路基灌砂法試驗(yàn)若干問(wèn)題探討

詹宏偉

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 廣州510635）

1 概述

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(duì)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(zhǎng)公路的使用壽命。路基現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)主要檢測(cè)方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、水袋法等檢測(cè)方法。保證路基應(yīng)有強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施是路基壓實(shí)，而現(xiàn)場(chǎng)路基壓實(shí)的質(zhì)量通常用壓實(shí)度來(lái)衡量，而灌砂法是路基壓實(shí)度檢測(cè)中最常用的試驗(yàn)方法，適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定細(xì)粒土、砂類土和礫類土的密度。文章根據(jù)路基工程中壓實(shí)度檢測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮了影響灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度精確度的各個(gè)相關(guān)因素，對(duì)如何保證灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度的精度進(jìn)行了分析與探討。

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(cè)）基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來(lái)測(cè)量試洞的容積（即用標(biāo)準(zhǔn)砂來(lái)置換試洞中的集料），并根據(jù)集料的含水量來(lái)推算出試樣的實(shí)測(cè)干密度。

3 灌砂筒的選用及室內(nèi)標(biāo)定

3.1 根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒

當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測(cè)定層的厚度不超過(guò)150mm時(shí)，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測(cè)試。

當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測(cè)定層的厚度不超過(guò)150mm，但不超過(guò)200mm時(shí)，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測(cè)試。

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

工地上普遍應(yīng)用φ150mm的灌砂筒，它的測(cè)深為150mm，其所測(cè)壓實(shí)度僅為這150mm的壓實(shí)度。但是現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)含碎石較多的集料應(yīng)采用φ200mm的大灌砂筒檢測(cè)為宜。

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

儲(chǔ)砂筒中砂面高度、砂的總重對(duì)量砂密度的影響《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ051-93）中對(duì)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(guò)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(chǔ)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(gè)質(zhì)量不變。因?yàn)闃?biāo)定時(shí)，只要砂總重相同，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(chǎng)測(cè)試時(shí)，儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致，大大提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

標(biāo)定罐深度對(duì)量砂密度的影響通過(guò)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?，其深度不同對(duì)砂密度影響較大。因此，現(xiàn)場(chǎng)試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。

砂的顆粒級(jí)配組成對(duì)量砂密度的影響不同顆粒粒徑組成的砂，其級(jí)配不同，密度也明顯不同，故每次檢測(cè)使用時(shí)量砂必需采用標(biāo)準(zhǔn)砂（0.30～0.60mm或0.25～0.50mm），而且要保持砂的潔凈干燥。

由上述可見，儲(chǔ)砂筒砂面高度、砂的總重、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(cè)精度。所以，在進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)之前，標(biāo)定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。

4 檢測(cè)注意事項(xiàng)

4.1 檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量

選點(diǎn)是否得當(dāng)，直接影響到壓實(shí)度的檢測(cè)結(jié)果。選點(diǎn)太少，位置不客觀，沒(méi)代表性，很難反映實(shí)際情況；選點(diǎn)太多，不但沒(méi)必要，而且浪費(fèi)時(shí)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(chǎng)測(cè)試規(guī)程》附錄A規(guī)定的檢測(cè)頻率進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)時(shí)，選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng)，隨機(jī)取點(diǎn)，檢測(cè)頻率也要滿足規(guī)范要求。這樣，檢測(cè)結(jié)果才能較客觀地反映工程質(zhì)量的實(shí)際情況。施工單位在完成每一壓實(shí)層后應(yīng)該首先自檢，自檢頻率按照技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行全頻率試驗(yàn)。依據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定：檢驗(yàn)頻率為每1000m2至少檢驗(yàn)2點(diǎn)，不足1000m2時(shí)檢驗(yàn)2點(diǎn)，必要時(shí)可根據(jù)需要增加檢測(cè)點(diǎn)。灌砂法檢測(cè)每點(diǎn)需要操作時(shí)間約15min，如果以報(bào)檢寬度為30m的路基為例，即使每天只報(bào)檢500m，每天的報(bào)檢面積為15000m2，需要檢測(cè)點(diǎn)數(shù)為30個(gè)點(diǎn)，需要時(shí)間約為7.5h，僅僅自檢的現(xiàn)場(chǎng)操作就需要如此漫長(zhǎng)的時(shí)間，如果再加上現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理抽檢時(shí)間，那就更長(zhǎng)，這就需要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理、施工單位自檢和抽檢一塊進(jìn)行。

4.2 試坑的位置

檢測(cè)點(diǎn)地表面處理要平，只要表面凸出一點(diǎn)（即使1mm），使整個(gè)表面高出一薄層，其體積便算到試坑中去了，將影響試驗(yàn)結(jié)果，因此除非非常的平，否則應(yīng)先放上基板測(cè)定一次粗糙表面消耗的量砂。必須注重對(duì)薄弱點(diǎn)的檢測(cè)，由于工程結(jié)構(gòu)的特殊性，一般路基中間部位的壓實(shí)度較兩側(cè)接近路邊緣處壓實(shí)度高，所以加強(qiáng)對(duì)路基邊部的檢測(cè)也是非常必要的。

4.3 試坑的深度

按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》要求，試坑的深度應(yīng)該等于測(cè)定層的厚度，但不得有下層材料混入。一般情況下每壓實(shí)層厚度約為15cm，所以試坑深度也應(yīng)該為15cm。由于現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，挖坑這道工序往往由工地務(wù)工人員完成，其挖坑深度經(jīng)常達(dá)不到要求。壓路機(jī)在碾壓過(guò)程中其應(yīng)力分布呈倒三角形，所以就每一壓實(shí)層而言，越向下的部位其壓實(shí)度越小。因此，坑的深度不夠，將導(dǎo)致測(cè)得的壓實(shí)度值偏大。

4.4 試坑的形狀

試坑的形狀應(yīng)該是圓柱體，坑洞周壁應(yīng)豎直，但實(shí)際操作中會(huì)出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形，這樣形狀的試坑導(dǎo)致測(cè)得的壓實(shí)度值偏大或偏小。

5 結(jié)束語(yǔ)

灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度是目前所有檢測(cè)方式中，準(zhǔn)確度和認(rèn)可度最高的一種，由于操作方便，隨時(shí)隨地便可進(jìn)行，無(wú)須借助大型儀器設(shè)備，因此深得公路建設(shè)者的一致認(rèn)可。但是，由于整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，基本上以人工操作為主，倘若進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)不按既定的標(biāo)準(zhǔn)操作進(jìn)行，或是進(jìn)行試驗(yàn)操作的人員經(jīng)驗(yàn)不足，都有可以造成試驗(yàn)結(jié)果的失真，并有可能導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤導(dǎo)，使得原本達(dá)不到壓實(shí)要求的路基被視為合格，這對(duì)路基質(zhì)量的控制工作而言，無(wú)疑是一種，因此，在進(jìn)行灌砂試驗(yàn)前，我們完全有必要先通過(guò)規(guī)程，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐來(lái)進(jìn)一步提高試驗(yàn)從業(yè)人員自身操作技能，唯有這樣，才能讓灌砂試驗(yàn)的數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)施工。

[1]公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程（JTG E60-2008）[S]．北京：人民交通出版社，2008．

[2]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004.

[3]公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTG E40-2007）[S]．北京：人民交通出版社，2008．