探討路基壓實質量檢測中DCP法的適用性

薛 飛

（貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

路基壓實質量檢測的DCP法，最大的優勢是能直接檢測路基承載力。該文將DCP法的現場檢測數據與CBR測試結果相結合，對DCP法檢測的貫入度指標與CBR值之間的相關性進行了分析，以驗證檢測標準中關于貫入度與CBR值的線性關系[1]。

1 DCP法基本原理

DCP是一種輕型設備，檢測中采用錘擊方式貫入，測頭入土檢測土基承載力[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在土基材料壓實質量檢測領域得到廣泛應用，可直接獲取路基承載力數據，簡便易行，可操作性強。DCP法獲得DCP貫入度與CBR值，結果顯示DCP貫入度、CBR值與楊氏回彈模量之間具有相關性，可作為標準參考用于路基壓實質量檢測，也可用于路基承載力評估。

圖1 動力錐貫入儀的構造

根據相關學者的研究結果可知，DCP錘擊數、貫入比率、DCP貫入深度關系密切，可以DCP作為評估路基承載力和壓實質量的有效手段。落錘式彎沉儀(FWD)常用來進行路基壓實質量檢測，結合CBR試驗結果可知FWD值與CBR結果之間相關性突出，間接說明DCP可作為有效評估手段，以檢測路基壓實質量[3]。此外，現場路基室內試驗、鉆芯取樣、DCP試驗等結果證實，路基楊氏回彈模量、DCP平均貫入值與路面含水量、路面結構等關系密切，采用不同檢測手段獲取的路基承載力水平基本一致，檢測結果準確可靠。

2 DCP法現場測試

2.1 試驗準備

（1）落錘安裝。確保DCP導向桿與探桿牢固連接，重復確認聯軸處連接狀況，防止脫落。

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

（3）結合實際需要，選擇合理的檢測點，檢測點需位于平整路基表層或基層。

2.2 試驗步驟

（1）結合現場情況選擇平整、干凈的路基表面作為檢測點，選取樣本位置表面存在松動浮土的，可拆除表層20 mm以內，重新放置DCP設備。表層浮土層較厚的，可重新選擇周圍合適區域作為測量點[4]。

（2）DCP錐頭與動力錐貫入儀鉆桿連接，確保其與待測點路基表面垂直，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據。保持DCP重錘自由下落后貫入深度大于5 mm，對每次貫入度數據進行記錄。若單次貫入深度小于5 mm，則需增加貫入次數，并記錄貫入次數與貫入深度。

（4）連續貫入、錘擊、測量，記錄相關數據，確保各項參數符合結構層需求。若路基材質堅硬，連續錘擊10次以上，錘擊深度或貫入量無任何改變則停止錘擊，更換錘入點重新進行貫入，記錄對應數據，或使用鉆孔，將該點堅硬結構層鉆透后重新檢測。

（5）檢測結束將貫入桿和落錘拆卸后，取出DCP設備。

3 數據分析

以現場檢測數據和相關參考文獻的參考值為基礎，制作貫入深度-錘擊次數曲線，將其作為DCP檢測結果，并按照公式（1）和（2）分別計算DCP貫入度Dd和現場CBR值。

式中，D——DPC貫入量；a、b——換算系數；n——錘擊次數。分別在100 mm和150 mm厚的路基土層中進行DCP試驗和現場CBR試驗，檢測結果如表1所示。

表1 路基土層DCP、CBR試驗結果

采用二次多項式對貫入度和CBR值進行擬合，以線性函數對1gDd與1g（CBR）進行擬合，結果如圖2~5。

圖2 路基土層厚100 mm時Dd-CBR關系曲線

由圖2和圖3可知，1）厚度為100 mm時，路基土層DCP貫入度與CBR之間以二次多項式評估效果最佳，相關系數為0.81，相關數據之間的離散水平高，需進行進一步的耦合擬合兩者關系；2）隨著1gDd的增大，1g（CBR）取值減小，即1g（CBR）與1gDd之間存在負相關性，相關系數為0.76，證實現場CBR值與DCP貫入度之間的關聯度相對不足。

圖3 路基土層厚100 mm時1g（CBR）-1gDd關系曲線

由圖4和圖5可知，1）厚度為150 mm時，路基土層DCP貫入度與現場CBR值之間以二次多項式評估的效果最佳，相關系數為0.83，相關數據相對分散，可進一步耦合提高數據相關度；2）隨著1gDd的增大，1g（CBR）取值減小，即1g（CBR）與1gDd之間存在負相關性，兩者相關系數為0.80，此時相關系數大于路基土層厚度為100 mm的數據，表明DCP貫入度與現場CBR值隨著檢測深度的增加相關性提高。

圖4 路基土層厚150 mm時Dd-CBR關系曲線

圖5 路基土層厚150 mm時1g（CBR）-1gDd關系曲線

結合上述分析結果，采用二次多項式、指數函數、冪函數相結合的方式對DCP貫入度與現場CBR值進行擬合以規范兩者之間的線性關系，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，采用二次多項式對DCP貫入度與現場CBR關系擬合效果較好，相關系數為0.76；2）路基土層厚度為150 mm，采用線性函數對DCP貫入度與現場CBR關系擬合的相關系數與采用二次多項式擬合的系數取值相同，均為0.80；3）DCP試驗路基土層大于100 mm采用線性函數擬合的效果更佳，相關數據與規范中的DCP貫入度值與現場CBR結果的擬合程度相似度高，證實該檢測手段可行。

4 DCP法的工程應用

（1）路基、基層壓實質量檢測與評估：DCP能夠用于路基壓實質量和承載力檢測，在項目施工中應用效果突出，是評價道路強度和結構土質軟硬程度的重要方法[5]。路基質量檢測時，首先將DCP檢測設備垂直置于路基表面，操作人員手持DCP錐頭和操作探桿，使設備貫入路基土層至目標厚度，獲取貫入度、貫入率、DCP值等數據，對DCP貫入度與現場CBR值關系進行分析，評估目標路基材料的壓實質量與分層情況。

（2）評價舊路路基邊坡承載能力。隨著道路交通的不斷發展，交通流量與日俱增，部分地區會結合實際情況和通車需求進行道路擴建，故此需對舊道路路邊坡承載力、壓實質量等數據進行檢測，結合檢測數據合理制定施工方案，提高削坡方案設計可行性，實現舊路邊坡合理利用、降低工程成本支出的目的。DCP檢測法在舊路邊坡質量評估中應用廣泛，根據方案需求，在目標路基路面200 mm×200 mm區域內平整路面，目標區域內連續5次DCP貫入試驗，記錄試驗數據，如貫入率指標均未達標則停止貫入試驗，調整施工目標區域重復進行貫入試驗[6]。結合現場測試結果對舊路邊坡承載力水平進行評估，結合道路擴展方案進行參數調整，對舊路削坡方案的可行性進行綜合評價，提高方案的可行性，避免施工盲目性導致的質量不佳。

（3）堤壩壓實質量檢測與管道回填土質量評估。市政項目多具有工期短、質量要求高、場地有限的特征，管道回填過程中常規檢測手段可行性不佳，無法及時獲取管道土方回填密度數據，不利于后續工序的優化設計。DCP法應用后，可及時、快速、準確地獲取回填土壓實質量數據，操作簡便，數據準確率高，為節約工期、提高工程質量奠定了基礎[7]。

（4）DCP法還廣泛應用于堤壩施工環節，在堤壩工程周邊土體附近進行壓實質量檢測、施工中土體填筑質量評估中應用效果可觀。

（5）路基土體初始數據分析。以DCP試驗結果作為土層分層結構評估和路基承載力水平評價的數據來源，并對工程區域土體勘測，確定其結構分層情況與性質。

5 結論

DCP法具備施工便捷、操作簡單、數據準確率高等特點，可應用于新建道路、管道施工、溝渠工程等領域。還可以應用于堤壩工程路基承載力與壓實質量分析、市政項目回填土質量檢測、舊路邊邊坡承載力評估效果，故該方法在土木工程領域應用前景廣闊。