前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的公路土方路基灌砂法壓實度偏差原因，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：公路路基填土灌砂法壓實度檢測是控制路基填挖方碾壓效果的重要控制指標，也是工地試驗主要檢測參數之一，實際控制中檢測結果往往與現場情況偏離，其原因較為復雜，在工地現場的應用往往達不到理想效果。
0引言
壓實度檢測是路基填土的關鍵內容，行業標準規定合格率不低于95%，為了避免評定不合格，施工過程中通常按100%合格率控制，路基填土壓實度不合格將直接導致路基沉降、路面跳車、嚴重的可導致路面開裂、邊坡坍塌等病害。實際控制中經常有人質疑車轍很深的路基壓實度檢測卻是合格的；一些明顯壓得很實，重車都沒有明顯車轍的壓實度卻不合格；更有些土無論如何碾壓壓實度都達不到設計要求，甚至還出現彈簧、開裂現象。分析原因，影響因素較多，實際上內外部環境變化、現場人員操作、設備選用、數據修約等都對結果產生一定的影響?，F行公路工程路基填土壓實度檢測按JTG3450-2019《公路路基路面現場測試規程》（以下簡稱3450）及JTG3430-2020《公路土工試驗規程》（以下簡稱3430）中的灌砂法檢測路基壓實度、及土的密度。在JTGF80/1-2017《公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程》（以下簡稱F80/1）中路基壓實度屬于關鍵項目，結果按標準中表4.4.2土方路基實測項目檢查，用密度法：每200m壓實層測2處，結果按附錄B數理統計評定，分層壓實度應全部符合要求，且樣本數不少于6個。規程中表示檢測壓實度時是在假定土質、含水率、填土厚度等均勻的情況下，可是在實際控制中卻存在較多不確定的因素，因為是主控項目，業主、監理、檢測單位對檢測結果都存在爭議時往往是各有道理，分析偏差可能存在原因主要有以下幾點：
1標準試驗密度對壓實度影響
現有路基施工填土控制主要按JTG/T3610-2019《公路公程路基施工技術規范》（以下簡稱3610），目前福建省對于土工標準試驗的檢測頻率是按閩高路工［2011］84號文頻率一覽表中最高代表數量不超過5萬m3取代表土樣檢驗一次，標準密度按3430規程中方法T0131-2019做擊實試驗，結果按F80/1附錄B.02以平均最大干密度作為標準密度值，雖然規程中也明確說明一定程度不均勻性在所難免，不過標準密度的不準確對壓實度的影響是最大的，因為最后壓實度結果均是現場密度與標準密度的比值。以南方丘陵地區為例，取土場中各土層的密度并不一致，前期取樣時大部份取樣方法也僅針對表層土，然而土密度隨土層的加深而增大，導致每一層填土的密度不一致，甚至同一土層密度都相差較大，現場挖土工人為提高效率都是隨機挖取的，理論上每車土密度有所不同，土質嚴重不均勻就會導致實際標準密度變化較大，這就會出現同一層土壓實度有些點達不到設計值，有的則超出標準。由于擊實土樣代表的局限性，土樣檢測周期比較長，按目前的最快檢測流程，檢測天然含水率、土樣類別、液塑限、顆粒級配、標準擊實、承載比CBR等這些常規指標最少需要7d。如臨時取樣，工地現場的工期、天氣顯然不能等待7d這么長時間，特別是砂類土，不均勻含砂量的大小直接影響土的各項指標，顯然在常規填土中用一個標準密度去控制壓實度是不合理的，土樣的標準密度往往沒有代表性，這就是為什么經常業主看上去明顯車轍，有回彈的填土檢測壓實度仍能合格，有些碾壓十幾遍的土壓實度仍然與標準值相差較大。標準密度無代表性成為了最大原因，個人認為標準密度控制這一點應該執行JTG/TF20-2015《公路路面基層施工技術細則》該規程8.4.7的規定：在施工過程中的壓實度檢測，應以每天現場取樣的擊實結果確定最大干密度為標準，擊實試驗應不少于3次平行試驗，且相互之間最大干密度差值不大于0.02g/cm3，否則，應重新試驗，并取平均值作為當天壓實度檢測的標準?；鶎硬牧巷@然經過篩分、加水、拌合、攤鋪和碾壓后其勻質性、厚度的控制都比路基填土好得多，如填土時到現場取樣以天然狀態含水率去做擊實試驗，第二天檢測壓實度時以現場取樣的干密度為準，避免較多的爭議，而且其結果也更具有代表性。
2含水率對壓實度影響填土中含水率大小對壓實度影響
較大，水在土中存在固態、液態、氣態三種型態，通常我們所說的含水率是指土中的液態水，液態水中包括化學結構水、化學結晶水、結合水、自由水等形態。南方的地形各土層的含水率并不均勻，表層土吸收雨水、地下泉眼、土壤滲水等都會影響土質的含水率，而同一土場在一年四季中的含水率也是不同的，冬季能用的土在春季夏季不一定能用，如果土質的天然含水率達到30%以上時，根本無法碾壓成型。現行的室內檢測含水率的檢測方法主要根據3450中烘干法（T0103-2019）或酒精燃燒法（T0104-2019）。由于室內土工標準試驗是在土取回后經人工烘干或曬干狀態后再加預定水量拌合至所需要的條件檢測試驗的，設計方將取來的土樣委托至檢測機構，其檢測結果是符合要求后將其取土場地定為取土場，僅因天然含水率波動太大，有些甚至能達到飽和水，現場無法填筑施工，需要花費大量的費用進行改良，要征用棄土場地來棄土方，另外再征取合格的取土場借土方，這無疑額外增加了建設單位的成本。每個土層的含水率不一致，理論上土樣在含水率接近最佳含水率±2%時的碾壓效果是最好的，試驗段中接近最佳含水率的土，正常碾壓4~6遍就能達到設計要求，當實際填土中的土含水率與最佳含水率偏差較大時會出現碾壓8~10遍仍不能達到設計要求，再增加遍數反而會出現彈簧、開裂現象。在實際施工中福建省大部分粘質土的最佳含水率都在7%~15%之間，土的天然含水率則在15%~25%之間，特別是春夏季節含水率基本都在20%左右，實際含水率超過最佳含水率將近10%碾壓遍數或壓實功的增加實際上對壓實度影響就很小了。這就造成了試驗段有經過翻曬的土碾壓4~6遍滿足要求，實際施工中未經過翻曬的土碾壓5~8遍效果仍然不理想，加上天氣及現場條件限制等原因，南方的春、冬季節即使翻曬一周也不能接近最佳含水率，項目的工期限制如果承建方不額外增加成本改良土質，僅靠翻曬是無法滿足施工要求的，最佳含水率與天然含水率偏差過大，試驗段則沒有實際指導意義。因此在施工過程中需要根據現場土質含水率的變化制定壓實遍數與含水率之間的關系，不能僅做一種土質或一個含水率的試驗段，應針對不同含水率的土質提供施工指導數據。
3現場施工條件對壓實度影響
填土層厚度越大其壓實功作用到底層就越小，理論上上半層填土的壓實度比下半層填土高，3610規范里要求填土厚度不大于500mm，以實際施工試驗段為例，方案中按填土厚度300mm松鋪系數1.25來算，壓實厚度則達到了240mm，隨著地形的變化，施工水平限制壓實厚度并不是均勻的，波動范圍也不會很大。在灌砂法檢測過程中，不同深度的試坑中砂的密度并不一致，設計中填土壓實度是針對填土通層的要求，而非表層壓實度，目前大部份工地使用的均為φ150mm或φ200mm的灌砂筒，因常規施工填土壓實層厚度基本超過200mm，如果需要檢測通層只能訂制專用灌砂筒或二次灌砂。雖然規程中僅允許灌砂筒高度的改變來適應現場需要，規程3450條文中說明標定罐深度每增加5cm，量砂的松方密度增加0.15%左右，3430條文說明標定罐的深度每減2.5cm砂的密度約降低1%，并要求標定罐的深度與試洞的深度一致，兩本規程結論基本一致，就是砂密度隨著試坑的深度變化而變化。通常現場檢測中可以使用加長灌砂筒，但標定砂密度時未使用加長標定罐，導致標準砂存在密度差，現場控制就需要訂制各種深度的標定罐來確保室內標定和室外檢測時砂的密度是一致的。實際檢測中試驗室只配備了φ150mm、φ200mm兩種規格的灌砂筒，與填土最低厚度240mm不符，理論上應該針對項目填土實際厚度，定制與其厚度基本相同的灌砂筒及標定罐來確保結果準確。
4標準砂對壓實度影響
灌砂法檢測壓實度最主要的材料就是標準砂，按現行規程3450中規定使用0.3~0.6mm清潔干燥的砂，烘干后在常溫下恒濕24h后使用，規程中并未提及溫濕度變化對砂密度是否有影響，灌砂筒、標準砂、甚至電子天平在室內試驗都是有嚴格的溫濕度要求的。所有的砂密度均是在室內標定，室外使用，由于室內外溫濕度并不相同，舉例來說南方室溫15~25℃濕度80%與現場溫度范圍-5~50℃濕度范圍60%~95%砂密度是否一致也沒有明確的數據支撐，溫濕度會影響砂的密度是肯定的，影響程度未經試驗論證是否會影響檢測結果，試驗室標定砂的質量時都是開袋直接過篩恒濕后標定，并未考慮溫濕度與現場實際情況的差距。正確做法應該在環境條件相差不大的情況下標定，類似同條件養護一樣，這樣的結果才是最準確的，砂密度標定是否需要修正溫濕度也要進一步研究確定。
5現場操作對壓實度影響
壓實度檢測頻率目前按3610規范4.4.4-1規定在施工過程中，每一壓實層均應進行壓實度檢測，檢測頻率為每1000m2不少于2個點。按最低要求，以60m寬路基為例，300m長的路段共18000m2，檢測點數為36個點，以一個有經驗的操作人員檢測每個點最快30分鐘計算，兩組人員按兩套設備計算則需要持續工作9個小時才能完成。現場施工實際填方數量有可能是以上方量的好幾倍，工作量太大，試驗人員從早挖到晚，為加快挖坑進度，采用小罐砂筒現場檢測，雇傭民工大量挖坑，由于民工施工技術水平有限，為追求數量挖到最后試坑越挖越小，有的甚至不超過100mm。試坑越小理論上壓實度越高，因此數量的檢測頻率直接影響到壓實度的檢測質量，由于大部分試坑挖取都由民工完成，操作不規范不可避免，這樣就經常會出現自檢合格，監理抽檢不合格，原因就是抽檢數量遠少于自檢數量，準確度也高于自檢。為方便快速得到壓實結果，加快施工進度，現場碾壓完成后急于填土，按施工流程，施工單位自檢合格后還需要報監理抽檢，但是現場眾多設備和人員不能等到試坑中的土樣在室內烘干6~8h檢測合格后再填筑，因此現場操作中通常采用3430規程中（T0104-2019）酒精燃燒法來測含水率，規程要求電子天平精度0.01g，在戶外0.01精度的天子天平跟本無法穩定數值，且此類精度天平不適合在工地現場使用，雖規程中未規定室外不能使用燃燒法，實際現場檢測用采用0.1g或1g精度的天平替代，此類未按規程選用方法和未按規程選用設備的檢測結果是偏離的，但檢測報告通常都未注明，因此快速而基本準確的含水率現場試驗方法就需要各方確定偏差范圍，制定控制依據。有經驗的檢測人員灌沙法檢測硬質土挖一個試坑時間約需30分鐘，夏天戶外太陽暴曬下溫度達到50℃以上，試坑內土含水率損失達到1%以上，這一部份含水率損失是不可避免的，烘干過程中這部份含水率并未計入實測含水率，含水率變小直接影響壓實度導致檢測結果偏大，在高溫檢測壓實度是否需要溫度修正，土質中溫度與含水率時間的變化并沒有體現在控制過程中，規程中未明確給出提示，檢測人員還需進行進一步研究。
6計算方法對壓實度影響
3450規程中未明確密度、壓實度應該保留幾位小數，按3430規定干密度精確至0.01，（壓實度結果未規定）設計壓實度正常為整數，以最大干密度為1.80g/cm3，壓實度按慣例保留一位小數93.0%區填土為例，如實測干密度保留三位小數1.674g/cm3，保留兩位小數（檢測行業數據修約采用奇進偶舍，四舍五入）則為1.67g/cm3對應的壓實度為1.67÷1.80×100=92.8%，不符合93區要求，單點結果判定為不合格。如保留3位小數，1.674g/cm3對應的壓實度為1.674÷1.80×100=93.0%單點結果判定為合格。顯然計算過程中用實測數據計算壓實度是合格的，但按規程中修約至兩位后，結果為不合格，存在誤判風險。實際操作中雖然出現這種情況不多，但一個項目壓實度檢測點數成千過萬，作為檢測人員如何得出科學準確的結論，還需要對規程進一步的完善。按規程修約干密度保留兩位小數如壓實度要控制到93%~94%之間，以上述干密度1.80g/cm3為例，93區范圍內只有1.68g/cm3、1.69g/cm3兩個干密度，對應的壓實度分別是93.3%、93.9%兩個數值。當然實測結果可能遠高于93%，導致項目業主質疑數據的準確性，所以按93%~94%這個區間范圍內檢測的壓實度，無論現場如何操作最后統計結果時壓實度數據僅會在幾個數值間變化，曾經有人看到檢測臺賬所有檢測檢果只有兩三個數值，質疑數據造假，實際上只要按規程修約，數據變化肯定不大。由于數據離散程度不同，最后評定中采用數理統計法計算標準差時，保留兩位小數與三位小數計算出的差值肯定不一致。
7結語
綜上所述，壓實度檢測雖為常規試驗，但在工地現場中不僅量大，還非常重要，部份試驗人員往往忽略室內外條件變化，未能結合施工現場實際，生搬硬套規程，按最大代表數量控制頻率，利用電腦軟件自動計算結果，最后的檢測數據并不能為現場施工給出指導性意見，作為主控項目的灌砂法檢測路基現場壓實度，只有檢測人員按規程的操作流程，應用壓實度檢測的原理，結合現場實際情況，靈活控制，分析可能影響結果的因素，理解規程編者意圖，精學活用，總結經驗，及時糾偏，才能確保檢測結果的準確性。
參考文獻
［1］張毓建.淺議市政道路路基工程施工質量控制［J］.廣西城鎮建設，2021（4）：89-90.
［2］黎明.公路路基壓實度檢測中灌砂法的應用［J］.黑龍江交通科技，2021，44（6）：53，55.
［3］肖燕.淺析灌砂法檢測路基壓實度的要點及減少誤差的注意事項［J］.四川建筑，2020，40（5）：282-284.
作者：吳燕君 單位：健研檢測集團有限公司
