浅谈土方路基压实度的影响因素

浅谈土方路基压实度的影响因素

摘要：在公路工程土方路基施工过程中，压实度是路基施工控制的最主要指标，本文针对北京市多例再建及新建工程的土方路基施工加以分析与研究，简析土方路基压实度的影响因素，包括土基含水率的影响，土质本身的影响，地基的影响，压实机械的影响，检测方法的影响，以及人为因素的影响等等。

关键词：压实度；影响因素

引言：压实度是土方路基压实性能的最主要控制指标，它直接可以反映出土方路基的承载能力及施工质量的好坏，因此在土方路基施工过程中，要严格控制压实度指标符合相应规范的要求。压实度也是建设单位、施工单位以及监理单位多次发生冲突与分歧的地方，是三方发生矛盾的焦点。由此可以看出压实度在土方路基施工过程中的重要性，本文通过对北京多例新建及再建公路工程进行分析与研究，指出影响土方路基压实度的各类因素，从而可以在土方路基施工及压实度检测与控制过程中，提供指导意见。

1压实度的概念

针对于土方路基，室外现场检测的干密度与室内标准最大干密度的比值即为压实度，公式表示为：

施工现场干密度的常用检测方法有核子密度仪法（包括无核密度仪）、环刀法、灌砂法等等，其中，灌砂法是普遍采用的方法，其基本原理是采用置换，用标准量砂置换路基填土，从而确定路基填土的干密度，公式表示为：

室内最大干密度的测定一般采用标准击实试验，其基本原理为，通过制备五份土样，按等比例依次加入不同分量的水，在同等试验条件以及相同击实功的作用下，将五份土样击实，以土样干密度为纵坐标，土样含水率为横坐标，绘制曲线图，图线成抛物线形式，其中峰值点所对应的纵坐标即为最大干密度，横坐标为最佳含水率，如图所示：

2土方路基压实度的影响因素

2.1含水率对土方路基压实度的影响

通过标准击实试验，我们能够明确的知道随着土体含水率的增加，土体的干密度会呈现一个抛物线的形式发展。由此可以看出，土体当中的含水率过高与过低都不合适，只有在最佳含水率的情况下，土体才能达到最大干密度，即土体被挤压的最密实（如图1所示）。当土体当中含水率较小时，土颗粒之间主要以强结合水连接，连接比较牢固，阻碍土颗粒运动，土体表现为不容易被挤压密实。随着含水率的增加，土颗粒之间开始以弱结合水的形式相连接，水分在土颗粒被挤压密实的过程中，起到润滑作用，因此，在此过程中，随着含水率的增加，土体被挤压的越密实，表现为土体的干密度增加。当土体当中水分含量较多时，土颗粒之间主要以液态水的形似相连接，连接较弱，在土体受力过程中，液态水很难从土的孔隙当中挤压出来，从而阻滞土颗粒之间相互靠近密实，从而出现软弹现象，表现为土体很难被压实。

由以上分析可知，在土方路基施工过程中，一定要严格控制土体的含水率，在北京地区，新建工程土方路基的施工是一个难点，因为北京地区缺少满足要求的土体，在施工过程中，经常通过翻晒，洒水车洒水等措施来控制筑路用土的含水率，使其接近最佳含水率，从而达到做好的压实效果。

2.2土体本身对土方路基压实度的影响

这其中包括土体本身的质量以及土体颗粒级配的情况。大部分土方路基施工过程中，考虑到经济成本的问题，都会采取就地取材的原则进行土方路基的施工，但是在北京地区，很少有优质的土源，大部分土体都含有着大量的有机杂质，这些土体如果用于路基填筑，将很难被压实，从而影响土方路基的压实度。

土体的颗粒级配情况对土体的压实也有着重要的影响，大量试验证明，级配良好的土，空隙率较小，土体更容易被压实。分析土体颗粒级配情况的常用方法有筛分法、密度计法和移液管法三种。当土体粒径在0.075mm到60mm之间时，采用筛分法；土体粒径小于0.075mm时，采用密度计法和移液管法。表征土体颗粒级配情况的指标主要有不均匀系数和曲率系数，只有当同时满足不均系数Cu≥5和曲率系数Cc=1~3这两个条件时，才为级配良好的土，公式表示为：

2.3压实机械对土方路基压实度的影响

压实机械的种类繁多，大体上可以分为夯击式、振动式和静力碾压式，其作用深度依次递减。目前北京地区土方路基施工，施工单位最为常用的是振动压路机械，多方研究表明，振动压路机械的振幅、振动频率、行驶速度、行驶方向、碾压次数都会对土方路基的压实度造成影响。根据试验，相比于高速行驶，压路机械在低速行驶的时候，可以取得较好的压实效果。土方路基施工，一般都会采用分层压实，因此，土方路基每一层的松铺厚度及碾压次数也会直接影响到土方路基的压实度。一般情况下，公路工程土方路基施工松铺厚度为20cm~30cm，很多施工单位，在压实度不能满足规范要求的时候，多会采用增加碾压遍数，从而提高路基压实度，但随着碾压遍数的增进，路基压实度增幅依次递减，因此过多的碾压遍数不仅无法大幅度提高压实度，而且增加施工成本。

针对于不同的施工条件，土质及工程需求，施工单位应该在施工准备阶段，铺设试验段，进行压实机械及压实方法的确定，选用适宜的压路机械及合理的压实方法进行土方路基压实，这样压实度才能达到最好效果。

2.4压实度检测方法对土方路基压实度的影响

灌砂法是土方路基施工压实度检测的标准方法。在采用灌砂法测定土方路基压实度的过程中，多种因素导致测量不准确，影响土方路基压实度。

2.4.1量砂标定不准确。

在施工过程中，为了节约时间，当采用灌砂法进行压实度检测的时候，回收的量砂不经过任何处理，直接进行下次试验，从而影响压实度的检测准确性。用于灌砂法的标准砂，在每次使用完毕之后，需要过筛，烘干，从新标定量砂的密度，才能用于下次的试验。

2.4.2含水率测量不准确。

含水率的标准测定方法为烘干法，但是烘干法测定含水率用时时间长，一般情况下，需要在105℃~110℃的烘箱中烘干8小时。多数情况下，施工现场采用酒精燃烧法测定土

样含水率，由于施工现场条件较差，很难准确测定土样含水率。此外，在采用烘干法时，现场收集的湿土样在运送到工地试验室的过程中，由于储存不当，造成土样当中水分的流失，从而造成含水率测量不准确。

2.4.3现场灌砂操作不规范。

在灌砂的过程中，土体表面不平整的情况下不使用基板，湿土样现场回收不完全，灌砂不彻底等都是检测过程中常见的不规范做法。造成这些问题的原因，有些是技术人员明知故犯，有的则是技术人员对检测方法不熟悉造成。

2.4.4数值修约不正确。

压实度是土方路基施工最主要的指标，对于施工单位的内业数据处理人员，每天都要进行大量的压实度数据处理，因此，为了提高工作效率，压实度的数据处理多会采用现有的编程软件，或者通过EXCEL编程，进行压实度数据的快速处理。但是在这个过程中，很多软件都没有很好的考虑数值修约的问题，从而发生在原始数据不同的情况下，压实度结果却一样的问题，或者在原始数据相同的情况下，压实度结果不一样的现象。在采用软件进行压实度数据处理的过程当中，应充分考虑数值修约规则，考虑以下注意事项：（1）四舍六入，逢五单进偶舍；

（2）不能对数值进行连续修约；

（3）在运算过程中，可以多保留一位小数，在运算结束后，在按规范要求进行修约。

2.5人为因素对土方路基压实度的影响

很多施工单位，在土方路基施工过程中，为了节约成本，算短工期，加快进度，施工过程偷工减料，不按既定施工组织进行施工，报告弄虚作假，人为控制压实度指标，使其达到相应规范要求。压实度数据不做，靠编，在很多施工单位已经成为了一种常态，监理单位查，就做做样子，在现场挖几个坑，撒上砂草草了事。

3结束语

压实度是土方路基施工的重要控制指标，也是多方关注及发生矛盾的焦点。因为本文通过对土方路基压实度的影响因素进行分析与总结，一方面从施工角度，可以帮助施工单位分析压实度存在问题的原因，从而使他们采取最优方式进行解决，提高土方路基的施工质量；另一方面，从监理角度，希望监理单位通过以上几个方面，加强对土方路基施工质量的控制，让我们的公路工程施工能有一个良性的循环。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通部.公路土工试验规程[JTG E40-2007] [S]. 北京：人民交通出版社，2007.

[2]中华人民共和国交通运输部.公路路基路面现场测试规程[JTG E60 -2008] [S]. 北京：人民交通出版社，2008.