灌砂法測(cè)路基壓實(shí)度結(jié)果偏差分析

王研

摘要：灌砂法測(cè)路基壓實(shí)度的方法表面上看起來較為簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作時(shí)常常不好掌握，并會(huì)引起較大誤差。本文結(jié)合公路檢測(cè)實(shí)際情況，對(duì)灌砂法密度實(shí)驗(yàn)中影響因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：灌砂法；壓實(shí)度；偏差

1、灌砂法

1.1測(cè)試原理：灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試筒的體積

灌砂法是利用均勻顆粒的砂，由一定高度下落到一定的容積的桶（洞）內(nèi)，按其單位重不變的原理來測(cè)量試桶（洞）的體積。

1.2儀具與材料：灌砂筒、金屬標(biāo)定罐、基板、含水量測(cè)定器具、玻璃板、量砂（標(biāo)準(zhǔn)砂）。

1.3試驗(yàn)方法與步驟

1.3.1室內(nèi)標(biāo)定

（1）標(biāo)定筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量

①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內(nèi)裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內(nèi)砂的質(zhì)量，記為m1;

②將開關(guān)打開，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內(nèi)的體積相當(dāng)(可等于標(biāo)定灌的容積)，然后關(guān)上開關(guān)，稱灌砂筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量，記為m2;

③不晃動(dòng)儲(chǔ)砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關(guān)打開，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)上，并細(xì)心地取走灌砂筒。

④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內(nèi)的砂，玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂。

⑤重復(fù)上述測(cè)量三次，取其平均值。

（2）標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量

①用水確定標(biāo)定罐的容積V，準(zhǔn)確至lmL。

②在儲(chǔ)砂筒中裝入質(zhì)量為的砂，并將灌砂筒放在標(biāo)定罐上，將開關(guān)打開，讓砂流出，在整個(gè)流砂過程中，不要碰動(dòng)灌砂筒，直到砂不再下流時(shí)，將開關(guān)關(guān)閉。取下灌砂筒，稱取筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量，準(zhǔn)確至1g。

（3）計(jì)算填滿標(biāo)定罐所需砂的質(zhì)量

（4）計(jì)算量砂的單位質(zhì)量γs

1.3.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

①在試驗(yàn)地點(diǎn)，選一塊平坦表面，并將其清掃干凈，其面積不得小于基板面積。

②將基板放在平坦表面上。當(dāng)表面的粗糙度較大時(shí)，則進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錐體填砂重的標(biāo)定。

③將基板放回清掃干凈的表面上，沿基板中孔鑿洞(洞的直徑與灌砂筒一致)。在鑿洞過程中，應(yīng)注意勿使鑿出的材料丟失，并隨時(shí)將鑿出的材料取出裝入塑料袋中，不使水分蒸發(fā)，也可放在大試樣盒內(nèi)。試洞的深度應(yīng)等于測(cè)定層厚度，但不得有下層材料混入，最后將洞內(nèi)的全部鑿松材料取出。對(duì)土基或基層，為防止試樣盤內(nèi)材料的水分蒸發(fā)，可分幾次稱取材料的質(zhì)量。全部取出材料的總質(zhì)量為，準(zhǔn)確至1g。

④測(cè)含水量

⑤灌砂

⑥計(jì)算

1.4適用范圍

適用于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定基層（或底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度，也適用于瀝青表面處治、瀝青貫入式面層的密度和壓實(shí)度檢測(cè)，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)。

2、影響壓實(shí)度的因素及分析

2.1現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件引起的偏差

在實(shí)際檢測(cè)過程中，如果地面粗糙不平，則基板與地面之間存在空隙，同時(shí)，基板自身具有一定的厚度，造成試坑內(nèi)砂重偏大，試坑體積偏大，導(dǎo)致濕密度偏低，壓實(shí)度偏小。

解決辦法是在挖試洞之前，先進(jìn)行灌砂，測(cè)出砂椎體內(nèi)及基板與粗糙表面間砂的總重，用該值代替椎體砂重，再進(jìn)行挖洞、灌砂、實(shí)測(cè)，這樣就避免了基板與粗糙表面間的空隙引起的偏差。

2.2標(biāo)準(zhǔn)砂密度標(biāo)定引起的偏差

在相同條件下，標(biāo)準(zhǔn)砂的密度偏高，則計(jì)算出的試坑體積偏小，濕密度偏高，壓實(shí)度偏大；反之亦然，標(biāo)準(zhǔn)砂的密度偏低，則計(jì)算出的試坑體積偏大，濕密度偏低，壓實(shí)度偏小。

2.3椎體砂重的標(biāo)定引起的偏差

在相同條件下，椎體重偏大，則試坑內(nèi)砂重偏小，試坑體積偏小，濕密度偏大，壓實(shí)度偏大；反之亦然，在相同條件下，椎體重偏小，則試坑內(nèi)砂重偏大，試坑體積偏大，濕密度偏小，壓實(shí)度偏小。在實(shí)際標(biāo)定過程中如能嚴(yán)格按照規(guī)程操作，則椎體砂重引起的偏差基本可以消除或在誤差允許范圍之內(nèi)。

2.4含水量測(cè)定引起的偏差

在相同條件下，含水量偏大，則干密度偏低，導(dǎo)致壓實(shí)度偏??；反之亦然，含水量偏小，干密度偏高，壓實(shí)度偏大。

在測(cè)試含水量過程中，由于土樣未徹底烘干至衡重，導(dǎo)致含水量偏??；有機(jī)質(zhì)土在105~110℃溫度下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間烘干后，有機(jī)質(zhì)部分分解揮發(fā)，導(dǎo)致質(zhì)量損失，測(cè)得的含水量偏大；另外讀數(shù)誤差或操作失誤也會(huì)引起含水量偏差。只要操作過程中細(xì)心仔細(xì)，這些影響誤差可以避免。

2.5最大干密度引起的偏差

在相同條件下，最大干密度偏高，則壓實(shí)度偏??；最大干密度偏小，則壓實(shí)度偏大。

在實(shí)際情況下，試樣粒徑組成及性質(zhì)與實(shí)際土質(zhì)存在差別的情況，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室得到的最大干密度與工地實(shí)際情況存在差別，從而影響壓實(shí)度的準(zhǔn)確性。

解決辦法是對(duì)粒徑大小及含量不同的土質(zhì)全部分類進(jìn)行試驗(yàn)，在實(shí)際檢測(cè)中，根據(jù)不同的分類使用不同標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

2.6稱量操作引起的偏差

①在相同條件下，試坑內(nèi)試樣質(zhì)量偏大，濕密度偏高，壓實(shí)度偏大；反之，試坑內(nèi)試樣質(zhì)量偏小，濕密度偏低，壓實(shí)度偏小。②在相同條件下，試桶內(nèi)加砂質(zhì)量偏大，試坑內(nèi)砂質(zhì)量偏大，試坑體積偏大，濕密度偏低，壓實(shí)度偏??；反之，桶內(nèi)加砂質(zhì)量偏小，則試坑內(nèi)砂質(zhì)量偏小，試坑體積偏小，濕密度偏高，壓實(shí)度偏大。③在相同條件下，桶加剩余砂重質(zhì)量偏大，試坑內(nèi)砂偏小，試坑體積偏小，濕密度偏高，壓實(shí)度偏大；反之，桶加砂重質(zhì)量偏小，則試坑內(nèi)砂偏大，試坑體積偏大，濕密度偏低，壓實(shí)度偏小。

以上因素均是由于操作不當(dāng)或讀數(shù)誤差所引起的，在實(shí)際操作過程中，只要認(rèn)真仔細(xì)操作，這些因素均能避免。

3、結(jié)語

灌砂法是施工過程中最常用的試驗(yàn)方法之一。此方法表面上看起來較為簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作時(shí)常常不好掌握，并會(huì)引起較大誤差；又因?yàn)樗菧y(cè)定壓實(shí)度的依據(jù)，故經(jīng)常是質(zhì)量檢測(cè)監(jiān)督部門與施工單位之間發(fā)生矛盾或糾紛的環(huán)節(jié)，因此應(yīng)嚴(yán)格遵循試驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)，以提高試驗(yàn)精度。

參考文獻(xiàn)：[1] JTJ051-93，公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S]