水利工程壓實度試驗檢測技術研究

周奇 湯林勇

摘 要：影響水利工程壓實度試驗檢測結果的因素有很多，本文通過對現場土樣取樣方法、灌砂法以及灌水法中存在的問題進行分析，并結合實際提出改善方法。

關鍵詞：水利工程;壓實度;檢測技術

1 引言

水利工程是我國國民經濟的基礎產業，建國以來水利工程建設一直在不斷發展，改革開放后水利工程建設進入加速期，隨著“三峽工程”的竣工，我國水利工程成就達到了前所未有的高度。現如今隨著建筑，交通，水利行業的全面發展，工程試驗檢測技術也有了長足的進步，成為了目前工程建設中不能缺少的重要環節。但是由于各行業的迅猛發展，工程檢測在實際工作中暴露出了一些問題，本文便針對工程壓實度檢測技術中存在的若干問題進行分析，并結合實際提出了改善方法，以促進我國水利工程質量檢測水平的整體提升，推動水利工程建設檢測技術的發展和進步。

2 壓實度的含義

壓實度是指土壓實后的干密度與最大干密度之比，一般以百分率表示[1]。壓實度是水利工程中質量檢測的重要指標之一，表征現場土樣的壓實情況，壓實度越高說明土壓的越密實，工程現場整體質量越好。壓實度的檢測主要包括室內試驗（即擊實試驗）以及現場的原位密度檢測。

3 導致壓實度失真的常見問題

在水利工程中當需要土體換填，開挖后回填，地基基礎處理以及路基回填時，都需要進行壓實度檢測。但在試驗過程中，經常會出現超壓問題（即壓實度大于100%）或施工單位按標準碾壓后出現壓實度不足等失真問題。

工程建設過程中，從工程性質、經濟等角度考慮填料的就地取材，會對試驗檢測方法的選用、樣品均勻性、檢測選點代表性、試驗數據的處理存在很多需要調整的地方。參照整個建工行業壓實度試驗檢測方法有灌水法、灌砂法、環刀法等。綜合考慮水利工程建設中的特點，下文主要對水利工程中有大粒徑碎石、卵石等填料而采用灌水法試驗做壓實度可能會產生的數據失真問題，從不同角度探討試驗檢測過程中如何避免試驗數據失真問題。

3.1 用灌水法進行壓實度試驗簡介

3.1.1 本試驗方法適用于現場測定粗粒土的密度。

3.1.2 本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規定：

3.1.2.1 儲水筒：直徑應均勻，并附有刻度及出水管。

3.1.2.2 臺秤：稱量50kg，最小分度值10g。

3.1.3 灌水法試驗，應按下列步驟進行：

3.1.3.1 根據試樣最大粒徑，確定試坑尺寸

3.1.3.2 將選定試驗處的試坑地面整平，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，在輪廓線內下挖至要求深度，邊挖邊將坑內的試樣裝入盛土容器內，稱試樣質量，準確到10g，并應測定試樣的含水率。

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

3.1.3.5 記錄儲水筒內初始水位高度，擰開儲水筒出水管開關，將水緩慢注入塑料薄膜袋中。當袋內水面接近套環邊緣時，將水流調小，直至袋內水面與套環邊緣齊平時關閉出水管，持續3～5min，記錄儲水筒內水位高度。當袋內出現水面下降時，應另取塑料薄膜袋重做試驗。

3.2 灌砂法沒有用水平尺找平

在標準《土工試驗規程》[2]中041-2灌砂法測定原位密度檢測試驗儀器中沒有水平尺。在試驗過程中，公式如下：，灌砂法試驗時是利用砂的質量與砂的堆積密度比值得到坑內體積。當土坑處或套環擺放不水平時，砂在下落后無法全部將坑洞全部填滿，導致m7-m1結果變小，從而使原位密度ρ變大，壓實度變大。

3.3 現場原位密度取樣處不具備代表性

在坑內取出的土樣中石子含量高于整體土樣中石子含量，同時單坑原位密度大于擊實試驗后的最大干密度，導致檢測結果壓實度變大。同時，在標準《土工試驗規程》SL 352-2006[2]中011擊實試驗中采用輕型擊實且大于5mm顆粒土小于30%時需要進行校正，公式如下：，當取回土樣中含有大于5mm粒徑土比例高于實際土樣所含大于5mm粒徑土比例時，會導致修正后的最大干密度值小于真實值，因此在計算時會出現壓實度結果變大，反之則會出現壓實度結果變小的情況。

3.4 灌水桶讀液管下降速度比水桶中水實際下降速度慢

在標準《土工試驗規程》[2]中041-3灌水法測定原位密度，公式如下：V=（H2-H1）AW-V0，由于灌水桶本身液面受風影響很大，因此在試驗過程中需要將灌水桶上部蓋住，當打開水閥后，桶內水降速快于讀液管下降速度，關閉水閥后在一段時間內仍存在液面差，從而導致體積變小，原位密度增加，壓實度結果變大。

3.5 取樣后含水率變化導致的壓實度變化

4 解決壓實度失真的方法

水利工程中出現上述情況會對工程質量產生影響，同時對檢測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上述情況進行改善，以確保試驗檢測能更準確。通過大量試驗檢測經驗，總結出以下解決方案：

4.1 改良擊實試驗取樣方法

《土工試驗規程》[2]中011擊實試驗中“取有代表性的土樣”并沒有實際可操作性。因此應在現場從隨機10處取樣，取樣方法可參照《公路路基路面現場試驗規程》[3]中附錄A公路路基路面現場檢測隨機選點方法進行。重型擊實試驗取樣建議100kg，輕型擊實建議50kg，這樣能更大程度更準確地反映出現場回填用土顆粒級配情況，確保試驗結果更接近真值。

4.2 改良灌砂法測定原位密度

采用灌砂法進行原位密度檢測時，應佩戴水平尺。在原位密度挖坑處以及套環上分別進行調平，從而確保流砂能夠填滿整個砂坑以及套環。

4.3 改良灌水法測定原位密度

采用灌水法進行原位密度檢測時，應將試驗用灌水桶應送至取得國家檢定資質的單位進行檢定，同時應進行室內及室外試驗同時標定并進行對比，如有必要應通過校準來確定換算系數，確保在室外試驗的準確度;灌水法也可以不按照標準方法進行，先用水平尺對挖坑處及套環進行調平，先測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持平，小心將薄膜從坑洞中取出，放入容器中進行稱量m10，查表可得水在某溫度下的密度ρw，通過質量與密度比值得到坑內水的體積，從而計算出原位密度。

5 結語

水利工程壓實度檢測結果的精度能夠直接影響工程整體質量， 同時也會對施工進度產生間接影響，為了進一步提高建設各方工作能效， 需要檢測單位提高試驗檢測結果的準確性。與此同時，檢測從業人員也應當通過檢測工作不斷積累經驗，改進試驗檢測技術，從而不斷推動水利工程事業的長遠發展。

參考文獻：

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

[2]SL 352-2006，土工試驗規程[S].

[3]JTG E60-2008，公路路基路面現場試驗規程[S].