薛 飛

（貴州路橋集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)的DCP法，最大的優(yōu)勢(shì)是能直接檢測(cè)路基承載力。該文將DCP法的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)與CBR測(cè)試結(jié)果相結(jié)合，對(duì)DCP法檢測(cè)的貫入度指標(biāo)與CBR值之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析，以驗(yàn)證檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于貫入度與CBR值的線性關(guān)系[1]。

1 DCP法基本原理

DCP是一種輕型設(shè)備，檢測(cè)中采用錘擊方式貫入，測(cè)頭入土檢測(cè)土基承載力[2]，詳見圖1。一般情況下DCP錘重10 kg，錘入角度60°，可用錘擊深度表示土基承載能力。DCP在土基材料壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可直接獲取路基承載力數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)便易行，可操作性強(qiáng)。DCP法獲得DCP貫入度與CBR值，結(jié)果顯示DCP貫入度、CBR值與楊氏回彈模量之間具有相關(guān)性，可作為標(biāo)準(zhǔn)參考用于路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)，也可用于路基承載力評(píng)估。

圖1 動(dòng)力錐貫入儀的構(gòu)造

根據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果可知，DCP錘擊數(shù)、貫入比率、DCP貫入深度關(guān)系密切，可以DCP作為評(píng)估路基承載力和壓實(shí)質(zhì)量的有效手段。落錘式彎沉儀(FWD)常用來進(jìn)行路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)，結(jié)合CBR試驗(yàn)結(jié)果可知FWD值與CBR結(jié)果之間相關(guān)性突出，間接說明DCP可作為有效評(píng)估手段，以檢測(cè)路基壓實(shí)質(zhì)量[3]。此外，現(xiàn)場(chǎng)路基室內(nèi)試驗(yàn)、鉆芯取樣、DCP試驗(yàn)等結(jié)果證實(shí)，路基楊氏回彈模量、DCP平均貫入值與路面含水量、路面結(jié)構(gòu)等關(guān)系密切，采用不同檢測(cè)手段獲取的路基承載力水平基本一致，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

2 DCP法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

（1）落錘安裝。確保DCP導(dǎo)向桿與探桿牢固連接，重復(fù)確認(rèn)聯(lián)軸處連接狀況，防止脫落。

（2）DCP垂直放置于地面，記錄混凝土、硬土層期初數(shù)據(jù)，將期初數(shù)據(jù)作為零數(shù)據(jù)。

（3）結(jié)合實(shí)際需要，選擇合理的檢測(cè)點(diǎn)，檢測(cè)點(diǎn)需位于平整路基表層或基層。

2.2 試驗(yàn)步驟

（1）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況選擇平整、干凈的路基表面作為檢測(cè)點(diǎn)，選取樣本位置表面存在松動(dòng)浮土的，可拆除表層20 mm以內(nèi)，重新放置DCP設(shè)備。表層浮土層較厚的，可重新選擇周圍合適區(qū)域作為測(cè)量點(diǎn)[4]。

（2）DCP錐頭與動(dòng)力錐貫入儀鉆桿連接，確保其與待測(cè)點(diǎn)路基表面垂直，施工人員緊握手柄后另一名操作人員將DCP重錘提起，使之自由落下。

（3）獲取DCP自由下垂的貫入度數(shù)據(jù)。保持DCP重錘自由下落后貫入深度大于5 mm，對(duì)每次貫入度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。若單次貫入深度小于5 mm，則需增加貫入次數(shù)，并記錄貫入次數(shù)與貫入深度。

（4）連續(xù)貫入、錘擊、測(cè)量，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，確保各項(xiàng)參數(shù)符合結(jié)構(gòu)層需求。若路基材質(zhì)堅(jiān)硬，連續(xù)錘擊10次以上，錘擊深度或貫入量無任何改變則停止錘擊，更換錘入點(diǎn)重新進(jìn)行貫入，記錄對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，或使用鉆孔，將該點(diǎn)堅(jiān)硬結(jié)構(gòu)層鉆透后重新檢測(cè)。

（5）檢測(cè)結(jié)束將貫入桿和落錘拆卸后，取出DCP設(shè)備。

3 數(shù)據(jù)分析

以現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)參考文獻(xiàn)的參考值為基礎(chǔ)，制作貫入深度-錘擊次數(shù)曲線，將其作為DCP檢測(cè)結(jié)果，并按照公式（1）和（2）分別計(jì)算DCP貫入度Dd和現(xiàn)場(chǎng)CBR值。

式中，D——DPC貫入量；a、b——換算系數(shù)；n——錘擊次數(shù)。分別在100 mm和150 mm厚的路基土層中進(jìn)行DCP試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)CBR試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 路基土層DCP、CBR試驗(yàn)結(jié)果

采用二次多項(xiàng)式對(duì)貫入度和CBR值進(jìn)行擬合，以線性函數(shù)對(duì)1gDd與1g（CBR）進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖2~5。

圖2 路基土層厚100 mm時(shí)Dd-CBR關(guān)系曲線

由圖2和圖3可知，1）厚度為100 mm時(shí)，路基土層DCP貫入度與CBR之間以二次多項(xiàng)式評(píng)估效果最佳，相關(guān)系數(shù)為0.81，相關(guān)數(shù)據(jù)之間的離散水平高，需進(jìn)行進(jìn)一步的耦合擬合兩者關(guān)系；2）隨著1gDd的增大，1g（CBR）取值減小，即1g（CBR）與1gDd之間存在負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.76，證實(shí)現(xiàn)場(chǎng)CBR值與DCP貫入度之間的關(guān)聯(lián)度相對(duì)不足。

圖3 路基土層厚100 mm時(shí)1g（CBR）-1gDd關(guān)系曲線

由圖4和圖5可知，1）厚度為150 mm時(shí)，路基土層DCP貫入度與現(xiàn)場(chǎng)CBR值之間以二次多項(xiàng)式評(píng)估的效果最佳，相關(guān)系數(shù)為0.83，相關(guān)數(shù)據(jù)相對(duì)分散，可進(jìn)一步耦合提高數(shù)據(jù)相關(guān)度；2）隨著1gDd的增大，1g（CBR）取值減小，即1g（CBR）與1gDd之間存在負(fù)相關(guān)性，兩者相關(guān)系數(shù)為0.80，此時(shí)相關(guān)系數(shù)大于路基土層厚度為100 mm的數(shù)據(jù)，表明DCP貫入度與現(xiàn)場(chǎng)CBR值隨著檢測(cè)深度的增加相關(guān)性提高。

圖4 路基土層厚150 mm時(shí)Dd-CBR關(guān)系曲線

圖5 路基土層厚150 mm時(shí)1g（CBR）-1gDd關(guān)系曲線

結(jié)合上述分析結(jié)果，采用二次多項(xiàng)式、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)相結(jié)合的方式對(duì)DCP貫入度與現(xiàn)場(chǎng)CBR值進(jìn)行擬合以規(guī)范兩者之間的線性關(guān)系，詳見表2。

表2 路基土層的DCP貫入度與CBR值的擬合方程

分析表2可知：1）路基土層厚度為100 mm時(shí)，采用二次多項(xiàng)式對(duì)DCP貫入度與現(xiàn)場(chǎng)CBR關(guān)系擬合效果較好，相關(guān)系數(shù)為0.76；2）路基土層厚度為150 mm，采用線性函數(shù)對(duì)DCP貫入度與現(xiàn)場(chǎng)CBR關(guān)系擬合的相關(guān)系數(shù)與采用二次多項(xiàng)式擬合的系數(shù)取值相同，均為0.80；3）DCP試驗(yàn)路基土層大于100 mm采用線性函數(shù)擬合的效果更佳，相關(guān)數(shù)據(jù)與規(guī)范中的DCP貫入度值與現(xiàn)場(chǎng)CBR結(jié)果的擬合程度相似度高，證實(shí)該檢測(cè)手段可行。

4 DCP法的工程應(yīng)用

（1）路基、基層壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)估：DCP能夠用于路基壓實(shí)質(zhì)量和承載力檢測(cè)，在項(xiàng)目施工中應(yīng)用效果突出，是評(píng)價(jià)道路強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)土質(zhì)軟硬程度的重要方法[5]。路基質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，首先將DCP檢測(cè)設(shè)備垂直置于路基表面，操作人員手持DCP錐頭和操作探桿，使設(shè)備貫入路基土層至目標(biāo)厚度，獲取貫入度、貫入率、DCP值等數(shù)據(jù)，對(duì)DCP貫入度與現(xiàn)場(chǎng)CBR值關(guān)系進(jìn)行分析，評(píng)估目標(biāo)路基材料的壓實(shí)質(zhì)量與分層情況。

（2）評(píng)價(jià)舊路路基邊坡承載能力。隨著道路交通的不斷發(fā)展，交通流量與日俱增，部分地區(qū)會(huì)結(jié)合實(shí)際情況和通車需求進(jìn)行道路擴(kuò)建，故此需對(duì)舊道路路邊坡承載力、壓實(shí)質(zhì)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)合理制定施工方案，提高削坡方案設(shè)計(jì)可行性，實(shí)現(xiàn)舊路邊坡合理利用、降低工程成本支出的目的。DCP檢測(cè)法在舊路邊坡質(zhì)量評(píng)估中應(yīng)用廣泛，根據(jù)方案需求，在目標(biāo)路基路面200 mm×200 mm區(qū)域內(nèi)平整路面，目標(biāo)區(qū)域內(nèi)連續(xù)5次DCP貫入試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如貫入率指標(biāo)均未達(dá)標(biāo)則停止貫入試驗(yàn)，調(diào)整施工目標(biāo)區(qū)域重復(fù)進(jìn)行貫入試驗(yàn)[6]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果對(duì)舊路邊坡承載力水平進(jìn)行評(píng)估，結(jié)合道路擴(kuò)展方案進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，對(duì)舊路削坡方案的可行性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提高方案的可行性，避免施工盲目性導(dǎo)致的質(zhì)量不佳。

（3）堤壩壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)與管道回填土質(zhì)量評(píng)估。市政項(xiàng)目多具有工期短、質(zhì)量要求高、場(chǎng)地有限的特征，管道回填過程中常規(guī)檢測(cè)手段可行性不佳，無法及時(shí)獲取管道土方回填密度數(shù)據(jù)，不利于后續(xù)工序的優(yōu)化設(shè)計(jì)。DCP法應(yīng)用后，可及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地獲取回填土壓實(shí)質(zhì)量數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高，為節(jié)約工期、提高工程質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)[7]。

（4）DCP法還廣泛應(yīng)用于堤壩施工環(huán)節(jié)，在堤壩工程周邊土體附近進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)、施工中土體填筑質(zhì)量評(píng)估中應(yīng)用效果可觀。

（5）路基土體初始數(shù)據(jù)分析。以DCP試驗(yàn)結(jié)果作為土層分層結(jié)構(gòu)評(píng)估和路基承載力水平評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)來源，并對(duì)工程區(qū)域土體勘測(cè)，確定其結(jié)構(gòu)分層情況與性質(zhì)。

5 結(jié)論

DCP法具備施工便捷、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高等特點(diǎn)，可應(yīng)用于新建道路、管道施工、溝渠工程等領(lǐng)域。還可以應(yīng)用于堤壩工程路基承載力與壓實(shí)質(zhì)量分析、市政項(xiàng)目回填土質(zhì)量檢測(cè)、舊路邊邊坡承載力評(píng)估效果，故該方法在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。