关于土石混合料在机场土石方填筑压实度检测方法的探讨

陈 彬

（四川省九零九工程检测有限公司，四川 绵阳 621000）

近年来，随着我国经济社会的迅猛发展，使得地区间的人员交流和货物运输需求日益增多，航空运输因其快捷、高效的特点越来越受到广大社会公众的青睐，机场作为公共交通基础设施的重要组成部分，正得到政府、行业主管部门和社会公众越来越多的重视。在机场建设中，土石方工程是重要的施工项目之一。土石方填筑质量的好坏，关系着机场的运行安全性和使用寿命。在土石方填筑中，土石混合填料因其级配良好，易压实，且压实后承载力高，沉降变形小，稳定性好，而备受施工方青睐。然而这种混合料因其含石量、粒径、级配变化较大，与常用的细粒土填筑材料有较大差异，压实度的检测也就更复杂一些。

压实度即为现场测得干密度与室内击实试验所得最大干密度的比值，以百分率表示。一般对于较均质的细粒土而言，直接进行计算便能测得。而对于非均质的土石混合料（一方面由于填料在挖运堆填过程中形成搭配比例的波动造成级配变化较大；另一方面，爆破时填料的粒径也变化较大），其含石量变化较大，填筑体中任意一点的含石量都不是定值，因此室内最大干密度标准的制定，则不能通过一次击实试验测得，而必须进行系列试验，同时通过测定现场5-40mm 颗粒的含量而找到对应的室内最大干密度，从而求得压实度。下面就结合贵州六盘水月照机场土石方填筑工程的经验，对其检测方法做一介绍。

1 室内最大干密度标准的制定

图1

根据《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999）击实试验的规定：“本试验分轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，重型击实试验适用于粒径不大于20mm 的土。采用三层击实时，最大粒径不大于40mm”。为满足规范要求，试验时，将土石混合料中大于40mm 的颗粒筛出，再用5mm 筛进行筛分，将混合料筛分成＜5mm 颗粒和5-40mm 颗粒。然后将5-40mm 颗粒与＜5mm 颗粒按质量比1：9，2：8，3：7，4：6，5：5，6：4 混合（即5-40mm 颗粒含量占总质量的10%，20%，30%，40%，50%，60%），然后分别做重型击实试验，得到每种5-40mm 颗粒含量下的最大干密度及最佳含水率，做出5-40mm 颗粒含量与标准干密度关系曲线图，如图1。

2 现场试坑内填料密度及试坑填料5-40mm 颗粒含量的测定

现场密度的测定，可采用灌砂法或者灌水法，首先按表1 的尺寸挖好试坑，注意不要让试坑内的土料遗失，测该试坑的体积V（即灌入试坑水或者砂的体积），称量试坑内全部挖出的试料质量M，用筛子将大于40mm 的颗粒筛出，称其质量M1，用石料的比重计算出大于40mm的颗粒所占体积V1，试坑体积减去大于40mm 颗粒所占体积，得出小于40mm 的颗粒所占体积为V2；试坑内试料质量减去大于40mm 颗粒的质量，得出小于40mm 的颗粒质量为M2；同时可以计算出小于40mm颗粒的密度，再从小于40mm 颗粒土石混合料中筛出大于5mm 的颗粒，称其质量为M3，计算出5-40mm 颗粒含量W。根据5-40mm 颗粒含量与标准干密度关系曲线图，找到相对应5-40mm 颗粒含量的标准干密度P，亦可根据曲线的相关性用公式求出。

表1

计算步骤如下：

（1）计算大于40mm 颗粒所占的体积：

（2）计算小于40mm 颗粒所占的体积：

（3）计算小于40mm 颗粒的质量：

（4）计算小于40mm 颗粒土石混合料的密度：

（5）计算5-40mm 颗粒含量：

3 现场试坑内填料含水率的测定

现场试坑内填料含水率的测定，如果直接取料作含水率试验，则由于整个填料中＜5mm 颗粒和5-40mm 颗粒的搭配比例波动，测值与真值有明显的偏差。故取试坑筛分后填料（＜5mm 颗粒和5-40mm 颗粒）的一部分分别测定其含水率ω1、ω2，填料整体含水率的计算可采用加权平均法，如下式：

4 压实度计算

式中：V——试坑的体积；

V1——大于40mm 颗粒所占的体积；

V2——小于40mm 颗粒所占的体积；

G——石料的视比重；

M——试坑内全部试料质量；

M1——大于40mm 颗粒质量；

M2——小于40mm 颗粒质量；

M3——5-40mm 颗粒质量；

p——土石混合料的密度；

W——5-40mm 颗粒含量；

ω——土石混合料的含水率；

ω1——＜5mm 颗粒含水率；

ω2——＜5mm 颗粒含水率；

P——5-40mm 颗粒含量的对应标准干密度；

K——压实度。

土石方填筑质量的好坏，压实度是重要的内在指标之一，只有对土体进行充分的压实，才能保证地基的强度、整体稳定性，并保证机场上部结构的安全和延长机场的使用寿命。土石混合料作为理想的填料，在使用的同时，准确的掌握其检测方法，是非常必要的。六盘水月照机场土石方填筑检测工作的实践证明，该方法具有实用性和可操作性，对机场工程现场填筑层施工验收有很好的指导作用。

［1］中华人民共和国水利部.土工试验方法标准[S].1999.

［2］中华人民共和国交通部.公路土工试验规程[S].2007.

［3］中国民用航空总局.民用机场飞行区工程竣工验收质量检验评定标准[S].2000.