进行分析，以保证岩土试验数据的准确性，为工程设计提供数据参考。

公路岩土试验是整个公路试验中非常重要的一部分，岩土试验在公路工程的设计和施工中可以起到非常重要的指导作用。作为路基施工压实质量标准的最佳干密度和最佳含水量，土工压实试验最佳含水量配方的准确性直接关系到工程质量的好坏。结合施工实践，阐述了土工试验在道路施工中应用的有关问题。

关键词：土工试验；道路施工；应用

引言：

土方压实度是土方工程中的一项重要技术指标，通过室内土方压实试验得到了衡量该指标的标准数据，即标准干密度和最佳含水量。土壤的压实度与含水量、压实作用和压实方法密切相关。在压实函数和压实方法不变的情况下，土壤的干密度随含水量的增加而增大。当干密度达到一定最大值时，干密度随着含水量的增加而减小。这个最大值称为最大干密度，对应的含水率称为最佳含水率。

一、土的内在特性与最佳含水量

作为路基施工压实质量标准的最佳干密度和最佳含水量，土工压实试验最佳含水量配方的准确性直接关系到工程质量的好坏。自然含水量作为确定最佳含水量的参考依据，但自然含水量随自然环境和天气的变化而变化，而同一土质、同一集土地点的标准干密度和最佳含水量会因天然含水量的不同而不同，甚至相差很大，是不准确的。各种土都有其自身固有的特性，标准的干密度和最佳含水量应符合土的固有特性，才能真正达到标准，保证路基工程质量。文章的基础上,分析最优含水量的特点,提出了精确测定土壤塑性指数和土壤颗粒的比例,与土壤含水量的塑性极限和传统的路基设计或建设应达到一致性作为参考和歧视,并以最佳最大干密度和土壤颗粒比例为依据，根据饱和程度公式计算压实曲线峰值饱和点，提出最佳含水量优化。

二、最佳含水量特点分析

1、最佳的含水量

在进行土工压实试验前，通过液塑性极限和筛分试验，可以估算出土的最佳含水量和最大干密度。一般来说，土中粉砂和粘粒含量越多，塑性指数越大，最佳含水量越大。因此，砂土的最佳含水量低于粘质土，最大干密度高于粘质土。细粒土的最佳含水率一般在塑性极限附近，约为液限的0.55 ~ 0.65倍，而砂土的情况则有所不同，取决于其含水率状态。此外，在轻压实试验中，最佳含水量接近土壤塑性极限。重压实试验的最佳含水量小于土体塑性极限。材料路基强度和稳定性的测定与含水量和压实度有关。公路施工的实践经验表明，在干、中湿状态下，可以有效地保持路基的强度和水稳定性。为了准确确定最佳含水量，除了准确测定土壤的塑性指数外，准确测定土壤颗粒的比重是另一种有效手段，这关系到压实后的土壤饱和度是否合理。

当拟含水率使土壤颗粒的压实度达到最大值，使土壤饱和到100%，而土壤颗粒之间不存在游离水时，出现峰值。这是我们理想中的土体的最佳压实状态。然而,由于许多因素的影响,如水分含量预测的偏差测试操作符和固定的压实功能的限制,饱和土的最佳含水量和最大干密度通常只是一个近似值,这大约是90%。那么如何拟定符合要求，使土壤出现“四最”的最佳含水量呢?由于压实曲线峰值处的土壤有这四个“小丘”，对应的含水量称为“最佳含水量”。相同土质、相同压实功能的土壤，其差别仅在于含水量。土壤含水量在峰值时存在“四极值”。显然，水在其中起着至关重要的作用，对土壤的压缩性有“催化”作用。这个时候的土壤颗粒足够厚层水膜包相关的土壤特性,水膜,使土壤颗粒较小的水膜润滑之间的引力的作用下，使土壤颗粒外部压实工作更容易移动,夹紧,内部摩擦的土壤,凝聚力,抗变形能力增强，抗剪强度增加，从而提高路基的水稳定性和强度。

2、土工标准击实试验

土壤是由固、液、气三种状态组成的三相体，即土壤由土壤颗粒、水和空气组成。在压实作用下，三相体的土壤含水量基本不变。压实过程本质上是一个气体排放、体积减小、饱和度增加的过程。土壤含水量过大时,外力不能直接作用于土壤颗粒,但只能传送到土壤颗粒周围的水和封闭的空气,所以很难改变土壤的初始状态粒子不管喝多少压实工作,导致不能有效地提高密实度。相反，土壤颗粒含水率过小，其黏聚力差，不能形成，也不能增加密实度。一般情况下，土壤中的气体不能完全排出，即饱和难以达到100%。

土工标准压实试验是模拟现场条件下的施工机械和施工方法，找出填料的最大干密度和相应的最佳含水量，再结合填料测量干密度，从而得出填土的压实度，压实度等于填料压实后测得的各层干密度(P)与最大干密度(Pmax)之比，以压实指标控制现场施工。土工标准压实试验是路基施工中的一个重要参数。本试验的试验方法是取5个或5个以上不同含水量的灌装样品，按照规定的压实工作将其压实在试验筒内。土壤的压实过程实际上是土壤颗粒和颗粒群在不排水条件下的重构过程。为了使土壤致密，它的水分必须降低到饱和以下。压实试验是通过标准压实法确定土壤干密度与含水量之间的关系，从而确定土壤的最大干密度和最佳含水量。由于工程的具体要求不同，使用的填充材料也不一样。因此，压实测试方法是不同的。

三、击实试验注意事项

1. 统一的土壤

采样均匀性难以控制，如果采样不准确，无论其他方面的控制多么准确，最终的压实数据都是不可靠的。所以抽样时一定要小心，确保抽样是代表母亲的。对于中、粗粒土，需严格采用四分法，将试样缩小到要求的总量，再分成5个试样，每个试样约6kg。这5个试样应代表原土样的实际分级，试样的均匀性不应受粗颗粒和细颗粒分离的影响。否则，所得到的测试结果变化较大，数据不规则，压实曲线无峰值或出现波浪线。

2、重型和轻型选项

轻压和重压的核心区别在于，轻压实的单位体积功率更小，约为重压实的4.5倍。因此，在含水量相同的情况下，由于重质土的单位体积压实工作较大，使土压实得更密，湿密度更高，相应的干密度也更高。由于在曲线上的5个试验点上存在相同的原因，故重试验的最大干密度大于轻试验。因此，检测单位在接受委托时，应根据客户的意愿和现场土样综合确定采用哪种压实方法。在引用压实报告中的干密度和最佳含水量数据时，应注明压实报告的数量或压实类型，以便对结果进行解释和理解。

结语

总之，岩土工程试验作为岩土工程勘察的重要组成部分，对岩土工程勘察的质量有着重要的影响。土工试验主要通过室内试验进行。将岩土试验与现场岩土勘察相结合，收集相关数据，理论与实践相结合，构成定量与定性分析，得出合理的结果。只有通过合理的调查结果，才能发现调查中存在的问题，并采取有效措施加以纠正，才能提供更加真实可靠的数据。在填埋场工程中，岩土工程试验被广泛应用于工程基础和工程项目中。通过对数据的分析，可以为工程提供可靠的参数，保证工程施工的稳定性。同时，岩土工程试验通过对土体物理力学指标的研究，为基础施工和基础机理提供了安全保障，保证了基础和结构的稳定性。

参考文献：

1. 水泥搅拌桩加固高速公路高含水量深厚软基现场试验研究. 高明生，唐彤芝，赵维，炳袁宏义. 江苏省公路学会优秀论文集（2006-2008）.

2. 刘高喜，张谨，吴风珍。土工试验在道路施工中的应用[J].河南科技，2016，23：122-123.

3. 韦扬省.浅谈土工试验中几个常见问题的分析及对策[J].建材与装饰，2016，08：280-281.