水利工程压实度试验检测技术研究

周奇 汤林勇

摘 要：影响水利工程压实度试验检测结果的因素有很多，本文通过对现场土样取样方法、灌砂法以及灌水法中存在的问题进行分析，并结合实际提出改善方法。

关键词：水利工程;压实度;检测技术

1 引言

水利工程是我国国民经济的基础产业，建国以来水利工程建设一直在不断发展，改革开放后水利工程建设进入加速期，随着“三峡工程”的竣工，我国水利工程成就达到了前所未有的高度。现如今随着建筑，交通，水利行业的全面发展，工程试验检测技术也有了长足的进步，成为了目前工程建设中不能缺少的重要环节。但是由于各行业的迅猛发展，工程检测在实际工作中暴露出了一些问题，本文便针对工程压实度检测技术中存在的若干问题进行分析，并结合实际提出了改善方法，以促进我国水利工程质量检测水平的整体提升，推动水利工程建设检测技术的发展和进步。

2 压实度的含义

压实度是指土压实后的干密度与最大干密度之比，一般以百分率表示[1]。压实度是水利工程中质量检测的重要指标之一，表征现场土样的压实情况，压实度越高说明土压的越密实，工程现场整体质量越好。压实度的检测主要包括室内试验（即击实试验）以及现场的原位密度检测。

3 导致压实度失真的常见问题

在水利工程中当需要土体换填，开挖后回填，地基基础处理以及路基回填时，都需要进行压实度检测。但在试验过程中，经常会出现超压问题（即压实度大于100%）或施工单位按标准碾压后出现压实度不足等失真问题。

工程建设过程中，从工程性质、经济等角度考虑填料的就地取材，会对试验检测方法的选用、样品均匀性、检测选点代表性、试验数据的处理存在很多需要调整的地方。参照整个建工行业压实度试验检测方法有灌水法、灌砂法、环刀法等。综合考虑水利工程建设中的特点，下文主要对水利工程中有大粒径碎石、卵石等填料而采用灌水法试验做压实度可能会产生的数据失真问题，从不同角度探讨试验检测过程中如何避免试验数据失真问题。

3.1 用灌水法进行压实度试验简介

3.1.1 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。

3.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：

3.1.2.1 储水筒：直径应均匀，并附有刻度及出水管。

3.1.2.2 台秤：称量50kg，最小分度值10g。

3.1.3 灌水法试验，应按下列步骤进行：

3.1.3.1 根据试样最大粒径，确定试坑尺寸

3.1.3.2 将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层。

3.1.3.3 按确定的试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度，边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称试样质量，准确到10g，并应测定试样的含水率。

3.1.3.4 试坑挖好后，放上相应尺寸的套环，用水准尺找平，将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内，翻过套环压住薄膜四周。

3.1.3.5 记录储水筒内初始水位高度，拧开储水筒出水管开关，将水缓慢注入塑料薄膜袋中。当袋内水面接近套环边缘时，将水流调小，直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭出水管，持续3～5min，记录储水筒内水位高度。当袋内出现水面下降时，应另取塑料薄膜袋重做试验。

3.2 灌砂法没有用水平尺找平

在标准《土工试验规程》[2]中041-2灌砂法测定原位密度检测试验仪器中没有水平尺。在试验过程中，公式如下：，灌砂法试验时是利用砂的质量与砂的堆积密度比值得到坑内体积。当土坑处或套环摆放不水平时，砂在下落后无法全部将坑洞全部填满，导致m7-m1结果变小，从而使原位密度ρ变大，压实度变大。

3.3 现场原位密度取样处不具备代表性

在坑内取出的土样中石子含量高于整体土样中石子含量，同时单坑原位密度大于击实试验后的最大干密度，导致检测结果压实度变大。同时，在标准《土工试验规程》SL 352-2006[2]中011擊实试验中采用轻型击实且大于5mm颗粒土小于30%时需要进行校正，公式如下：，当取回土样中含有大于5mm粒径土比例高于实际土样所含大于5mm粒径土比例时，会导致修正后的最大干密度值小于真实值，因此在计算时会出现压实度结果变大，反之则会出现压实度结果变小的情况。

3.4 灌水桶读液管下降速度比水桶中水实际下降速度慢

在标准《土工试验规程》[2]中041-3灌水法测定原位密度，公式如下：V=（H2-H1）AW-V0，由于灌水桶本身液面受风影响很大，因此在试验过程中需要将灌水桶上部盖住，当打开水阀后，桶内水降速快于读液管下降速度，关闭水阀后在一段时间内仍存在液面差，从而导致体积变小，原位密度增加，压实度结果变大。

3.5 取样后含水率变化导致的压实度变化

4 解决压实度失真的方法

水利工程中出现上述情况会对工程质量产生影响，同时对检测单位及工程各主体单位造成许多不必要的麻烦。因此必须通过一定的手段对上述情况进行改善，以确保试验检测能更准确。通过大量试验检测经验，总结出以下解决方案：

4.1 改良击实试验取样方法

《土工试验规程》[2]中011击实试验中“取有代表性的土样”并没有实际可操作性。因此应在现场从随机10处取样，取样方法可参照《公路路基路面现场试验规程》[3]中附录A公路路基路面现场检测随机选点方法进行。重型击实试验取样建议100kg，轻型击实建议50kg，这样能更大程度更准确地反映出现场回填用土颗粒级配情况，确保试验结果更接近真值。

4.2 改良灌砂法测定原位密度

采用灌砂法进行原位密度检测时，应佩戴水平尺。在原位密度挖坑处以及套环上分别进行调平，从而确保流砂能够填满整个砂坑以及套环。

4.3 改良灌水法测定原位密度

采用灌水法进行原位密度检测时，应将试验用灌水桶应送至取得国家检定资质的单位进行检定，同时应进行室内及室外试验同时标定并进行对比，如有必要应通过校准来确定换算系数，确保在室外试验的准确度;灌水法也可以不按照标准方法进行，先用水平尺对挖坑处及套环进行调平，先测量容器及聚乙烯薄膜重量m9，将挖好的坑洞用薄膜紧贴坑壁，将水倒入薄膜中以保证水面与地面或套环持平，小心将薄膜从坑洞中取出，放入容器中进行称量m10，查表可得水在某温度下的密度ρw，通过质量与密度比值得到坑内水的体积，从而计算出原位密度。

5 结语

水利工程压实度检测结果的精度能够直接影响工程整体质量， 同时也会对施工进度产生间接影响，为了进一步提高建设各方工作能效， 需要检测单位提高试验检测结果的准确性。与此同时，检测从业人员也应当通过检测工作不断积累经验，改进试验检测技术，从而不断推动水利工程事业的长远发展。

参考文献：

[1]陈英，影响水利工程回填料压实度的因素分析[J].黑龙江水利科技，2010， （6） ：46-47.

[2]SL 352-2006，土工试验规程[S].

[3]JTG E60-2008，公路路基路面现场试验规程[S].