關于土石混合料在機場土石方填筑壓實度檢測方法的探討

陳 彬

（四川省九零九工程檢測有限公司，四川 綿陽 621000）

近年來，隨著我國經濟社會的迅猛發展，使得地區間的人員交流和貨物運輸需求日益增多，航空運輸因其快捷、高效的特點越來越受到廣大社會公眾的青睞，機場作為公共交通基礎設施的重要組成部分，正得到政府、行業主管部門和社會公眾越來越多的重視。在機場建設中，土石方工程是重要的施工項目之一。土石方填筑質量的好壞，關系著機場的運行安全性和使用壽命。在土石方填筑中，土石混合填料因其級配良好，易壓實，且壓實后承載力高，沉降變形小，穩定性好，而備受施工方青睞。然而這種混合料因其含石量、粒徑、級配變化較大，與常用的細粒土填筑材料有較大差異，壓實度的檢測也就更復雜一些。

壓實度即為現場測得干密度與室內擊實試驗所得最大干密度的比值，以百分率表示。一般對于較均質的細粒土而言，直接進行計算便能測得。而對于非均質的土石混合料（一方面由于填料在挖運堆填過程中形成搭配比例的波動造成級配變化較大；另一方面，爆破時填料的粒徑也變化較大），其含石量變化較大，填筑體中任意一點的含石量都不是定值，因此室內最大干密度標準的制定，則不能通過一次擊實試驗測得，而必須進行系列試驗，同時通過測定現場5-40mm 顆粒的含量而找到對應的室內最大干密度，從而求得壓實度。下面就結合貴州六盤水月照機場土石方填筑工程的經驗，對其檢測方法做一介紹。

1 室內最大干密度標準的制定

圖1

根據《土工試驗方法標準》（GB/T 50123-1999）擊實試驗的規定：“本試驗分輕型擊實和重型擊實。輕型擊實試驗適用于粒徑小于5mm的粘性土，重型擊實試驗適用于粒徑不大于20mm 的土。采用三層擊實時，最大粒徑不大于40mm”。為滿足規范要求，試驗時，將土石混合料中大于40mm 的顆粒篩出，再用5mm 篩進行篩分，將混合料篩分成＜5mm 顆粒和5-40mm 顆粒。然后將5-40mm 顆粒與＜5mm 顆粒按質量比1：9，2：8，3：7，4：6，5：5，6：4 混合（即5-40mm 顆粒含量占總質量的10%，20%，30%，40%，50%，60%），然后分別做重型擊實試驗，得到每種5-40mm 顆粒含量下的最大干密度及最佳含水率，做出5-40mm 顆粒含量與標準干密度關系曲線圖，如圖1。

2 現場試坑內填料密度及試坑填料5-40mm 顆粒含量的測定

現場密度的測定，可采用灌砂法或者灌水法，首先按表1 的尺寸挖好試坑，注意不要讓試坑內的土料遺失，測該試坑的體積V（即灌入試坑水或者砂的體積），稱量試坑內全部挖出的試料質量M，用篩子將大于40mm 的顆粒篩出，稱其質量M1，用石料的比重計算出大于40mm的顆粒所占體積V1，試坑體積減去大于40mm 顆粒所占體積，得出小于40mm 的顆粒所占體積為V2；試坑內試料質量減去大于40mm 顆粒的質量，得出小于40mm 的顆粒質量為M2；同時可以計算出小于40mm顆粒的密度，再從小于40mm 顆粒土石混合料中篩出大于5mm 的顆粒，稱其質量為M3，計算出5-40mm 顆粒含量W。根據5-40mm 顆粒含量與標準干密度關系曲線圖，找到相對應5-40mm 顆粒含量的標準干密度P，亦可根據曲線的相關性用公式求出。

表1

計算步驟如下：

（1）計算大于40mm 顆粒所占的體積：

（2）計算小于40mm 顆粒所占的體積：

（3）計算小于40mm 顆粒的質量：

（4）計算小于40mm 顆粒土石混合料的密度：

（5）計算5-40mm 顆粒含量：

3 現場試坑內填料含水率的測定

現場試坑內填料含水率的測定，如果直接取料作含水率試驗，則由于整個填料中＜5mm 顆粒和5-40mm 顆粒的搭配比例波動，測值與真值有明顯的偏差。故取試坑篩分后填料（＜5mm 顆粒和5-40mm 顆粒）的一部分分別測定其含水率ω1、ω2，填料整體含水率的計算可采用加權平均法，如下式：

4 壓實度計算

式中：V——試坑的體積；

V1——大于40mm 顆粒所占的體積；

V2——小于40mm 顆粒所占的體積；

G——石料的視比重；

M——試坑內全部試料質量；

M1——大于40mm 顆粒質量；

M2——小于40mm 顆粒質量；

M3——5-40mm 顆粒質量；

p——土石混合料的密度；

W——5-40mm 顆粒含量；

ω——土石混合料的含水率；

ω1——＜5mm 顆粒含水率；

ω2——＜5mm 顆粒含水率；

P——5-40mm 顆粒含量的對應標準干密度；

K——壓實度。

土石方填筑質量的好壞，壓實度是重要的內在指標之一，只有對土體進行充分的壓實，才能保證地基的強度、整體穩定性，并保證機場上部結構的安全和延長機場的使用壽命。土石混合料作為理想的填料，在使用的同時，準確的掌握其檢測方法，是非常必要的。六盤水月照機場土石方填筑檢測工作的實踐證明，該方法具有實用性和可操作性，對機場工程現場填筑層施工驗收有很好的指導作用。

［1］中華人民共和國水利部.土工試驗方法標準[S].1999.

［2］中華人民共和國交通部.公路土工試驗規程[S].2007.

［3］中國民用航空總局.民用機場飛行區工程竣工驗收質量檢驗評定標準[S].2000.