淺談灌砂法壓實度檢測

馮爭

摘要：壓實度是路基工程質量的重要指標，唯有充分壓實，才能確保路基強度與使用壽命，但路基工程施工存在很多不確定性，導致壓實度影響因素較多，因此加強施工質量控制意義重大。

關鍵詞：灌砂法;壓實度;檢測

檢測路基壓實度指標的方法多樣，包括灌水法與蠟封法等，各種方法的優點不同，可以根據實際情況合理選用。其中灌砂法是常用的一種檢測方法，有操作過程可控與檢測范圍廣及結果代表性強等優勢特點，但在實踐中仍受施工人員操作規范程度與選點及檢測頻率等因素影響，還需加強質量控制，確保結果準確性。

一、灌砂法概述

1.工作原理

壓實度是指現場土基經過壓實后的干密度與試驗室最大干密度的比值。灌砂法是指利用粒徑0.25-0.5mm與0.30-0.60mm均勻且清潔干凈的量砂，從一定高度自由下落到試洞內，根據單位重不變的原理，用于測量試洞的容積，根據集料含水量推算出試樣實際測量的干密度[1]。

2.操作步驟

涉及以下幾方面;一是向灌砂筒內裝砂，要求量砂高度低于筒頂15mm。要求筒內砂的質量達標，在后續標定與試驗中，應當維持砂粒的質量與裝砂高度固定不變。二是隨機選擇試驗區域，平穩放置中空底盤并固定。鑿掉底盤孔內的土，避免鑿出土樣丟失，應當將鑿出的土樣合理放置，嚴重控制裝土樣塑料袋的溫度，減少土樣水分蒸發。三是用刷子清除洞內與洞邊鑿出的土。要求試洞深度達到15cm。稱量并精確至1g。四是打開開關，要求筒底流砂孔與漏斗上端圓孔、開關鐵板中心圓孔保持一致，讓砂粒自由流出，確保試坑內體積與流出砂體積相當，再關閉開關。五是在不晃動儲砂筒砂的情況下，緩慢將灌砂筒移轉至玻璃板上，打開開關讓砂流出，待到筒內砂下流停止時關閉開關，小心謹慎的移走灌砂筒。六是收集玻璃板上的砂并稱量，要求砂粒重量達到1g。玻璃板上砂與填滿筒下部圓錐體的砂體積相當。七是重復上述操作后取均值。八是用篩網篩出泥土中的標準砂后回收，便于下次直接利用[2]。

二、壓實度檢測的灌砂法操作要點

1.選點控制

選點恰當性直接關乎檢測結果準確度，選點過少或位置不正確，會降低檢測結果的代表性，無法充分反映實際情況。選點過多會增大時間成本，無法確保工作質量與效率，因此合理選點意義重大。在壓實度檢測實踐中，應在各設計車道內選擇試坑的位置。雙向四車道情況下，在所檢路基各橫斷面上與各設計車道內選擇試坑的位置，做好試點號碼標記等前期準備工作。

2. 灌砂筒選擇

灌砂法適用范圍如下，當集料最大粒徑低于13.2㎜，測定層厚度低于150mm，應使用直徑100mm的小型灌砂筒檢測;其余條件用直徑150mm的大型灌砂筒檢測。直徑150mm的大型灌砂筒在工地上比較常用，所測壓實度限制在150mm，但現場實層厚度通常會達到200mm，壓實度通常在壓實表層相對較高，往下難以保證密實度，尤其是碎石集料較多的山區現場，建議采用直徑200mm的超大型灌砂筒檢測。

3.室內標定

影響量砂密度的因素較多，包括砂的顆粒組成與標定灌的深度及砂的總重等。而量砂密度標定準確性，將直接影響壓實度檢測結果理想性，因此在檢測前應當嚴格落實標定工作。影響因素主要體現在以下幾方面;一是在灌入前應當加強砂面高度與砂粒重量的影響因素控制。公路路基面測試規程等文件頒布后，明確規定了灌砂筒內砂粒的質量與高度等指標參數，砂面高度不同，筒內砂的密實度與下落速度也存在差異，直接對量砂密度產生影響，因此應當嚴格控制筒內砂面的高度。二是控制標定灌深度的影響，研究發現砂密度隨著標定灌深度降低2.5cm而降低3%，砂密度隨著標定灌深度降低1cm而降低1.2%，可見兩者之間的密切關系，因此應當嚴格控制室內標定灌深度與試洞深度。三是砂粒的顆粒級配因素影響，砂粒的粒徑與級配不同，密度也存在差異，要求每次檢測的量砂，都應當用0.25-0.5mm與0.30-0.60mm的標準砂，保持砂粒干燥清潔。

4.控制現場含水量

壓實度檢測精確性也會受現場水量檢測結果影響，含水量與壓實度成反比，含水量增大會促使壓實度降低。因此在壓實度檢測中，應當充分落實含水量檢測工作。含水量檢測過程復雜繁瑣，首先應當注意合理選取土樣，取試坑內兩份代表性土樣，為避免水分蒸發，應當及時將土樣裝入塑料袋或鋁盒內，封裝后稱重編號。其次注重土樣數量問題，通常取50-100g砂類土，取30-50g粘性土。同時控制含水量的檢測，通常使用快速檢測方法，如在酒精燃燒法中，對每鋁盒內土樣充分燃燒三次，全部燒出水份。最后注意結果整理，取多次含水量檢測結果的均值，以此作為含水量代表值。

5.控制現場檢測

主要體現在以下幾方面;一是要求筒中砂面高度及重量，應當與室內標定時統一。二是在使用基板時，要求地表面平整干凈，禁止在突起地面上使用基板，以縮小試驗差值?，F場測試結束后，檢查地面與基板間是否出現砂粒漏出情況。單獨清除與稱重漏出的砂粒，并在密度計算中扣除該部分質量。三是合理使用量砂，規范使用回收的量砂，使用后施以清洗烘干操作，放置足夠時間后，確保其清潔度與干燥度等特性達標，以減少量砂密度的差值。在換砂操作中，應當對量砂密度進行重新標定，減少各種因素對壓實度檢測結果準確性的影響。四是控制試坑形狀，通常以空圓柱體性狀為主，應當盡可能的規避類似鍋底形狀，尤其是接近坑底部位置。各壓實層向下的部位，其壓實度最低，設計成類似鍋底形狀的試坑，會促使松散部位土樣取出較少，壓實度檢測結果偏大。五是控制試坑深度，試坑深度與測定層的厚度相當，是在排除下層材料混入的情況下。通常每壓實層厚度應當控制20cm 左右。受施工人員專業知識技能水平影響，工序施工不規范，無法達到深坑深度標準要求。在公路路基施工中，會運用到壓路機等設施，路面應力呈倒三角形分布，每層壓實向下部位的壓實度相對較低，因此深度不夠的試坑，會促使壓實度檢測結果偏大[3]。六是控制灌砂的時間，應當觀察邊緣處砂粒不流動后再觀察幾秒后停止灌砂，通常對中心位置砂粒流動情況無從觀察，受砂粒從中心向四周擴展的流動規律等因素影響，過早結束灌砂，會降低灌入標準砂的質量，促使壓實度檢測結果偏大。七是嚴格控制含水量，含水量選取的要求嚴格，應在坑內土壤充分攪拌后再取含水量。唯有準確規范施工操作，才能確保灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用價值充分發揮，促使后續施工流程有序展開，從而提高整體施工質量[4]。

總結：

灌砂法是壓實度檢測常用方法，有操作簡便與原理簡單等特征優勢，但在實踐中易受多種因素，包括灌砂時間與基板使用合理性等，直接影響壓實度檢測結果。作為施工技術人員應當不斷提高自身的專業知識技能水平，明確《公路土工試驗規程》與《公路路基路面現場測試規程》等規范的要求標準，豐富施工經驗，充分掌握壓實度檢測方法的操作要點，及時發現與規避各種因素影響，確保檢測結果的有效性與準確性，不斷提高工程建設水平。

參考文獻：

[1] 姚艷. 灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用[J]. 交通世界， 2018（1）：128-129，131.

[2]佘文. 灌砂法在路基壓實度試驗檢測中的應用[J]. 建材與裝飾， 2018， 517（8）：239-240.

[3]康文義. 淺談路基路面影響灌砂法檢測壓實度結果的因素及防治[J]. 建設科技， 2018，354（4）：118-119.

[4]邱晶晶. 灌砂法在公路路基試驗檢測中的應用[J]. 中國新技術新產品， 2019 （5）：113-114.