灌砂法在路基壓實(shí)度檢測中的運(yùn)用

李　亮　曲　森

摘要一條公路能否經(jīng)久耐用，公路路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、堅(jiān)固性、耐久性是公路路基施工中的重要因素。而為了使路基達(dá)到這些指標(biāo)的要求就要運(yùn)用一系列的檢測方法。實(shí)踐證明，在沒有經(jīng)過壓實(shí)的路基上是不能鋪筑路面的，這是由于未經(jīng)壓實(shí)的路基在自然因素和行車荷載的作用下必然要產(chǎn)生較大的變形和破壞。因此壓實(shí)度的檢測是這些指標(biāo)中最為重要的一項(xiàng)。本文通過室內(nèi)標(biāo)定與現(xiàn)場檢測相結(jié)合，分析了灌砂法在工程實(shí)踐中影響路基壓實(shí)度檢測的各項(xiàng)因素，以求提高檢測質(zhì)量。

關(guān)鍵詞灌砂法；路基壓實(shí)度；檢測；運(yùn)用

1前言

一條公路能否經(jīng)久耐用，公路路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、堅(jiān)固性、耐久性是公路路基施工中的重要因素。而為了使路基達(dá)到這些指標(biāo)的要求就要運(yùn)用一系列的檢測方法。實(shí)踐證明，在沒有經(jīng)過壓實(shí)的路基上是不能鋪筑路面的，這是由于未經(jīng)壓實(shí)的路基在自然因素和行車荷載的作用下必然要產(chǎn)生較大的變形和破壞。因此壓實(shí)度的檢測是這些指標(biāo)中最為重要的一項(xiàng)。

灌砂法是路基壓實(shí)度檢測方法之一，這一方法的基本原理是利用顆粒均勻的標(biāo)準(zhǔn)砂測量試坑的體積，通過與試坑中所挖的填料換算路基的壓實(shí)度。次方法是檢測壓實(shí)度方法中最為復(fù)雜的一種，在理論的運(yùn)用和實(shí)際操作中往往不能準(zhǔn)確的理解和掌握，并且在試驗(yàn)中會引起較大的誤差影響路基壓實(shí)質(zhì)量；又因?yàn)樗菧y定路基壓實(shí)度的主要方法，故經(jīng)常是施工單位和檢測單位所用方法，這就使得各單位在用運(yùn)當(dāng)中容易發(fā)生矛盾和糾紛，因此應(yīng)嚴(yán)格遵循、正確全面的學(xué)習(xí)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ051－93)和《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTJ059－95)中關(guān)于灌砂法的試驗(yàn)方法中的每個細(xì)節(jié)以提高試驗(yàn)精度是十分重要的。為使試驗(yàn)做的準(zhǔn)確應(yīng)注意以下幾個方面：

路基工程質(zhì)量的好壞，壓實(shí)度是最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有對路基進(jìn)行充分壓實(shí)，才能保證路基的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性，并保證和延長公路的使用壽命。路基現(xiàn)場壓實(shí)度檢測主要有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、水袋法等檢測方法。根據(jù)施工實(shí)際情況和業(yè)主要求，目前，高速公路上主要運(yùn)用灌砂法進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測。本文結(jié)合工程實(shí)踐，對路基壓實(shí)度檢測中的一些問題作簡要的分析和探討。

2灌砂法基本原理

灌砂法(標(biāo)準(zhǔn)方法，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測)基本原理是利用粒徑0.3～0.6mm或0.25～0.5mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試筒內(nèi)，按其單位重不變的原理來測量試筒的容積(即用標(biāo)準(zhǔn)砂來置換試洞中的集料)，并根據(jù)集料的含水量來推算出試樣的實(shí)測干密度。

3灌砂簡的選用及室內(nèi)標(biāo)定

3.1根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒

3.1.1當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用Ф100mm的小型灌砂筒測試。

3.1.2當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用母150nin的大型灌砂筒測試。

3.1.3如集料的最大粒徑達(dá)到40mm～50mm或超過60mm時，灌砂筒和現(xiàn)場試洞的直徑以200mm為宜。

工地上普遍應(yīng)用Ф150mm的灌砂筒，它的測深為150mm，其所測壓實(shí)度僅為這150mm的壓實(shí)度。但是現(xiàn)場壓實(shí)層厚度往往在200mm左右，而且一般壓實(shí)度在壓實(shí)表層都比較高，往下就難以保證，因此在山區(qū)現(xiàn)場含碎石較多的集料應(yīng)采用Ф200mm的大灌砂筒檢測為宜。

3.2室內(nèi)量砂標(biāo)定的準(zhǔn)確與否對壓實(shí)度的影響

3.2.1儲砂筒中砂面高度、砂的總質(zhì)量對量砂密度的影響

《公路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE40-2007)中對筒內(nèi)砂的高度和質(zhì)量都做了明確規(guī)定。筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15mm，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進(jìn)標(biāo)定罐內(nèi)砂的密實(shí)程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲砂筒中砂面高度必須嚴(yán)格控制；另外，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。每次標(biāo)定及以后的試驗(yàn)都維持這個質(zhì)量不變。因?yàn)闃?biāo)定時，只要砂總量相同，即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂使用的準(zhǔn)確性。實(shí)踐證明，現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時保持—致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)瞻性。

3.2.2標(biāo)定罐深度對量砂密度的影響

通過試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)定罐深度每減1cm，砂密度大約降低1.2％?？梢娖渖疃炔煌瑢ι懊芏扔绊戄^大。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。

3.2.3砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響，

不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故每次檢測使用時量砂必須采用標(biāo)定砂(0.3-0.6mm或0.25-0.5mm)，而且要保持砂的潔凈干燥。

由上述可見，儲砂筒砂面高度、砂的總量、標(biāo)定罐深度、砂的顆粒組成等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂密度標(biāo)定準(zhǔn)確與否，也將影響路基壓實(shí)度的檢測精度。所以，在進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測之前，標(biāo)定工作不可忽視，必須引起足夠的重視。

4現(xiàn)場檢測注意事項(xiàng)

4.1現(xiàn)場檢測時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時保持一致。

4.2盡量使用基板，確保試驗(yàn)精度。

4.3盡量使檢測表面光滑平整。

現(xiàn)場測試完后，要檢查灌砂筒底板、基板與地面之間是否有砂子滿出，如有要將其單獨(dú)清出，稱其質(zhì)量，計(jì)算時應(yīng)扣除這部分質(zhì)量。

4.4使用進(jìn)行回收的量砂，下次使用前必須過篩、烘干，井放置足夠的時間，使其與標(biāo)定時的潔凈、干燥狀況一致。

4.5現(xiàn)場含水量檢測，通過烘干法與酒精法(淹沒集料出現(xiàn)自由液面，燃燒三次)對比，其結(jié)果不超過1％，證明是可行的。主要注意的是所用酒精純度必須達(dá)到95％，劣質(zhì)酒精不但不能充分燃燒反而會變成水份，影響檢測結(jié)果。

4.6試坑深度應(yīng)盡量等于標(biāo)定時深度，坑壁筆直，上下口直徑相等，避免上大下小或上小下大。

5選點(diǎn)及檢測頻率

選點(diǎn)是否得當(dāng)，直接影響到壓實(shí)度的檢測結(jié)果。選點(diǎn)太少，位置不客觀，沒代表性，很難反映實(shí)際情況；選點(diǎn)太多，不但沒必要，而且浪費(fèi)時間，降低工作效率。因此，正確的選點(diǎn)，嚴(yán)格按《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程)(JTJ059-95)附錄A規(guī)定的檢測頻率進(jìn)行檢測。具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。所以，進(jìn)行壓實(shí)度檢測時，選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng)，隨機(jī)取點(diǎn)，檢測頻率也要滿足規(guī)范要求。這樣，檢測結(jié)果才能較客觀地反映工程質(zhì)量的實(shí)際情況。

6рdm、wo對壓實(shí)度檢測的影響

壓實(shí)度K=pd實(shí)/pdm，其中p dm為最大干密度，是通過室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)取得的。若試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況偏差太大，必將影響壓實(shí)度檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。作標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時，施工單位與監(jiān)理單位應(yīng)共同取樣，并應(yīng)盡量取有代表性的集料，作對比試驗(yàn)。另外，針對山區(qū)高速公路的地質(zhì)情況，對集料最大干密度的獲得除標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)外也可考慮使用表面振動壓實(shí)儀法。對于測定無粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度表面振動壓實(shí)儀法更接近于現(xiàn)場振動碾壓的實(shí)際狀況。通過多種方法的驗(yàn)證、對比才能保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，以免造成不必要的損失。

7結(jié)束語

灌砂法操作原理通俗易懂，便于操作，并且實(shí)用性強(qiáng)，是目前高速公路施工中比較常見的檢測路基壓實(shí)度的方法。