柳育剛

（上海勘測設計研究院有限公司，上海200335）

1 概況

堤防工程上修建交通道路時，根據(jù)規(guī)劃定位的工程性質(zhì)，首先應確定該路堤的主要功能是水利還是交通，并選擇主要功能的相應規(guī)范進行設計。但是當遇到防洪和交通功能并重的多部門綜合工程時，就面臨壓實指標確定的規(guī)范選擇問題了。

水利工程中堤防和土石壩填筑壓實度主要由輕型擊實試驗確定，而公路與城市道路的路基壓實度主要應用重型試驗。因此，在路堤結合設計和土石壩壩頂?shù)缆吩O計時，對于路基壓實度選取過程中規(guī)范的適用范圍有所重疊，究竟該如何選取是討論的重點。現(xiàn)有對壓實度的研究多集中在檢測和控制方面，對于不同擊實試驗標準下壓實度控制值的選取和壓實度合理上限研究則相對較少。如果選擇的壓實標準是偏冒進的，那么在后續(xù)施工過程中，無論多么精細嚴格的控制壓實指標，施工質(zhì)量都是存在隱患的；相反，壓實標準選取的過于保守，在一些特殊部位可能因超壓引起土料剪切破壞和對工程造成極大的浪費，特別是對于土方填筑工程量大的情況。下文應用統(tǒng)計的方法，結合以往工程室內(nèi)及原位試驗數(shù)據(jù)，對壓實度的取值范圍進行初步討論。

首先明確比較與選取原則，建設工程安全第一，所以通過比較后，在最低值選取時不能突破現(xiàn)有各規(guī)范的要求，即“就高不就低”的原則；而在理論最大值的選取問題上，本著節(jié)約資源、合理優(yōu)化施工方案及減少污染的目的，選擇“就低不就高”的原則。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定的壓實度范圍進行控制，往往可以使填土得到較好的力學性質(zhì)，能滿足工程質(zhì)量控制的要求。GB 50286-2013《堤防工程設計規(guī)范》[1]中對于堤身壓實度的控制標準，是根據(jù)SL 274-2001《碾壓式土石壩設計規(guī)范》[2]和DL/T 5395-2007《碾壓式土石壩設計規(guī)范》[3]的基礎上適當降低后得到的。

由上述3 個規(guī)范是對堤（壩）身整體壓實度進行要求，未分層分區(qū)細化；而CJJ 194-2013《城市道路路基設計規(guī)范》[4]的填方路基則分成3 個深度范圍分別要求：0～80 cm，80～150 cm，大于150 cm；JTG D30-2015《公路路基設計規(guī)范》[5]也分路床和路基分別要求。為方便比較，填方路基只討論深度大于150 cm 的下路基壓實度要，求深度150 cm以內(nèi)的壓實度取值建議以JTGD 30-2015及CJJ 194-2013 等為主進行設計。

劉義新[6]對13 個不同位置處的填土分別利用輕型擊實標準和重型擊實標準測定最大干密度，結果見圖1。可見，規(guī)定重型擊實標準與輕型擊實標準的最大干密度推測比值（除特殊注明外，余同）S0=0.909 1，在缺少試驗資料時，可根據(jù)這一規(guī)律進行粗估。

圖1 不同擊實標準下最大干密度值

SL274-2001 和DL/T5395-2007 對壓實度上限有要求，在其他土方填筑的規(guī)范中壓實度上限較少限制。壓實度常由下限控制，由于施工工藝的原因，套壓和錯位時往往在搭接處有超壓情況，為避免發(fā)生剪切破壞降低路基的安全穩(wěn)定性，這些部位應設上限。同樣，也對節(jié)能減排及優(yōu)化施工等有一定意義。

2 各規(guī)范對壓實度的要求

2.1 GB 50286-2013 對壓實度的要求

GB 50286-2013 中壓實標準是借鑒SL274-2001 適當降低得到的，GB 50286-2013 采用輕型擊實標準，要求1 級堤防壓實度不小于0.95，2 級和堤身高度不低于6 m 的3 級堤防壓實度不小于0.93；堤身高度低于6 m 的3 級堤防及3 級以下堤防壓實度不小于0.91?？梢?，GB 50286-2013 并沒有引用SL 274-2001 對壓實度上限的要求。壓實度是通過輕型擊實標準得到的，輕型擊實試驗在水利工程中亦稱為標準擊實試驗，以區(qū)別于重型擊實試驗。輕型擊實標準是水利工程壓實指標確定的主要手段。

2.2 SL 274-2001

SL 274-2001 規(guī)定了壓實度的范圍，給出了一個經(jīng)濟合理的上限，這對控制局部超壓有著積極意義，說明壓實度并非越大越好，當?shù)卣鹎闆r，土料壓實度高能大幅提高抗震能力，所以規(guī)范建議取上限值。SL 274-2001 與DL/T 5395-2007 對粘性土堤的填筑標準要求是相一致的。

2.3 DL/T 5395-2007 對壓實度的要求

水電專業(yè)規(guī)范DL/T 5395-2007 還進一步提出了重型擊實標準下壓實度的選取要求：對于高壩，當應用重型擊實試驗時，可對壓實標準酌情降低，但不可低于0.95。SL 274-2001，DL/T 5395 -2007 對粘性土堤填筑標準要求，采用輕型擊實標準，規(guī)定1，2 級壩及高壩的壓實度應為98%～100%，3 級中、低壩及3 級以下的中壩的壓實度應為96%～98%，設計地震烈度為8 度、9 度的地區(qū)，宜取上述規(guī)定的大值。

根據(jù)DL/T 5395-2007對高壩采用重型擊實標準的情況，可得S1=0.95/0.98=0.969 4。對低壩用重型擊實試驗標準的情況DL/T5395-2007沒有明確。

2.4 CJJ 37-90《城市道路設計規(guī)范》[7]

CJJ 37-90 已 于2012 年5 月1 日 廢 除，被CJJ 37-2012《城市道路工程設計規(guī)范》[8]代替。但CJJ 37-90 在大量原位及室內(nèi)試驗基礎上，給出了輕型擊實標準和重型擊實標準的對應關系，對水利與交通工程填方壓實度擊實標準的選取有一定參考意義。對比CJJ 37-90 中深度大于80 cm 填方路基的壓實度控制標準，對于快速路及主干路為0.93/0.95；對于次干路為0.90/0.92；對于支路為0.87/0.89。 根據(jù)上述比值，可推測各比值如下：

快速路及主干路，S2=0.93/0.95=0.978 9；次干路，S3=0.90/0.92=0.978 3；支路，S4=0.87/0.89=0.977 5，平均比值約0.978 3；而根據(jù)圖1 統(tǒng)計分析得到的比值S0約為0.909 1。可見，CJJ 37-90 在采用輕型擊實試驗壓實控制標準時，提高了壓實控制的要求，以適應交通工程的沉降限制。

2.5 CJJ 37-2012 對壓實度的要求

CJJ 37-90 的編制考慮到當時壓實機械應用等限制條件，未在路基壓實標準的選取方面全面應用重型擊實標準，而是并列出輕型、重型供設計人員選擇，但對比圖1 中兩標準下最大干密度關系可知，CJJ 37-90 大幅提高了對輕型擊實標準下最大干密度的要求，算是一個折中的做法。在編制CJJ 37-2012 時，國內(nèi)大型壓路機的應用已經(jīng)相當普遍，給重型擊實標準的推廣奠定了基礎，故新規(guī)范中去除了輕型擊實標準的取值標準，改為全部用重型擊實標準下對壓實度進行控制，這對提高路基工程質(zhì)量有積極意義。

CJJ 37-2012 與CJJ 194-2013 對于150 cm 以下填方路基的壓實度要求基本一致。

2.6 CJJ 194-2013

CJJ 194-2013 對城市道路路基設計的規(guī)定較為詳細，對于穿路建（構）筑物的壓實標準確定，結合實際情況，當重型擊實標準難以達到或不經(jīng)濟時，給出了輕型擊實標準進行控制?；靥盥坊鶋簩嵍纫?guī)定時參考了GB 50268-2008《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》[9]等。GB 50268-2008 規(guī)定：管道兩側和管頂以上50 cm 范圍內(nèi)，應采用輕夯壓實。因此CJJ 194-2013 在規(guī)定重型擊實標準的同時，亦規(guī)定了輕型擊實標準作為補充，見表1。為方便與堤壩標準比較，表1 中只列出了深度大于150 cm 填方路基的壓實度控制標準，填方路基壓實度要求與CJJ 37-2012 一致，回填路基壓實度在CJJ 37-2012 中未提及，其中填方路基壓實度為重型擊實標準。

表1 CJJ 194-2013 中土質(zhì)路基壓實度要求

根據(jù)表1，可推測回填路基比值如下：

快速路，S5=0.90/0.93=0.966 7；主干路，S6=0.90/0.93=0.966 7；次干路，S7=0.90/0.93=0.966 7；支路，S8=0.87/0.90=0.966 7，4個比值均為0.966 7，雖然較理論值S0的0.909 1 有提高，但比CJJ37-90一般段比值均值0.978 3 及DL/T 5395-2007 的S1=0.969 4 略低，應該是出于施工難度及避免過度壓實使相鄰建（構）筑物受到不利影響的安全考慮。

2.7 JTG D30 - 2015

JTG D30-2015 對于公路路基的壓實度要求，均以重型擊實標準為控制依據(jù)，與CJJ 37-2012 及CJJ 194-2013 相近工程等級的壓實標準相一致。JTG D30-2015對于1.5 m以下（輕、中等級交通）及1.9 m以下（特重、極重交通）填方路基的壓實度控制標準下路堤壓實度要求：高速、一級公路不小于0.93，二級公路不小于0.92，三、四級公路不小于0.90。

3 壓實度標準確定步驟

壓實度標準的確定過程，可以初步分為以下3個步驟。

3.1 “定輕重”

根據(jù)工程性質(zhì)，初步判斷屬于水利工程還是交通工程。具體而言，如果屬于水利工程，則基本應用輕型擊實標準，但應判斷是否為高土石壩，近而討論高壩利用重型擊實標準的可行性。如果是交通工程，則一般段采用重型擊實標準，局部穿路基建（構）筑物范圍內(nèi)討論是否采用輕型擊實標準。若是綜合工程，則可通過“下限就高、上限就低”的基本原則進行確定。

3.2 “定級別”

水利和水電工程中的堤壩都被劃分為5 個級別，水利與交通規(guī)范級別兩兩組合，可以得到各工程性質(zhì)下的二維級別關系。在具體組合過程中，SL 274-2001 與DL/T 5395-2007 對壓實度的實質(zhì)性要求基本一致，DL/T 5395-2007 進一步要求了高壩采用重型擊實標準的情況，故選擇DL/T 5395-2007 為代表規(guī)范；CJJ 37-2012 與CJJ 194-2013 級別一致，壓實標準也很統(tǒng)一，故只取CJJ 194-2013 作為代表規(guī)范。

3.3 “定指標”

各規(guī)水利及交通范兩兩組合，共有“GB 50286-2013—CJJ 194-013”“GB 50286-2013— JTG D30-2015”“DL/T 5395-2007—CJJ 194-2013”及“DL/T 5395-2007—JTG D30-2015”等4 種情況，為方便量化比較，擬定以輕型擊實標準為基數(shù)，交通規(guī)范的重型擊實標準按比例換算成輕型擊實標準進行比較，比例系數(shù)的選取方面，堤防工程由于是在SL 274-2001 基礎上降低得到，SL 274-2001 參考DL/T 5395-2007 的S0，GB 50286-2013，CJJ 194-2013 及JTG D30 - 2015 各級別壓實度上限可參考DL/T 5395-2007 在下限的基礎上加2%得到。對于交通規(guī)范中的重型擊實標準獲得的壓實度控制，在重型擊實標準轉換為輕型擊實標準時，對于容易壓實的土料，可采用接近S0，對于較難壓實的土料，建議取接近S1。為定性說明問題，本文假設土料較難壓實，選S1作為轉換比值。

3.3.1 “GB 50286-2013—CJJ 194-2013”對比

表2列出2個規(guī)范規(guī)定的壓實度下限，CJJ 194-2013 的重型擊實標準下壓實度下限已根據(jù)S1比值轉換為輕型擊實標準是的壓實度下限，下同。

表2 GB 50286-2013—CJJ 194-2013 壓實度下限對比

表2 中可以看出，次干路及支路與1 級堤防組合時，重型擊實標準獲得的壓實度比輕型擊實標準略低，其余重型擊實標準下的壓實指標基本上都高于輕型擊實標準。

3.3.2 “GB 50286-2013—JTG D30-2015”對比

表3 列出2 個規(guī)范規(guī)定的壓實度下限。

表3 GB 0286-2013—JTG D30 - 2015 壓實度下限對比

表3 中可以看出，三、四級公路與1 級堤防組合時，重型擊實標準獲得的壓實度比輕型擊實標準低了約2%，其余重型擊實標準下的壓實指標基本上都高于輕型擊實標準。

3.3.3 “DL/T 5395-2007—CJJ 194-2013”對比

表4 列出2 個規(guī)范規(guī)定的壓實度下限。

表4 DL/T 5395-2007—CJJ 194-2013 壓實度下限對比

表4 中可以看出，DL/T 5395-2007 的壓實指標基本都高于CJJ 194-2013 中的標準，不過考慮到城市中建造中高壩的可能性極小，這一組合沒有太多實際意義。

3.3.4 “DL/T 5395-2007—JTG D30 - 2015”對比

表5 列出2 個規(guī)范規(guī)定的壓實度下限。

表5 DL/T 5395-2007—JTGD30 - 2015 實度下限對比

表5 中可以看出，DL/T 5395-2007 的壓實指標基本均高于JTG D30 - 2015 中的標準。

4 結論

1）在確定壓實指標時，輕、重擊實標準的轉換過程中，重點是比值的選擇。為簡化出來以說明問題，定性與定量結合選擇了S1作為計算值。在實際工程應用過程中，需要根據(jù)具體的土料是否容易壓實等工程特性來確定，當暫時缺少地勘資料時，經(jīng)論證，可在S0～S1間進行粗估取值。

2）壓實指標主要由下限控制，計算得到的壓實度不能小于各規(guī)范的要求。

3）壓實指標上限，本文只初步建議在下限基礎上提高2%，當遇到復雜地質(zhì)條件或有其他特殊要求時，應通過試驗確定。