灌砂法在高速公路路基壓實度檢測中的應用

向守平 潘 迪

（貴州宏信創達工程檢測咨詢有限公司， 貴州 貴陽 550014）

在高速公路工程中，其中較為重要的是路基施工，并且后續路面的多種物理指標都由其決定。基于具體案例，實際實現方法是灌砂法，為了后續的施工提供技術支撐，分析研究何種因素影響現場檢測技術，繼而可將現場檢測技術進行規范化，以完善后續施工。

1 工程概況

某高速于2019 年3 月正式返工，預計8 月份完工且可以通車。此高速不僅被稱為的重要交通樞紐，同時也是國家高速公路網重要組成部分。本高速，總長65km，其橋梁與隧道分別是48 座和9 座。為了高速交通網絡得到進一步完善，該高速運用雙向八車道作為改擴建的設計理念。

荷載Ⅰ級標準以此作為判斷壓實的節點。100km/h 為通行時速，當進行施工時，會對其進行全線封停。并把鋼筋加工廠、混凝土攪拌廠和梁板預制場等配套場地同時布置在施工現場。針對路基壓實情況，對其實際檢測時，應該綜合考慮實際地理環境與高速公路建設標準，經討論后選擇灌砂法，實時了解與分析現場的壓實度效果，分析結果可作為指導文件應用于后續工作，以確定壓實完成節點。

2 灌砂法基本原理及其檢測必要性

路基壓實檢測法中最多見的就是灌砂法，其應用廣泛。可檢測實踐多種施工方式。就以往經驗，灌砂法對路基孔隙度大小具有較高的要求，若填石路基空洞較大，利用灌砂法的適用性會較差。當技術標準一般時，為了能發揮最大檢測效能，可以將路基的粒徑控制在0.25-0.6mm。

按照相關規定對檢測路基進行測試坑挖掘時，對比于其他檢測方法，灌砂法較為成熟，將試樣保存并進行含水率測試；容砂瓶內注滿固定粒徑的砂石，進行標準稱重；在測試坑上方放置容砂瓶，砂石可利用自身重力自流將測試坑注滿，記錄標準質量。測試坑的密度以及干密度可根據兩者的質量差集合地基含水率算得。計算公式如公式（1）

試樣密度和質量分別為ρ0、MP，注滿質量和標準密度分別為MS、ρs。，其中含水率為w。

路基壓實度的具體數值可由試樣密度代表。據理論研究，地基的壓實度和穩定性越高則試樣密度越大。根據這一理論可以得出，這兩方面是在現場進行壓實度檢測時，首先對壓實的結果進行全面監測，可以對不符合壓實的點位進行有效的治理；其次對壓實工作可以進行正確的引導并能夠隨時對全路徑的壓實結果進行有效評估。驗收路基施工的標準性參數也可以次為標準，總體工程質量得以提升。

以下幾方面應該在實際檢測過程中注意：第一，灌砂在選取砂石材料時應適宜。由于注入方式是依靠砂石的重力自流進入測試坑，摩擦力在粒徑不同的砂石之間差異較大，可顯著的影響灌砂效果和內部目的。在正常的檢測操作下，最大粒徑應小于等于15mm，同時選擇砂石時應該保證砂石均勻且粒徑相同。與此同時，還需要保證灌砂筒與砂石粒徑之間相匹配，粒徑在15mm 以下，內徑規格選取

100mm 左右的灌砂筒。第二，測試坑的高度也需要重視，不宜選用過深的測試坑，進而避免測試結果的不準確是由于突破壓實層而引起的，同時測試坑也不宜過淺。在實際的壓實過程看，在垂直方向上，隨著壓實深度的逐漸增加，壓實度呈現遞減規律。選擇合適的深度對有效的平均壓實度的形成非常重要。為此，深度和灌砂筒兩者之間的比例可以是：1：1.5-1：2 之間，即灌砂筒采用100mm 時，測試坑最佳的深度應該選擇150-200mm 之間。

3 灌砂法路基壓實度檢測影響因素及其保障措施

通過上文可知，測試樣本密度是通過等體積的標準密度砂石對壓實度進行的推算檢測后得出壓實程度。等體積構建之間的有效測定值應用于本方法中。所以，現場檢測結果是否準確的影響因素包括體積和密度。

在實際操作過程中，灌砂法中測試坑的平均密度是由灌入已知的標準砂石推算得出，因此保障測量結果的基礎是砂石的密度應該精準的獲取。現場測量時，通常采用砂石標定的方式。應該重視的是，樣品的平均密度代表室內標定過程中的密度。自然放置的情況下，不均勻的砂石粒徑會導致一定的密度差異。此時應該注意兩個方面。第一，實際現場測試與砂石標定二者應該在同一時間段，為了保證密度因為自然重力和含水率變化而導致的變化較小，應盡量保證間隔時間較短；第二，為了保證總體平均密度可由標定密度代表，應該將多點采樣的方式應用于室內標定過程。

灌砂過程中深度與高度之間的差異表現被稱為體積上的誤差。當被測試樣品與灌砂體積二者相同時，才能應用壓實度計算公式。灌砂高度與開挖深度相同時才能保證體積相同。實際測試時，往往采用目測方式為依據，這時會產生不必要的誤差。

實際工作上遇到的誤差通常在實踐操作中也是經常見到的問題。不包含上文提到的由于體積限定導致實際操作誤差以外，這種情況還包括以下兩種情況：第一種為樣本在進行取土時不完善，是因為在測試坑挖掘出來之后，對測試土樣并未全部移出來再進行稱重，導致測試坑最后的總量會比較低，致使壓實度最后所測量的整體數據都偏低。第二種是由于灌砂總量所導致的誤差，灌砂最后的截止點無法確定，而且有些實際施工過程中很容易在停止以后還沒有完成灌砂筒閥門全部關閉的工作，是導致砂石大量流失的主要原因，造成砂石的總量增多、壓實度也變得越來越大。根據實際情況所存在的種種因素，進行生產過程中要求在施工現場的技術人員務必嚴格按照操作流程和項目標準規范完成任務，特別是去表土、找平等關鍵步驟中一定要對零散樣本進行仔細收集，還要對有關的測量工作做到位;規定其現場測試中要留出2 至3 個人一同進行操作，為了能夠互相監督、輔助來進行有效的檢測，保證測試結果的標準化與嚴謹性。

上面所闡述的這兩種行為對灌砂法在高速公路路基壓實度檢測過程中產生了直接的影響，也是關鍵原因。除了這兩種因素外，影響的因素還包括選取的粒徑、選取測試坑的深度、砂石流出速等等。采取相應的控制措施、嚴格的建設管理，建設標準化能夠減小誤差的產生，將拉近其測試值和實際值的差距。

4 灌砂法檢測的現場應用

根據以上所述優化法，要盡量避開所受影響的情況下，在實際高速擴建工程（K10+700-K10+900）實際操作進行監測時，步驟如下：利用隨機抽取式對該路段的11 個檢測點進行確定，再進行表土處理后找平工作，將采取吹掃法完成。做好地面找平后，所在面積中的測試坑則需要往外延伸1.5 到2.5 倍。地面找平好之后，再開始路基挖掘，開始挖掘后，一定要做好邊緣的愛護，為了整個過程中不發生擠密現象，灌砂筒因為采取的是100mm，所以將挖掘的深度定在20cm。開挖施工進展后，碎石等一旦對密度造成嚴重的雜質，就可以通過利用砂石回填坑內法把這種影響因素處理掉。在測試坑挖掘好以后，將選擇紅外標定法進行斷定灌砂所要截止的平面并采取灌砂筒方式來完成整個灌砂的操作，對于灌砂的閥門需注意，一定要控制到適當的開合程度，為了能夠保證砂石可以具有正常的流出量，而不是過快的流出或者過慢。在灌砂工作完成后，對灌砂要采取精確的稱重測量和正確的數據管理。

5 結束語

灌砂法在高速公路路基壓實度檢測中非常多見，然而在標定、現場操作和灌砂中也會產生一些偏差，對整個檢測結果都會產生一定的影響。本文對灌砂法的檢測方法和檢測原理進行了分析，并根據計算核心理論提出了有關存在的問題，對工程具體的實踐程序和檢驗結果進行了詳細的探究。可通過本文的探究分析為之后開展一系列工程建設提供幫助。