灌砂法檢測路基壓實度淺談

石彥軍

摘 要：灌砂法作為壓實度檢測的一種方法，適用于在現(xiàn)場測定基層（底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實層的密度和壓實度的檢測（但不適用于填石路堤等有大空洞或大孔隙的材料壓實層的壓實度的檢測），作者作為馬云公路中心試驗室一名參與者，就馬云公路施工路基工程中灌砂法壓實度的檢測，淺談自己的一些心得與體會。

關鍵詞：灌砂法；壓實度；淺談

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）32-0183-02

引 言

公路過程施工過程中，需要經(jīng)過有效的壓實處理，如果壓實度不能達到標準，則會導致路基路面工程的可靠性受到影響，甚至造成后續(xù)的沉降問題，最終導致道路服務能力受限。而灌砂法則是實現(xiàn)對壓實度檢測的重要技術方式之一，在實際應用中的效果理想，能夠滿足道路施工的需求。基于此，本文結合馬云公路路基工程為例，提出自己的一點體會，詳細內容如下：

1 灌砂法檢測壓實度的基本原理

灌砂法一般在野外應用，灌砂法是利用0.25～0.50mm或者0.3～0.60mm均勻顆粒的砂，由一定高度下落到一規(guī)定容積的筒或者試洞內，按其單位中不變的原理來測量試洞的容積。然后根據(jù)試洞內的集料的含水量來推算出試樣的實測干密度，最后根據(jù)室內最大干密度的比值計算壓實度。

2 灌砂筒的選用及量砂標定注意事項

1.1 灌砂筒的選用

（1）當集料的最大粒徑小于13.2mm，測定層的厚度不超過150mm時，宜選用？準100mm的小型灌砂筒測試。

（2）當集料的最大粒徑等于或者大于13.2mm，但不大于31.5mm，測定層的厚度不超過200mm時，應用？準150mm的大型灌砂筒測試。

（3）如果集料的最大粒徑超過31.5mm，則應相應增大灌砂筒和標定罐的尺寸，灌砂筒和現(xiàn)場試洞的直徑應為200mm。

在現(xiàn)場檢測過程中多使用？準150mm的灌砂筒，它的測試深度為150mm，但是公路工程現(xiàn)場一般壓實層厚度在200mm左右。且《公路土工試驗規(guī)程》提到“試洞的深度應與標定罐高度接近或者一致”，《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中提到“試洞的深度應等于測定層的厚度”。而且一般表面層壓實度較高，因此，在現(xiàn)場檢測集料粒徑較大且厚度為200mm的壓實層時，宜選用？準200mm的灌砂筒。

1.2 量砂標定注意事項

（1）《公路土工試驗規(guī)程》及《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中均對量砂標定時量砂的高度和質量做了規(guī)定，規(guī)程中提到“在灌砂筒筒內高度上，向灌砂筒內裝砂至距離筒頂?shù)木嚯x15mm左右為止，并稱取裝入筒內砂的質量，準確至1g，以后每次標定及試驗都應該維持裝砂高度與質量不變”。原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標定罐內砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。

（2）標定罐深度對量砂的影響：根據(jù)相關試驗數(shù)據(jù)，標定罐的深度每減少2.5cm，砂的密度約降低1%。因此，標定罐的深度應與試洞的深度一致。

3 灌砂法測定壓實度的細節(jié)問題

（1）量砂的選擇：根據(jù)試驗規(guī)程檢測時必須采用粒徑0.25～0.50mm或者0.30～0.60mm的標準砂，而且要保持砂的潔凈干燥，如再次使用時一定要注意晾干，篩除雜質，并放置足夠的時間，使其與標定時的潔凈、干潮狀況一致，并且經(jīng)常標定，否則量砂的松方密度就會發(fā)生變化。在試驗檢測時，切記不能隨時臨時找砂，又對量砂的松方密度不檢測，直接采用以前的松方密度檢測就大錯特錯了。

（2）檢測點和檢測頻率的選擇。在現(xiàn)場檢測過程中，檢測點位置的選用和檢測頻率是否合理，將直接影響到試驗的結果。那么，檢測點選在靠路基中間、還是左側、右側，不是自己隨意所為，正確的選點嚴格按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTGE60-2008）附錄A進行選點。檢測頻率按照《公路工程質量檢驗評定標準》每200m每壓實層測2處，但是此為雙車道公路的最低檢測頻率，多車道必須按照車道數(shù)與雙車道比例增加相應的檢測數(shù)量。這樣，才能與工地現(xiàn)場的實際情況相符。

（3）基板的使用：檢測時要盡量選擇地面較平整的地面，且將其表面清掃干凈，只要所測的地面表面不平整（即使1mm），其體積也會算到試坑中去了，將會影響試驗結果，因此一般情況下，在挖試坑前先現(xiàn)場標定一次錐體的體積，消除粗糙面消耗的量砂的質量。

（4）開挖試洞。在進行開挖試洞的過程中，需要盡量保障每個試洞的形狀統(tǒng)一，特別是試坑的底部，要使試坑呈圓柱體，且確保試洞的垂直效果，規(guī)避不良形狀的存在。試洞開挖完成后，需及時展開存儲工作步驟，遏制水分散失的情況。

（5）灌砂時間的控制。規(guī)程中提到“直到儲砂筒內的砂不在下流時，關閉關閉”，部分試驗操作者往往忽略了一點，就是在檢測過程中看見砂不在流動馬上關閉，因為砂子是從試洞的中間往試洞的邊緣擴展的，這樣提前關系灌砂筒開關，必然導致灌入砂的質量偏小，這樣測定的壓實度就會偏大。所以，在現(xiàn)場檢測時，我們要等灌砂筒內的砂不在流動后再等十秒以上的時間在停止灌砂。

上述幾點內容，為具體的灌砂法檢測壓實度中的細節(jié)問題，需要對這些問題進行控制與管理，從而保障灌砂法能夠得到有效的應用，綜合提升灌砂法的質量，能夠迎合公路路基檢測的基本需求。

4 灌砂法檢測壓實度準確度影響因素

在分析壓實度準確度的影響因素之間，我們應先知道壓實度的概念。壓實度是指土或其他筑路材料壓實后的干密度與標準最大干密度之比，以百分率表示。其公式見下：

式中：K-測試地點的施工壓實度（%）；ρc-擊實試驗得到的試樣的最大干密度（g/cm3）；ρd-試樣的干密度（g/cm3）；ρw-試坑材料的濕密度（g/cm3）；ω-試坑材料的含水率（%）；mw-試坑中取出的全部材料的質量（g）；mb-填滿試坑的砂的質量（g）；ρs-量砂的松方密度（g/cm3）。

從上邊的公式我們可以看出：最大干密度在通過室內的擊實試驗所得，那么與壓實度有直接關系的就是試樣的干密度。而試樣干密度的則與試坑內土樣的質量、試坑內標準砂的質量以及試坑內材料的含水率有關。前面，我們對量砂的標定及檢測過程中量砂的時間控制等已經(jīng)進行了闡述，下面，就試樣的最大干密度、試坑內土樣的質量、含水率等影響壓實度準確度的因此做以下闡述：

4.1 最大干密度

最大干密度的準確性對灌砂法檢測壓實度的準確性具有直接影響。如果最大干密測試結果準確性不能達到標準，或是擊實試驗的方式選擇錯誤，則會導致最大干密度的結果不能保障，最終導致檢測結果受到干擾。

為保障灌砂檢測壓實度精確度，需要嚴格對最大干密度的測試精度進行控制。具體的最大干密度測試中，需要選擇有效的擊實實驗方法。根據(jù)《公路路基施工技術規(guī)范》P11頁和《公路工程質量檢驗評定標準》P7頁規(guī)定，在公路工程施工過程中，應選擇重型擊實試驗所得的最大干密度。

同時，擊實試驗一定要做到取樣有代表性，室內擊實試驗的試樣與路基填料相一致，要根據(jù)檢測土樣的數(shù)量、針對不同的土類、不同取土場的土樣要進行各自的擊實試驗，在現(xiàn)場檢測過程中，當超過規(guī)范所允許的用土量或者填筑的土類發(fā)生變化時，要重新做室內擊實試驗，確定新土樣的最大密度，同時采用新土方的最大干密度進行檢測。

4.2 試坑內土樣的質量

《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》中提到“在試坑開挖過程中，要注意不是鑿出的材料丟失，并隨時將鑿松的材料取出裝入塑料袋中”。而且從壓實度計算公式中我們可以看出，試坑中土樣的質量與壓實度成正比，同等的試坑體積下試坑中土樣的質量越大，壓實度也就越大，反之則小。所以，在試驗檢測過程中，要及時將土樣收集稱重，避免開挖過程中土樣遺失而影響壓實度的準確性。

4.3 含水率的測試

根據(jù)壓實度計算公式，我們可以看出含水量大則壓實度小，含水量小則壓實度大，在檢測過程中，較常用的方法為烘干法和酒精燃燒法。

在現(xiàn)場更多采用酒精燃燒法進行含水量的檢測。在現(xiàn)場檢測含水量我們要注意以下幾點：①取樣應有代表性，嚴格按照試驗規(guī)程取樣方法進行，不能隨便從試洞內挖出的土樣中取一些進行含水率檢測；②酒精的純度要達到95%以上，如采用不純的酒精，含水率就會發(fā)生變化；③在酒精燃燒土樣的過程中，要防止土樣外濺；④每一土樣至少燃燒三次以上，并且要保證燃燒后土樣質量不在發(fā)生變化為止；⑤結果整理，含水率5%以下時允許平行差值0.3%，含水率40%以下時允許平行差值不能超過1%，否則結果無效。

5 結束語

本文結合馬云公路路基工程中灌砂法檢測壓實度的實際情況，簡介了灌砂法檢測壓實度基本原理及灌砂筒的選擇及量砂標定的注意事項，分析灌砂法檢測壓實度的細節(jié)問題，研究影響檢測壓實度準確度的因素。在實際施工過程中，只要我們掌握了檢測壓實度的各個要點，有效正確的分析出各項影響因素，就可以得出準確的壓實度，真正的做到保證路基路面工程質量，為公路施工提供幫助。

參考文獻

[1]《公路土工試驗規(guī)程》（JTGE40-2007）.人民交通出版社.

[2]《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTGE60-2008）.人民交通出版社.

[3]《公路路基施工技術規(guī)范》（JTGF10-2006）.人民交通出版社.

[4]《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2017）.人民交通出版社.

收稿日期：2018-10-11