周奇 湯林勇

摘 要：影響水利工程壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的因素有很多，本文通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土樣取樣方法、灌砂法以及灌水法中存在的問題進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際提出改善方法。

關(guān)鍵詞：水利工程;壓實(shí)度;檢測(cè)技術(shù)

1 引言

水利工程是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，建國(guó)以來水利工程建設(shè)一直在不斷發(fā)展，改革開放后水利工程建設(shè)進(jìn)入加速期，隨著“三峽工程”的竣工，我國(guó)水利工程成就達(dá)到了前所未有的高度?，F(xiàn)如今隨著建筑，交通，水利行業(yè)的全面發(fā)展，工程試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，成為了目前工程建設(shè)中不能缺少的重要環(huán)節(jié)。但是由于各行業(yè)的迅猛發(fā)展，工程檢測(cè)在實(shí)際工作中暴露出了一些問題，本文便針對(duì)工程壓實(shí)度檢測(cè)技術(shù)中存在的若干問題進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際提出了改善方法，以促進(jìn)我國(guó)水利工程質(zhì)量檢測(cè)水平的整體提升，推動(dòng)水利工程建設(shè)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

2 壓實(shí)度的含義

壓實(shí)度是指土壓實(shí)后的干密度與最大干密度之比，一般以百分率表示[1]。壓實(shí)度是水利工程中質(zhì)量檢測(cè)的重要指標(biāo)之一，表征現(xiàn)場(chǎng)土樣的壓實(shí)情況，壓實(shí)度越高說明土壓的越密實(shí)，工程現(xiàn)場(chǎng)整體質(zhì)量越好。壓實(shí)度的檢測(cè)主要包括室內(nèi)試驗(yàn)（即擊實(shí)試驗(yàn)）以及現(xiàn)場(chǎng)的原位密度檢測(cè)。

3 導(dǎo)致壓實(shí)度失真的常見問題

在水利工程中當(dāng)需要土體換填，開挖后回填，地基基礎(chǔ)處理以及路基回填時(shí)，都需要進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。但在試驗(yàn)過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超壓?jiǎn)栴}（即壓實(shí)度大于100%）或施工單位按標(biāo)準(zhǔn)碾壓后出現(xiàn)壓實(shí)度不足等失真問題。

工程建設(shè)過程中，從工程性質(zhì)、經(jīng)濟(jì)等角度考慮填料的就地取材，會(huì)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)方法的選用、樣品均勻性、檢測(cè)選點(diǎn)代表性、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理存在很多需要調(diào)整的地方。參照整個(gè)建工行業(yè)壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方法有灌水法、灌砂法、環(huán)刀法等。綜合考慮水利工程建設(shè)中的特點(diǎn)，下文主要對(duì)水利工程中有大粒徑碎石、卵石等填料而采用灌水法試驗(yàn)做壓實(shí)度可能會(huì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)失真問題，從不同角度探討試驗(yàn)檢測(cè)過程中如何避免試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真問題。

3.1 用灌水法進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)簡(jiǎn)介

3.1.1 本試驗(yàn)方法適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定粗粒土的密度。

3.1.2 本試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：

3.1.2.1 儲(chǔ)水筒：直徑應(yīng)均勻，并附有刻度及出水管。

3.1.2.2 臺(tái)秤：稱量50kg，最小分度值10g。

3.1.3 灌水法試驗(yàn)，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

3.1.3.1 根據(jù)試樣最大粒徑，確定試坑尺寸

3.1.3.2 將選定試驗(yàn)處的試坑地面整平，除去表面松散的土層。

3.1.3.3 按確定的試坑直徑劃出坑口輪廓線，在輪廓線內(nèi)下挖至要求深度，邊挖邊將坑內(nèi)的試樣裝入盛土容器內(nèi)，稱試樣質(zhì)量，準(zhǔn)確到10g，并應(yīng)測(cè)定試樣的含水率。

3.1.3.4 試坑挖好后，放上相應(yīng)尺寸的套環(huán)，用水準(zhǔn)尺找平，將大于試坑容積的塑料薄膜袋平鋪于坑內(nèi)，翻過套環(huán)壓住薄膜四周。

3.1.3.5 記錄儲(chǔ)水筒內(nèi)初始水位高度，擰開儲(chǔ)水筒出水管開關(guān)，將水緩慢注入塑料薄膜袋中。當(dāng)袋內(nèi)水面接近套環(huán)邊緣時(shí)，將水流調(diào)小，直至袋內(nèi)水面與套環(huán)邊緣齊平時(shí)關(guān)閉出水管，持續(xù)3～5min，記錄儲(chǔ)水筒內(nèi)水位高度。當(dāng)袋內(nèi)出現(xiàn)水面下降時(shí)，應(yīng)另取塑料薄膜袋重做試驗(yàn)。

3.2 灌砂法沒有用水平尺找平

在標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)規(guī)程》[2]中041-2灌砂法測(cè)定原位密度檢測(cè)試驗(yàn)儀器中沒有水平尺。在試驗(yàn)過程中，公式如下：，灌砂法試驗(yàn)時(shí)是利用砂的質(zhì)量與砂的堆積密度比值得到坑內(nèi)體積。當(dāng)土坑處或套環(huán)擺放不水平時(shí)，砂在下落后無法全部將坑洞全部填滿，導(dǎo)致m7-m1結(jié)果變小，從而使原位密度ρ變大，壓實(shí)度變大。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)原位密度取樣處不具備代表性

在坑內(nèi)取出的土樣中石子含量高于整體土樣中石子含量，同時(shí)單坑原位密度大于擊實(shí)試驗(yàn)后的最大干密度，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果壓實(shí)度變大。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)規(guī)程》SL 352-2006[2]中011擊實(shí)試驗(yàn)中采用輕型擊實(shí)且大于5mm顆粒土小于30%時(shí)需要進(jìn)行校正，公式如下：，當(dāng)取回土樣中含有大于5mm粒徑土比例高于實(shí)際土樣所含大于5mm粒徑土比例時(shí)，會(huì)導(dǎo)致修正后的最大干密度值小于真實(shí)值，因此在計(jì)算時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)度結(jié)果變大，反之則會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)度結(jié)果變小的情況。

3.4 灌水桶讀液管下降速度比水桶中水實(shí)際下降速度慢

在標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)規(guī)程》[2]中041-3灌水法測(cè)定原位密度，公式如下：V=（H2-H1）AW-V0，由于灌水桶本身液面受風(fēng)影響很大，因此在試驗(yàn)過程中需要將灌水桶上部蓋住，當(dāng)打開水閥后，桶內(nèi)水降速快于讀液管下降速度，關(guān)閉水閥后在一段時(shí)間內(nèi)仍存在液面差，從而導(dǎo)致體積變小，原位密度增加，壓實(shí)度結(jié)果變大。

3.5 取樣后含水率變化導(dǎo)致的壓實(shí)度變化

4 解決壓實(shí)度失真的方法

水利工程中出現(xiàn)上述情況會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)檢測(cè)單位及工程各主體單位造成許多不必要的麻煩。因此必須通過一定的手段對(duì)上述情況進(jìn)行改善，以確保試驗(yàn)檢測(cè)能更準(zhǔn)確。通過大量試驗(yàn)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下解決方案：

4.1 改良擊實(shí)試驗(yàn)取樣方法

《土工試驗(yàn)規(guī)程》[2]中011擊實(shí)試驗(yàn)中“取有代表性的土樣”并沒有實(shí)際可操作性。因此應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)從隨機(jī)10處取樣，取樣方法可參照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)規(guī)程》[3]中附錄A公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)隨機(jī)選點(diǎn)方法進(jìn)行。重型擊實(shí)試驗(yàn)取樣建議100kg，輕型擊實(shí)建議50kg，這樣能更大程度更準(zhǔn)確地反映出現(xiàn)場(chǎng)回填用土顆粒級(jí)配情況，確保試驗(yàn)結(jié)果更接近真值。

4.2 改良灌砂法測(cè)定原位密度

采用灌砂法進(jìn)行原位密度檢測(cè)時(shí)，應(yīng)佩戴水平尺。在原位密度挖坑處以及套環(huán)上分別進(jìn)行調(diào)平，從而確保流砂能夠填滿整個(gè)砂坑以及套環(huán)。

4.3 改良灌水法測(cè)定原位密度

采用灌水法進(jìn)行原位密度檢測(cè)時(shí)，應(yīng)將試驗(yàn)用灌水桶應(yīng)送至取得國(guó)家檢定資質(zhì)的單位進(jìn)行檢定，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)及室外試驗(yàn)同時(shí)標(biāo)定并進(jìn)行對(duì)比，如有必要應(yīng)通過校準(zhǔn)來確定換算系數(shù)，確保在室外試驗(yàn)的準(zhǔn)確度;灌水法也可以不按照標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，先用水平尺對(duì)挖坑處及套環(huán)進(jìn)行調(diào)平，先測(cè)量容器及聚乙烯薄膜重量m9，將挖好的坑洞用薄膜緊貼坑壁，將水倒入薄膜中以保證水面與地面或套環(huán)持平，小心將薄膜從坑洞中取出，放入容器中進(jìn)行稱量m10，查表可得水在某溫度下的密度ρw，通過質(zhì)量與密度比值得到坑內(nèi)水的體積，從而計(jì)算出原位密度。

5 結(jié)語

水利工程壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果的精度能夠直接影響工程整體質(zhì)量， 同時(shí)也會(huì)對(duì)施工進(jìn)度產(chǎn)生間接影響，為了進(jìn)一步提高建設(shè)各方工作能效， 需要檢測(cè)單位提高試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，檢測(cè)從業(yè)人員也應(yīng)當(dāng)通過檢測(cè)工作不斷積累經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，從而不斷推動(dòng)水利工程事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳英，影響水利工程回填料壓實(shí)度的因素分析[J].黑龍江水利科技，2010， （6） ：46-47.

[2]SL 352-2006，土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]JTG E60-2008，公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)規(guī)程[S].