灌砂法檢測壓實度的影響因素及對策探討

王敏

摘 要：灌砂法作為工程施工建設壓實度檢測的標準方法，在公路工程建設質量控制中發揮非常重要的作用。為提高壓實度檢測內容的可代表性、操作全過程的可控性、檢測數據的準確性，作者根據咸旬高速公路及相應工程建設施工管理實踐經驗，對灌砂法檢測壓實度的影響因素及處理措施進行了探討研究，希望在今后壓實度檢測中引起足夠的重視，提高檢測質量水平。

關鍵詞：公路工程；灌砂法；壓實度

路基工程現行的壓實度（密度）指標檢測方法很多，主要包括：環刀法、電動取土器法、蠟封法、夯擊能量法、灌水法、灌砂法、以及核子密度儀測定法等。上述各種方法在實際應用中均具有各自的優缺點，如核子密度儀其使用過程中會產生對人體造成傷害的核輻射。灌砂法作為路基壓實度檢測的最基本的一種方法，利用均勻顆粒的砂，從一定高度落到規定容積的筒或洞內，完成對壓實度的檢測，具有數值檢測準確性高、操作全過程可控性好、檢測范圍寬、結果可代表性強等優點，被廣泛應用到公路施工壓實度（密度）檢測中，得到參建各方的廣泛認可。

1 壓實度灌砂檢測法的基本原理

灌砂法（公路施工壓實度檢測的標準方法，但不適用于填石路堤等存在大孔洞或大孔隙材料的施工壓實度的檢測），其檢測原理是采用粒徑在0.30～0.60mm或0.25～0.50mm的清潔干凈均勻顆粒砂，從一定高度自由下落到試驗筒或洞內，然后根據單位重不變的原理來檢測試筒或洞的容積（即用標準砂來代替試驗筒或洞中的集料），并結合集料的含水量來準確測算出試驗樣品的壓實度（密度）。由于測試方法自身存在許多制約性因素，因此其會對檢測結果造成一定影響。本人根據在咸旬高速公路建設的施工管理實踐中的總結經驗，對影響壓實度檢測準確的因素進行一定歸納總結，并提出幾點對策建議，希望在今后公路施工壓實度檢測中盡量避免，提高試驗檢測準確可行度，確保公路工程安全可靠、節能經濟的高效穩定建設發展。

2 灌砂法檢測壓實度的影響因素及對策

2.1 室內量砂標定對壓實度檢測結果的影響及對策

2.1.1 儲砂筒中砂面高度及砂總重對量砂密度的影響

在《公路土工試驗規程》（JTGE40-2007）中對儲砂筒中砂面的高度、質量、總重均做了非常明確規定，要求儲砂筒中砂面的高度同筒頂間的距離應控制在15mm以內，如太高則由于不同砂面高度的砂其下落速度各異，會對灌進標定罐內砂的密實程度產生影響，進而會影響到標定量砂的密度檢測值。因此，在實際檢測過程中儲砂筒中砂面高度應嚴格按照試驗規程控制在15mm以內，同時儲砂筒中砂的質量應精確到1g，確保量砂使用具有較高的準確可靠性。從大量的工程實踐檢測結果表明：公路壓實度現場測試過程中，始終保持儲砂筒中砂面高度和重量同室內標定間的一致，其所獲得的檢測數據精確性和可行度會大大提高。

2.1.2 標定罐深度對量砂密度的影響

從咸旬高速公路及其他工程施工壓實度試驗檢測結果發現：標定罐深度每減少1～20mm，量砂密度大約降低1～1.3%。由此可見標定罐深度不同，其對量砂密度的影響較大，相應對檢測結果準確性影響也較大。因此，在檢測現場試驗筒或洞的深度應與室內標定罐深度保持一致，確保檢測結果的準確可靠性。

2.1.3 砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響

砂的顆粒級配對密實度試驗的重現性會帶來較大影響，不同粒徑的砂，其級配和密度存在較大差異。因此，在每次現場試驗檢測過程中，應采用清潔干燥統一標準的砂（0.30mm～0.60，或0.25mm～0.50mm），其中采用粒徑為0.30mm～0.60的砂其試驗重現性最好，對錐形漏斗體積標定的最大偏差也最低只有0.2%，且對標定罐中量砂密度平均值的標定最大偏差也最低只有0.1%。采用均勻潔凈的量砂，是確保現場公路施工壓實度檢測結果具有較高準確可靠性的基礎。在進行公路壓實度檢測前，如標準砂密度偏低，則會導致壓縮度測試結果比實際偏低；反之，則會偏高。因此，標定工作尤為重要，合理標定可以降低或盡量避免量砂下降速度、重現性、密度等對試驗數據的影響。

2.2 現場檢測對壓實度檢測結果的影響及對策

2.2.1 檢測位置的合理選定

檢測位置選取的代表性會對壓實度檢測結果帶來影響。為了確保檢測的壓實度具有代表性和準確可靠性，應在橫向、縱向均取點。從外觀上可以通過選取薄弱點、邊部點等進行檢測。對于檢測條件允許的工地，則推薦配合落錘式彎沉儀（FWD）和貝克曼梁（BB）進行綜合選點，同時要注意測點表面的平整性。

2.2.2 合理去除表土

表面土體會對檢測結果帶來影響。如果不去除表土，則可能會導致壓實度檢測結果偏低。作者建議去除表層1～20mm的松土，確保壓實度檢測結果具有較高的準確可靠性。另外，要結合測試位置的實際情況，通過找平確保灌砂筒內的余砂高度同灌砂完后筒內余砂高度保持相等，確保兩者的密度和質量相等。土樣選擇時，對于粘性土則宜取30～50g，而對于砂類土則宜取50～100g。

2.2.3 試坑開挖及深度

試坑開挖時，應采取先中間后邊緣的開挖工序，同時要確保足夠的試坑內徑和深度。試坑深度不夠，則可能導致所測得的壓實度偏大。建議試坑深度應盡量與標定時深度保持一致，坑壁應筆直，上下口直徑應保持相等，避免出現上大下小或上小下大的不利情況。目前，按照150mm深度進行檢測，比較符合工程實際情況，同時能很好反映測定層的實際壓實度和提高試驗檢測工作效率，建議試洞深度按照150mm設計為宜。

3 灌砂法測定壓實度質量控制指標

從咸旬高速公路及其他工程施工壓實度試驗檢測結果及相關經驗，作者建議采用灌砂法測定壓實度時，從技術、經濟等方面進行綜合考慮，應嚴格按照下述技術指標提高壓實度測試質量水平，即：

（1）當集料的最大粒徑在<15mm時，測定層厚度在150mm以內，宜優選100mm的小型灌砂筒進行測試。

（2）當集料的最大粒徑為15mm≤Φ≤40mm時，測定層厚度150mm≤H≤200mm以內，宜優選150mm的大型灌砂筒測試。

（3）當集料的最大粒徑>40mm時，則應根據工程實際合理增大灌砂筒和標定罐的尺寸，宜優選200mm或>200mm直徑的大型灌砂筒進行測試為宜。

從工程實踐應用來看，目前市場中只有兩種灌砂筒，分別為150mm的大型灌砂筒和100mm的小型灌砂筒。而工地上常用150mm灌砂筒，其測深最大為150mm，只能對150mm深壓實度進行測定。而隨著近年來壓實機械壓實功能的不斷增大，相應壓實厚度也大多超過200mm，同時路基填方逐步采用礫類土等大直徑材料，其最大粒徑通常在40mm以上。因此，常用的150mm灌砂筒，在測定深度、集料材料等方面，均很難滿足工程施工現場測定需求，建議根據工程實際需求對于直徑大于40mm的礫類集料，宜優選200mm的大灌砂筒進行檢測，確保壓實度檢測的可行性和準確度。

4 結束語

灌砂法是工程施工壓實度測試的基本方法，雖然其具有測試原理簡單、操作方便等優點，但實際測試過程中影響測試結果的因素較多，需要在工程實踐中加以重視。除了上述的幾種影響因素外，實際測量中含水量、基板合理使用、灌砂時間等均會對壓實度測試結果帶來影響。在實際測試試驗過程中，應對上述影響因素加以重視并采取合適的處理措施，降低或避免各種影響因素的影響，提高檢測結果的可行性和準確可靠性，確保工程具有較高質量水平。

參考文獻

[1]張志建.淺析灌砂法檢測壓實度如何減小誤差[J].黑龍江交通科技，2009，（08）：15-17.

[2]陳國英.灌砂法檢測路基壓實度[J].交通世界，2010（03）：136-137.