土質路基壓實度常用檢測方法的探討

【摘 要】壓實度是衡量土質路基質量好壞的一個重要指標，其檢測方法會影響檢測結果。本文首先對土質路基壓實度常用檢測方法的原理和優缺點進行總結分析，在此基礎上，進一步探討了各檢測方法的應用性。

【關鍵詞】壓實度；環刀法；核子密度儀法；灌砂法

為了滿足快速、安全、經濟、舒適等要求，高速公路往往采用高路堤，如果高路堤的壓實達不到要求，在自然因素和行車荷載作用下，就會出現較大的不均勻沉降，從而導致結構的變形和破壞，因此如何控制好路基壓實施工質量，顯得尤為重要。然而在施工中檢測壓實度的方法很多，究竟采用何種方法檢測壓實度更能準備的反應路基的真實壓實質量，這是一個值得探討的問題。

1.土質路基壓實度的檢測方法[1-2]

土質路基壓實度常用的檢測方法包括環刀法、灌沙法、核子密度儀法和電動取土鉆法。這四種檢測方法各有各的特點：環刀法只能用于測定細粒土的密度，該種方法簡便準確，是室內和野外都可采用的一種方法。其缺點是當環刀壓入土時，土樣會受到擾動，從而使測量結果具有偏大的現象；灌砂法適用面非常廣，該種方法測量精度高，準確性好，在野外現場測定細粒土、砂類土和礫類土的密度時被廣泛采用，且在檢測過程中，儲砂筒中的標準砂處于相對封閉狀態下，不受風的影響。核子密度儀法在檢測過程中速度較快，檢測人員的勞動強度較低，檢測時對路基的原狀結構不產生擾動，因此檢測精度較高，且各類土的密度檢測均可采用；電動取土鉆法，在檢測取樣過程中，僅對路基土的原狀結構產生輕微的擾動，相對環刀法而言，更能反映路基密度的真實情況，但在采用該種方法時，需要供電的電瓶。由于電動取土鉆法所需設備較其它三種方法復雜、貴重，且現場檢測時需配帶電瓶，因此施工單位一般不予選擇。

2.土質路基壓實度常用檢測方法分析

2.1環刀法[1，3]

環刀法測密度是根據檢測點路基土的填筑厚度和土粒粒徑選擇相應體積的環刀，爾后清除測定點的浮土，將環刀垂直壓入土中，當環刀內部壓滿土時，沿環刀四周將其輕輕挖出，用刮土刀刮去刀刃部多余的土，保證環刀內部土的體積恰好等于環刀的體積，稱量計算出環刀內部土的質量，除以環刀的體積從而得到檢測點土的密度，根據室內擊實試驗測得的最大干密度，可計算出路基填土的壓實度。

在用環刀法現場檢測密度的過程中，為避免產生過大的誤差，需要主要以上幾個方面的問題：

（1）用壓環壓取環刀過程中，最后一次錘擊壓環時施加的力要適度，如果偏大，則人為造成對環刀中的土樣二次壓實，從而導致被測土的密度比實際的偏大，如果。

（2）用天平稱量時土和環刀的質量時，天平的感量要在0.1g以上，且在現場稱量過程中應選在背風處，避免風的影響。

（3）在現場用酒精燃燒法快速測定含水率時，土質中有機質含量較高時，測定的結果比實際的要偏大。在攪拌燃燒土樣時，要注意被風，燃燒完畢，應將攪拌棒上的粘附土刮入到干燥后的土樣中，避免引起過多損失。

2.2核子密度儀法[3-6]

核子密度儀測密度的機理是：位于底部的放射源發射放射線，該放射線穿過測量土層后被核子儀底部另外一端的探測器接收，探測器根據接收到的放射線量的多少而計算出土層干密度。如果土層的密度大，當放射線通過土層時被吸收的數量就多，探測器回收到的放射線數量就少，儀器中的處理器按探測器接收的放射線量成反比的規律計算出土層的干密度就較大。反之，如果壓實土層中材料的密度低，土層吸收的放射線數量就較少，探討器回收的放射線數量就較多，處理器計算得到的土層干密度就較小。

由核子儀測定機理分析可知，影響核子儀檢測結果的關鍵因素是核子密度儀探測器接收放射線數量的多少。同時又受到核子密度儀檢測土層的深度和儀器精度的影響。

為提高測量結果精度，確保檢測結果的有效性，使用核子密度儀核子密度儀測量土層密度時，應注意以下幾點：

（1）檢測點的位置應選擇在地表平坦處，打測孔時，必須保證測空的垂直度，測孔深度以檢測厚度為準，在測點上砸入的鋼釬應輕輕砸入，拔出時垂直旋轉拔出，避免晃動鋼釬引起測孔處材料松散，從而使測得的壓實度偏低。

（2）因測量密度時輻射源所發出的射線向手柄方向輻射，為提高測量結果的精度，每測點以垂直90°的四個方向作四次測量，取其平均值作為該點的最終壓實度。

2.3灌砂法[7-9]

灌砂法是利用粒徑0.30～0.60mm或0.2～0.50mm清潔干凈的均勻標準砂，從一定高度自由下落到現場土層所挖的試洞中，測量標準砂填滿試洞時，落入試洞中標準砂的質量，按室內試驗標定的標準砂的密度來計算試洞的體積，通過檢測試洞中挖出土樣的含水率和質量來推算出土層的干密度。

在用灌砂法測量試洞的容積的過程中，為保證其準確度和精度需要注意以下事項：

（1）試洞的深度對砂的密度影響較大。試洞的深度每減2.5cm，砂的密度約降低1%。因此，現場挖試洞時要保證試洞的深度與標定標準砂時標定罐的深度相同。

（2）儲砂筒中的砂量對砂的密度有影響較大。儲砂筒中砂面的高度每降低5cm，砂的密度約降低1%。因此，現場測量時，儲砂筒中的砂面高度應與標定標準砂密度時儲砂筒中的砂面高度一致。

（3）砂的成分和含水率對試驗結果的精度有很大影響。在測量時一定要保證砂的清潔干燥。使用過的砂二次使用之前一定要過篩烘干。

3.討論與總結

綜上所述，環刀法雖然簡單且能滿足測定結果的精確度，但其適用范圍僅限于細粒土，適用面較窄。核子密度儀法雖有諸多優點，但使用前必須與灌砂法進行對比和校正，且在操作過程中和存放核子密度儀時要注意防輻射性，這在自我安全意識越來越強的當今社會，該種方法的推廣應用受到的阻礙可能是無法跨越的，這種形式在目前最新的《公路土工試驗規程》（JTG E40-2007）的制定中也已經體現出來，該規范在“土的密度試驗”部分的修訂中核子密度儀法已不采用。與前面兩種方法相比，灌砂法盡管需要攜帶較多量的砂、稱量次數較多以及測試速度較慢等缺點，但是作為一種常規檢測方法，它具有適用面廣、安全無污染、檢測結果精度較高等優點，一直是質量檢測監督部門、監理單位與施工單位通常認可的最常用的試驗方法。

【參考文獻】

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