淺談灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用

劉 健

（廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530000）

淺談灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用

劉 健

（廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530000）

路基施工壓實質(zhì)量的好壞，將直接影響路面的平整度和密實度。且只有對路基進行充分壓實，才能保證路基的強度、整體穩(wěn)定性，并保證和延長公路的使用壽命。為了解路基的壓實情況，本文將主要談談灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用，僅供參考。

灌砂法；公路路基；壓實度；檢測

1 前言

公路路基是公路工程的重要組成部分，應具備足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性，而路基壓實效果是保證路基強度及路面使用質(zhì)量的關(guān)鍵，它直接關(guān)系到路面的強度和使用壽命。壓實度是檢驗路基壓實效果的重要指標，是現(xiàn)場干密度和室內(nèi)最大干密度的比值，實度越高，路基密實度越大，材料整體性能越好。通常路基壓實度檢測的主要方法有灌砂法、核子密度儀測定法和環(huán)刀法等。其中，灌砂法則因其數(shù)值的準確性、操作過程的可控性和結(jié)果的可代表性而得到建設各方的認可，成為目前公路建設中應用最廣泛的壓實度檢測方法。為此，本文將主要談談灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應用，以供參考。

2 灌砂法的概述

2.1 基本原理（見圖1）

灌砂法的基本原理是利用粒徑0.30 mm～0.60 mm或0.25 mm～0.50 mm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測量試洞的容積（即用標準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測干密度。

圖1 灌砂法的基本原理框圖

從灌砂法的基本原理我們可以看出，影響其精度的主要因素有：土樣的最大干密度、土樣的含水量、試坑內(nèi)挖出土樣質(zhì)量、流入試坑內(nèi)砂的質(zhì)量、標準砂的密度等。

2.2 適用范圍

現(xiàn)場挖坑，利用灌砂測定體積，計算密度。適用路基土壓實度檢測，不宜用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的測定。在路面工程中也適用于基層、砂石路面、瀝青表面處治及瀝青貫入式路面的壓實度檢測。

3 土的最大干密度的確定

壓實度就是土在壓實后達到接近最大干密度的程度，施工壓實度公式：

式中：K：測設地點的施工壓實度 / %；

ρd：試樣的干密度 / g/cm3；

ρc：由擊實試驗得到的試樣的最大干密度 / g/cm3。

試樣最大干密度ρc的值通過擊實試驗方法來確定，而且土質(zhì)不同它的值也不相同。作標準試驗時，施工單位與監(jiān)理單位應共同取樣，并應盡量取有代表性的集料，作對比試驗。

3.1 擊實試驗方法的選取

目前，各國使用的擊實試驗方法分為輕型擊實試驗法和重型擊實試驗法兩種。但我國《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTG F80/1－2004）中明確規(guī)定，路基壓實度以重型擊實試驗法為準，且采用該法得到的最大干密度提高（經(jīng)試驗一般可提高6 %～20 %）。

3.2 不同類土最大干密度的確定

不同性質(zhì)的土其最大干密度差別很大，因此應嚴格按規(guī)范中相關(guān)規(guī)定來確定不同土類、不同取土場的土的最大干密度。在現(xiàn)場檢測的過程中，當用土數(shù)量、土類發(fā)生變化和取土場更換時，應重新做擊實試驗來確定該類土的最大干密度，以反映實際的壓實質(zhì)量。

4 灌砂筒的選用

施工中用灌砂法測定壓實度時，應符合下列規(guī)定：

（1）當試樣的最大粒徑小于15 mm、測定層的厚度不超過150 mm時，宜采用φ100 mm的小型灌砂筒測試。

（2）當試樣的最大粒徑等于或大于 15 mm，但不大于40 mm，測定層的厚度超過150 mm，但不超過200 mm時，應用φ150 mm的大型灌砂筒測試。

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

目前，市面上只有φ150 mm的大型灌砂筒和φ100 mm的小型灌砂筒兩種。工地上普遍應用φ150 mm的灌砂筒，它的測深為150 mm，其所測壓實度僅為這150 mm的壓實度。但是現(xiàn)場壓實層厚度往往在200 mm左右，且路基填方如為礫類土，最大粒徑往往超過31.5 mm，如果再繼續(xù)用φ150 mm的灌砂筒，就難以保證所測出的壓實度結(jié)果的準確性了。

5 量砂密度的標定

量砂密度標定準確與否，將影響路基壓實度的檢測精度。而量砂密度的標定，卻受儲砂筒砂面高度、砂的總重、標定罐深度、砂的顆粒組成等因素的影響。因此，進行路基壓實度檢測之前，應進行量砂密度的標定。

5.1 儲砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響

由于不同高度的砂，因下落速度的不同，會對量砂的密度有影響，因此，應嚴格控制儲砂筒中砂面高度。根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》的規(guī)定，筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15 mm。而根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》的規(guī)定，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準確至1 g。實踐證明，現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標定時保持一致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準確性。

5.2 標定罐深度對量砂密度的影響

砂的密度隨著標定罐深度的變化其數(shù)值有較明顯的變化?！豆吠凉ぴ囼炓?guī)程》中說明：標定罐深度減少2.5 cm，砂的密度約降低1 %?，F(xiàn)在假定土樣最大干密度為1.78 g/cm3，灌砂筒和砂的總質(zhì)量為7 000 g，錐體及基板和粗糙面間砂的總質(zhì)量為850 g，灌砂后筒和砂的質(zhì)量為3 100 g，濕土重4 000 g，含水量10 %，如果采用20 cm標定罐標定的砂的密度1.433 g/cm3，得出碾壓層的壓實度為96.0 %，如果采用15 cm標定罐來標定砂的密度，其數(shù)值應該是 1.405 g/cm3，那么，此時壓實度為94.1 %。由此看來，對于同一個試坑，采用不同標定罐標定的砂密度，對壓實度數(shù)值產(chǎn)生了較大影響。因此，現(xiàn)場試洞深度應與室內(nèi)標定罐深度一致。

5.3 量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粒徑 0.25 mm～0.50 mm或0.30 mm～0.60 mm的標準砂，而且要保持砂的潔凈干燥。

6 現(xiàn)場檢測注意事項

6.1 選點及檢測頻率

施工單位在完成每一壓實層后應先自檢，正確選定，并嚴格按《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》規(guī)定的檢測頻率進行全頻率試驗，以客觀地反映工程質(zhì)量的實際情況。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，檢驗頻率為每1 000 m2至少檢驗2點，不足1 000 m2時檢驗2點，必要時可根據(jù)需要增加檢測點。灌砂法檢測每點需要操作時間約15 min，如果以報檢寬度為30 m的路基為例，即使每天只報檢500 m，每天的報檢面積為15 000 m2，需要檢測點數(shù)為30個點，需要時間約為7.5 h，僅僅自檢的現(xiàn)場操作就需要如此漫長的時間，如果再加上現(xiàn)場監(jiān)理抽檢時間，那就更長，這就需要現(xiàn)場監(jiān)理、施工單位自檢和抽檢一塊進行。

6.2 現(xiàn)場土的含水量檢測

含水量檢測有烘干法與酒精法，其中烘干法是最準確的方法之一。在檢測的過程中，應先將試坑內(nèi)取出的土壤迅速均勻攪拌，裝入塑料袋中，然后再測含水量。

另外，當前很多單位采用微波爐進行含水量檢測，燃燒時間不定，一般，土放入微波爐燃燒9 min就已達到恒中，即與烘干法測含水量相近，其差值小于1 %，并通過465組對比，方程式為：

從式中可見，用不同微波爐進行含水量檢測時，應與規(guī)范中規(guī)定的烘干法進行標定后，才能使用。

6.3 試坑的位置

檢測點地表面處理要平，只要表面凸出一點（即使1 mm），使整個表面高出一薄層，其體積便算到試坑中去了，將影響試驗結(jié)果。另外，要注重對薄弱點的檢測，一般，路基中間部位的壓實度較高，而兩側(cè)接近路緣處壓實度較低，在檢測時應加強對路基邊部進行檢測，同時施工通道交叉處、涵臺背等處也應是重點檢測區(qū)。

6.4 試坑的深度

按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，試坑的深度應盡量等于標定時深度（一般為20 cm），坑壁筆直，上下口直徑相等，避免上大下小或上小下大。不同深度土受力不同，壓實度也會不同。

6.5 試坑的形狀

試坑的形狀應該是空的圓柱體，坑洞周壁應豎直，但實際操作中會出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形，這種形狀的試坑導致測得的壓實度值偏大或偏小。

6.6 現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標定時保持一致

6.7 盡量使用基板，確保試驗精度

6.8 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漏出，如有要將其單獨清出，稱其質(zhì)量，計算密度時應扣除這部分質(zhì)量。

6.9 使用回收量砂的要求

使用進行回收的量砂，下次使用前一定要嚴格過篩洗凈，清除混入的雜質(zhì)，然后烘干重新標定砂的密度，否則會影響量砂的松方密度。

7 人的控制

企業(yè)要樹立質(zhì)量意識和責任感，嚴禁作弊和造假，嚴格按照客觀規(guī)律辦事，確保試驗數(shù)據(jù)的準確。工程質(zhì)量的好壞是由人的工作質(zhì)量決定的，要管好工程質(zhì)量，首先必須管好人的工作質(zhì)量，按照企業(yè)監(jiān)理的自檢系統(tǒng)，落實相應職稱的自檢人員，避免人的失誤，調(diào)動人的主觀能動性，真正做到對工程質(zhì)量的動態(tài)控制和指導。

8 結(jié)束語

綜上所述，對路基工程質(zhì)量的控制在公路建設中非常重要，而在路基工程質(zhì)量控制中對壓實度的檢測更是一個非常重要的關(guān)鍵點。目前，灌砂法檢測路基壓實度是施工中最常用的試驗方法之一，此方法看起來簡單，但實際操作時卻不好把握，會引起較大誤差，因此施工、監(jiān)理單位必須對此引起高度重視。只有這樣，才能確保工程質(zhì)量。

1 《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTG－F80/1－2004）

2 鄧小文、蔡迎春、郭成超.灌砂法檢測高速公路路基壓實度的幾點體會［J］.路基工程，2007（6）

3 劉冬壽.灌砂法檢測壓實度的應用［J］.建筑，2008（16）

4 陳國英.灌砂法檢測路基壓實度［J］.交通世界，2010（3）

5 李建剛.用灌砂法測定路基的壓實度［J］.科學之友：C版，2008（10）

6 《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60－2008）

7 龐增貴.灌砂法檢測路基壓實度準確度的控制方法［J］.黑龍江交通科技，2008（8）

Irritate the Application that the Sand Law Presses the Solidity while Measuring in the Road Bed of the Highway

Liu Jian

The road bed constructs and presses the quality of essence quantity, will influence the roughness of the road surface and closely knit degree directly. And carry on abundant debulk only to the road bed, could guarantee the intensity of the road bed, whole stability,guarantee and lengthen the service life of the highway. In order to find out about the debulk situation of the road bed, this text will have a talk and irritate the application that the sand law pressed the solidity while measuring in the road bed of the highway mainly, only for reference.

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U416.1

A

1000－8136（2010）15－0033－03