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1、北 新 路 桥 1无粘性无粘性砾砾石土石土压实压实度超密或欠密度超密或欠密现现象象原因分析及解决途径原因分析及解决途径新疆北新路桥：段辉林 张卫国绥满国道主干线博克图至牙克石段高速公路路基无粘性砾石土填筑施工，看似不很密实的填筑质量，用灌砂法压实度一检测结果超百；而感觉密实的填筑质量其结果确达不到压实度要求。这种经常出现的假密（排除重型振动机械碾压的超百）或欠密现象，困扰着所有检测人员。是什么原因造成的呢？就此本文提出如下产生误差的原因及解决误差的途径供同仁一起探讨。、标标准干密度准干密度试验试验取取样误样误差差在做砾石土的标准干密度试验时，往往会出现标准干密度偏大或偏小，究其首要原因在于无论
2、是从取土场取样，还是室内四分法取样，都存在一个试样能否充分代表母体质量的问题。因为无粘性砾石土填筑材料，既有粗颗粒也有细颗粒，加上填材无粘性其离散性很大，试验时仅凭四分法取样，受制于视力、心理作用及操作上的等人为因素影响，其试验结果必然产生误差，故而结果不能反映该砾石土真实的标准干密度，也就造成现场检测压实度出现假密或欠密现象。解决此误差方法：现场取样，在开挖全断面（且不少于三个部位）由上而下进行取样，拌合均匀后四分法取 80100kg 试样；室内取样为减轻砾石土的离散性采用比例四分法取样，具体做法：试样风干后，将全部试样预先过 5、 、20、 、40mm 筛，分别求出5mm、 、520mm、
3、 、2040mm 及40mm 颗粒占40mm 颗粒总质量的百分率，然后按各粒级其所占比例，再从拌合均匀的不同粒级料堆北 新 路 桥 2中，四分法称取配制不同含石率试样的质量。、标标准干密度准干密度试验试验方法方法误误差差砾石土的标准干密度试验，主要有重型击实、表面振动仪压实和震动台法。这里不谈采用那种方法做标准干密度试验，只提出两个问题：一是公路土工试验规程方法中规定剔除40mm 石子用40mm 颗粒做干密度试验，对40mm 石子如何校正标准干密度？提出这个问题，是要说明怎么去理解40mm 石子含石率，是占40mm 颗粒质量的百分率，还是占含40mm 石子在内的颗粒总质量的百分率；二是砾石土填
4、料5mm 且40mm 的石子含量普遍50%（ （以40mm 颗粒总质量计） ）时如何确定标准干密度？因为砾石土标准干密度不同于细粒土，细粒土的标准干密度只受制于土质，只要将不同土质的试样，配制几个不同的含水率，就能确定计算压实度的标准干密度。而砾石土就不同，它不但受制于土质，更主要还受制砾石土中含石率的变化，一般来说随含石率的增加，标准干密度呈极相关的线性关系而增大，但当含石率增加到一定极限，它的拐点约在 50%左右，如果进一步增加，石子架空空隙率增大，标准干密度则随之降低，标准干密度则由线性关系转变为非线性关系。因此计算压实度的标准干密度是一个随含石率变化而变化的特征值，如果仍然用一个标准干
5、密度来计算压实度，则必然造成假密或欠密现象。为不赘言，详情请见浅议采用表面振动仪与重型击实仪试验确定砾石土颗粒的标准干密度，本节只谈解决误差的方法。第一个误差，为保证公路土工试验规程T 0131 中40mm 含石率校正公式的成立，对试样中40mm 石子必须理解是占40mm 颗北 新 路 桥 3粒总质量的百分率；再者40mm 石子含量较多，为了减轻超粒径对压实度的影响，应尽量将超大石子回坑处理，以促使剩余参入校正公式的40mm 含石率 15%。第二个误差，当含石率接近 50%且70%，它们之间的关系是非线性关系，不得用线性回归法确定标准干密度，必须采用修正系数（a值）的方法确定对应于不同含石率的
6、标准干密度。、现场压实现场压实度灌砂度灌砂试验试验系系统误统误差差采用灌砂法检测路基压实度，它的基本程序：用于测量试坑体积的标准砂干密度的标定（即灌砂前的准备阶段）称取灌砂筒和标准砂总质量往锥体和粗糙面灌砂称取剩余灌砂筒和标准砂质量挖试坑称取坑内挖出的湿土试样总质量再称取灌砂筒和标准砂总质量往试坑内灌砂称取剩余灌砂筒和标准砂质量称取测试含水试样质量计算试样湿、干实度和压实度。虽然这些看似简单的过程，但每一过程操作都制约着试验结果的准确性。1 主要主要误误差分析差分析 标准砂干密度标定。这是最关键也是普遍存在的一个误差。从大多数单位的试验资料反映，标准砂干密度值基本是一成不变的，其结果必然带来压
7、实度的不准确性。首先由于灌砂筒制作质量，每一个灌砂筒所产生的流速不尽相同，标定出的标准砂干密度也就不同；其二标准砂的反复使用，由于混杂部分土粒，其标准砂干密度也在变化；其三由于试坑内壁及底部是潮湿的，只要经过灌砂运作的标准砂就吸取一定水份，如果再用此砂进行灌砂作业，必然带来标准砂干密度的较大变化；最后试坑北 新 路 桥 4直径大小和深浅的不同，由于造成扩散性和重力加速度略小变化，也直接影响标准砂的干密度。 锥体与粗糙面。在部分工程或单位，锥体与粗糙面的质量也是一成不变的，或只有锥体而无粗糙面质量，甚至有的试验表格中就不反映锥体与粗糙面的质量。对于砾石土路基，无论怎么修整其灌砂检测面还是存在凹凸
8、不平的问题，如果不准确测试或不考虑它的质量，必然产生压实度误差。为了更进一步说明标准砂影响压实度质量的重要性，现列出一组数据供参考。影响因素与压实度结果关系表 表一影响因素项目影响压实度结果标准砂增加含水率 0.5%压实度减少 0.5%左右标准砂干密度变化 0.01g/cm3压实度变化 0.7%左右锥体与粗糙面砂质量误差 10g 压实度误差 0.3%左右试坑深浅变化 1.0cm压实度误差 0.4%左右灌砂筒内砂面变化 1.0cm压实度误差 0.2%左右 湿土试样质量。首先摘录土工试验规程对灌砂法试验的几条规定：最大粒径 40mm，应用 150mm 的大型灌砂筒测试；称取试坑内挖出的湿土试样总质
9、量；对于粗粒土全部烘干测试含水率；计算湿、干密度。这样的规定对于砾石土填料，其一，称取了湿土试样总质量后又如何处理？其二，当填料中含有40mm 石子时怎么办？其三，应该怎样计算试坑试样的干密度和压实度？ 北 新 路 桥 5提出这三大问题是基于含石率越多对干密度影响越大；称取的湿土试样总质量，不在规定的时间内进行认真筛分和快速科学测试含水率，既影响干密度的结果也影响施工；不同的含石率其标准干密度是不同的，得不出试样中准确的含石率和含水率，就无法参入干密度和压实度的计算。因此，由于规程没有对上述步骤做进一步明细规定，必然造成施工现场灌砂法压实度检测的不确定性。2、 误误差差处处理措施理措施针对上述
10、误差提出如下处理措施： 每一个灌砂筒都应该按照规程步骤标定标准砂干密度，准确至0.001g/cm3，标定后的标准砂与灌砂筒不得混淆； 标准砂不得重复使用，每批用完的标准砂须过筛、烘干、室温冷却 24 小时后，按措施重新进行标定； 挖坑前必须测试锥体与粗糙面消耗标准砂质量，为方便快捷且不损失标准砂，可在基板面铺一层极薄的土工膜，将灌砂筒放置土工膜上方来测试锥体与粗糙面耗砂质量； 挖试坑应尽力做到试坑尺寸标准，对于过于不规则的试坑应在相邻处重挖； 做锥体和粗糙面、往试坑内灌砂，称取灌砂筒和标准砂的总质量必须一致； 湿土试样处理应做到：先准确称取总质量（扣除回坑超大石子质量），再快速仔细过 5、 、
11、40mm 筛后称取称量，最后从各粒级的颗粒中称取规定的质量测试含水率，总耗时不得超过 5min 钟； 当土颗粒中含有40mm 石子或含量过多时，在以不阻挡标准北 新 路 桥 6砂顺利灌入坑内的前提下，将40mm 中部分超大粒径石子分散置于坑底面，然后称取剩余40mm 石子的质量； 砾石土压实度计算应遵循以下方法步骤进行（该法为含40mm颗粒标准干密度修正系数法）：第一步，依据实测并计算各粒级含水率，按照加权法计算试坑总试样的含水率；第二步，依据分筛5、 、540mm 和回坑剩余40mm 颗粒质量的和，计算各粒级占40mm 颗粒的百分率；第三步，计算试坑试样总质量中5mm 颗粒质量：当分筛后5m
12、m、 、540mm 和回坑剩余40mm 颗粒的质量和，与试坑内挖出的试样总质量有差别（质量损失）时，应将损失质量全部计入5mm颗粒质量中；第四步：通过计算出的试坑试样总质量、填满试坑所用标准砂的质量和标准砂的干密度，计算试坑试样湿密度；第五步：通过计算出的试坑试样湿密度和按照加权法计算出的试样总质量的含水率，计算试坑试样干密度；第六步：通过计算出的该干密度下的 540mm 含石率，按照室内标准试验给出的5mm 颗粒标准干密度和不同含石率修正系数表中，查找或采用插入法求出40mm 颗粒的标准干密度；第七步：通过计算出的40mm 石子占40mm 颗粒的含石率、40mm 颗粒的标准干密度和室内给出的40mm 石子毛体积密度，按公式的校正后的标准干密度；第八步：通过计算出的试坑试样干密度和校正后的标准干密度，计北 新 路 桥 7算砾石土路基填筑的压实度。具体方法可详见采用无粘性砾石土填筑路基压实度综合检测方法的探讨一文。四、四、 结论结论
