浅谈灌砂法检测砂石垫层压实系数及其影响因素

浅谈灌砂法检测砂石垫层压实系数及其影响因素摘要：近年来在建筑地基回填工程中，经常用到砂石垫层。本文结合近年来工程检测实践，对灌砂法检测砂石混垫层常见的一些问题，作简要地叙述。

关键词：实测干密度；最大干密度；最优含水率；压实系数。

中图分类号： p619.22+8 文献标识码： a 文章编号：

近年来在建筑地基回填工程中，经常用到砂石垫层。尤其随着设计方对主体建筑与桩基柔性接触的考虑，建筑地基回填砂石垫层在我市建筑工程中应用较为普遍。为了提高砂石垫层的密实度，降低压缩性，通常采用分层压实的办法来处理，通过对砂石垫层的压实系数检测来控制土的压实效果。

基础回填工程质量的好坏，压实系数是最重要的指标之一，只有对基础回填材料进行充分压实，才能保证整体稳定性，并保证工程质量。基础回填现场压实系数检测主要检测方法有灌砂法、环刀法、核子法、灌水法等检测方法。根据施工实际情况，在建筑工程基础回填中一般运用环刀法和灌砂法进行压实系数检测。因为环刀法在工程中应用时间较长，实际操作影响因素较小，而且在工程检测中应用存在很大的局限性（只适用于细粒土），故在这里结合近年来工程检测实践，只对灌砂法检测砂石混垫层常见的一些问题，作简要地叙述。

一：灌砂法检测的几个指标

1：实测干密度

砂石垫层的实测干密度是通过灌砂法来测定的。

灌砂法基本原理

灌砂法（标准方法，但不适用于填石等大孔洞或大孔隙材料的压实度检测）基本原理是利用粒径0.30~0.60mm或0.25~0.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据现场取回集料的质量及含水量来推算出试样的实测干密度。

2：最大干密度

土的最大干密度是用击实试验来测得的，击实试验采用击实仪法，是用锤击实土，使土密度增大，测定土样在一定压实功作用下达到的最大密度及其对应的含水率（最大含水率），作为控制施工质量的主要依据。试验时将与现场回填相同的土样（粗粒和细粒），配制成5份不同含水率的试样，在击实仪上分别对每一份试样进行击实，测定各试样击实后的含水率和干密度，从而绘制含水率与干密度的关系曲线，此关系曲线称为压实曲线，在压实曲线上的干密度的峰值，称为最大干密度；与之相对应的含水率，称为最优含水率，它表示在击实功一定的情况下，该试样所能达到的最大干密度及其相对应的含水率。

3：压实系数

压实系数即为实测干密度与实验室最大干密度的比值。

二：实际工程中对压实系数影响较大的几个因素

1、回填材料中砂石比例的影响

当前我市建筑工程中应用较普遍的是砂石混填材料，根据不同工程的要求，往往设计方所出的砂石比例也不尽相同，如80%砂20%碎石，70%砂30%碎石，60%砂40%碎石，50%砂50%碎石，30%砂70%碎石，20%砂80%碎石等，由于混填比例不同，其最优含水率和最大干密度会有较大的差别，所以对施工方来说，控制回填砂石比例，在实际施工中非常重要。在检测取样时，如果某测点碎石比例较少，势必会影响到干密度。以下是我们对本市某小区某住宅楼砂石回填材料实测干密度及砂石分布比例所做的简单对比。

实验室同材料最大干密度检测值2.05g/cm³

砂石比例设计值：70%砂30%石

压实系数设计值：大于等于0.95

实测干密度含水率压实系数砂（占试样总重）石（占试样总重）测点一 2.02 9.80.9965% 35%

测点二 2.03 10.0 0.9964% 36%

测点三 1.95 11.9 0.9574% 26%

测点四 1.98 11.9 0.9771% 29%

测点五 1.94 12.8 0.9578% 22%

测点六 1.93 12.4 0.9475% 25%

测点七 1.93 11.9 0.9478% 22%

从试验结果可以看到试样中的大颗粒（碎石）掺入量均匀时，试样的干密度基本保持一致，而大颗粒（碎石）掺入量不均匀时，对其试样的干密度有一定的影响。

根据以往检测经验，施工方采用机械搅拌回填料均匀程度明显优于人工翻拌。

2、回填材料含水率对干密度的影响

土中的含水率是影响夯实效果的另一个重要因素。由击实试验可知，峰值干密度对应的含水率称为最优含水率，在这个含水率下能得到最大干密度，对于同一种土在某含水率下只能达到一定的干密度，只有在最优含水率下才能将土压至最密，理论上就是将所有的气体都从土中排出，使土粒达到紧密状态，得到理论上的最大干密度。土中含水率太大或太小都不能达到最大干密度。

现场检测中常会遇到施工现场回填材料含水率过高的问题，尤其在雨季施工中，施工方一般比较难以控制，只有通过采取措施降低材料含水率才能达到较好的夯实效果。但这只是说，含水率对夯实有一定的影响，而并非只有达到最优含水率才能满足压实系数要求，而事实上施工现场也很难使回填材料都控制到理论上的最优含水率。只有当回填材料夯实过程中含水率过大或过小才会对干密度起到较大影响。但对于已夯实的基础，再过水，由于垫层经夯实其内部空隙较小，对其干密度的影响一般不大。如本市某工地在回填夯实后，遇到降雨，施工方担心对其干密度造成影响，经实测，其含水率略大，但压实系数10个测点均能满足设计要求。另外根据试验结果看，砂石混填材料当石子比例较大时，其干密度受含水率的影响较小。

3、夯实程度的影响

砂石垫层的夯实程度对干密度也由一定的影响，当夯实的次数较多时其干密度比较大，相反其干密度则较小。当垫层厚度较大时还要进行分层夯实.同厚度的垫层夯实厚度较小、夯实层数较多时其干密度较大。夯实厚度较大，层数较少时其干密度则较小。

4.取样测点分布的影响

选点是否得当，直接影响到压实度的检测结果。选点太少，位置不客观，没代表性，很难反映实际情况；选点太多，不但没必要，而且浪费时间，降低工作效率，同时造成不必要的浪费，给施工企业造成负担。因此，正确的选点，严格按标准规定的检测频率进行检测，具有很强的实际意义。所以，进行压实系数检测时，选点应得当，随机取点，检测频率也要满足规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映工程质量的实际情况。

5、土壤种类对最大干密度的影响

不同的土壤种类，不同的颗粒级配及土中杂质的多少与分布均对最大干密度造成影响，不同的土壤种类其最大干密度有较大的差别。因此，务必使实验室击实材料和现场材料土壤种类特性相同才能反映出真实的夯实效果。

由上述可见，砂石比例、含水率、夯实程度、检测点的选择、土壤的差异等因素均在一定程度上影响压实系数。但这些因素又不是绝对的。例如：现场施工含水率偏低，但夯实程度较好，或含水率偏高但砂石比例控制合理，夯实程度优良，也能达到压实系数的要求。由于建筑工程中对压实系数的要求较为宽松（相对道路工程）