談灌砂法測(cè)定壓實(shí)度的偏差

杜 曉 玲

(山西省路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

談灌砂法測(cè)定壓實(shí)度的偏差

杜 曉 玲

(山西省路橋集團(tuán)國(guó)際交通建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030006)

分析了公路工程施工中灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度的重要性，從標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量、稱(chēng)量器具、含水量測(cè)定、試坑形狀等方面介紹了影響灌砂法測(cè)定壓實(shí)度準(zhǔn)確度的因素，并提出了提高檢測(cè)精度的方法，為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作提供一些建議。

灌砂法，壓實(shí)度，偏差

在公路工程施工中，灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度是一項(xiàng)極其重要、頻率最高、強(qiáng)度最大的工作，也是一項(xiàng)偏差較大，爭(zhēng)議較多的檢測(cè)項(xiàng)目。本人從事試驗(yàn)檢測(cè)工作多年，經(jīng)過(guò)多年分析、總結(jié)每一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差，都可能對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成極大的影響?，F(xiàn)從各個(gè)方面對(duì)灌砂法進(jìn)行分析。

1 影響灌砂法測(cè)定壓實(shí)度準(zhǔn)確度的影響因素

1)標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

a.標(biāo)準(zhǔn)砂的顆粒級(jí)配的影響。

根據(jù)JTG E60—2008公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程的要求，標(biāo)準(zhǔn)砂的顆粒級(jí)配有嚴(yán)格要求，不是買(mǎi)回來(lái)的成品就能直接使用，必須過(guò)0.6 mm和0.3 mm兩種篩，在此粒徑段的砂才能使用。過(guò)粗或過(guò)細(xì)的砂，因其與周邊的吸附張力、摩擦力，導(dǎo)致從灌砂筒中的下降速度不同，將嚴(yán)重影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

b.標(biāo)準(zhǔn)砂中混有雜質(zhì)的影響。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)砂都要重復(fù)利用，為了減少檢測(cè)成本，很多檢測(cè)人員都會(huì)盡量多地收集試坑中的標(biāo)準(zhǔn)砂。在收集過(guò)程中，必然會(huì)混雜一些路基填料雜質(zhì)(土、砂等)，這些雜質(zhì)的密度與標(biāo)準(zhǔn)砂的密度顯然不同，必然會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。一般來(lái)說(shuō)，這些雜質(zhì)的密度小于標(biāo)準(zhǔn)砂的密度，仍然按標(biāo)準(zhǔn)砂密度計(jì)算，試坑的體積偏小，所測(cè)定的壓實(shí)度偏大。如果雜質(zhì)的密度大于標(biāo)準(zhǔn)砂的密度，結(jié)果正好相反。

2)稱(chēng)量器具對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

電子秤放置不平對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

電子秤必須放平，這是人所共知的簡(jiǎn)單道理，但在現(xiàn)場(chǎng)受條件影響，往往放置不平。如果電子秤放置不平，稱(chēng)出的結(jié)果將比實(shí)際質(zhì)量要小。灌砂筒與砂的質(zhì)量和要小，灌砂筒與余砂的質(zhì)量變小，濕土的質(zhì)量變小，測(cè)含水量時(shí)的盒與濕土的質(zhì)量變小，燒干后盒與干土的質(zhì)量變小。這么多的變數(shù)，檢測(cè)的結(jié)果可以說(shuō)沒(méi)有什么參考價(jià)值了。

3)含水量測(cè)定對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

a.含水量測(cè)定所取樣無(wú)法代表整體濕土。

從試坑中挖出的土樣，從試坑垂直方向看，含水量不均勻。一般的，上層土因日曬，壓實(shí)設(shè)備的粘連、風(fēng)吹等影響，普遍偏小。中下層偏大，如果取樣太少或不均勻，很難代表整個(gè)濕土的含水量情況。

b.含水量測(cè)定所取樣品中含有易燒失雜質(zhì)。

含水量檢測(cè)的烘干方法，在JTG E60—2008公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)規(guī)程中規(guī)定采用烘箱烘干。但實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的過(guò)程中，因工作量大，條件限制等因素，一般采用純酒精燒干的方法。這時(shí)，如果所取的試樣中含有草根、木條、煤屑等易燒失的雜質(zhì)就很容易導(dǎo)致所測(cè)的含水量大于實(shí)際含水量。最終計(jì)算的壓實(shí)度小于實(shí)際壓實(shí)度。

c.含水量測(cè)定所取的樣品中顆粒級(jí)配對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的影響。

如果路基填料是粘土，測(cè)含水量樣品中含有砂等物，因其只有表面才有一定量的水分，所以檢測(cè)得出的含水量小于實(shí)際含水量，由此計(jì)算得出的結(jié)果，壓實(shí)度高于實(shí)際壓實(shí)度。

如果路基填料是砂礫，測(cè)含水量時(shí)，所取的樣品中礫石含量大，比表面積小，所測(cè)定的含水量偏小，計(jì)算所得的壓實(shí)度高于實(shí)際壓實(shí)度，反之亦然。

d.烘干不徹底對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

這一點(diǎn)很明顯，如果烘干不徹底，所測(cè)含水量小于實(shí)際含水量。檢測(cè)計(jì)算所得的壓實(shí)度高于實(shí)際壓實(shí)度。

4)檢測(cè)點(diǎn)表面粗糙對(duì)壓實(shí)度的影響。

檢測(cè)點(diǎn)的表面應(yīng)平整、光滑、密實(shí)，如果表面粗糙，也會(huì)影響壓實(shí)度的測(cè)定值。如果表面粗糙，灌砂時(shí)，必然有一部分標(biāo)準(zhǔn)砂沿基板底部溢滿粗糙面的坑凹處，流出的標(biāo)準(zhǔn)砂偏多，看似試坑體積大，測(cè)定的壓實(shí)度偏小。經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定錐體砂重進(jìn)行對(duì)比，由此造成的偏差也在2%以上。

5)試坑形狀不規(guī)則對(duì)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果的影響。

試坑的形狀不規(guī)則是在所難免的，特別是砂礫類(lèi)填筑的路基，形狀一般不會(huì)很規(guī)則，但不能出現(xiàn)上大下小、上小下大、中間大、鍋底形、傾斜等有規(guī)律的不規(guī)則形狀。這樣對(duì)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果的影響特別大。

a.試坑出現(xiàn)上大下小的形狀。如果試坑形狀出現(xiàn)水桶形的上大下小的情況，將導(dǎo)致下半截的密度大于標(biāo)準(zhǔn)砂的密度的情況。這樣所測(cè)定的壓實(shí)度比實(shí)際壓實(shí)度偏小。

b.試坑出現(xiàn)上小下大的形狀。如果試坑形狀出現(xiàn)上口小下口大的情況，將導(dǎo)致下半截的密度小于標(biāo)準(zhǔn)砂的密度的情況。這樣所測(cè)定壓實(shí)度比實(shí)際壓實(shí)度偏大。

c.試坑出現(xiàn)中間大的形狀。如果試坑形狀出現(xiàn)中間大、上下小的形似壇子的情況，將導(dǎo)致中間密度小于標(biāo)準(zhǔn)砂密度的情況。這樣所測(cè)定的壓實(shí)度比實(shí)際壓實(shí)度偏大。

d.試坑出現(xiàn)鍋底形。若試坑出現(xiàn)鍋底形狀，就是上部基本是圓柱體，下邊形狀只有一點(diǎn)小坑，這種情況因下邊的壓實(shí)效果高于上邊，測(cè)得結(jié)果偏大。

e.試坑成傾斜式的情況。如果試坑出現(xiàn)這種情況，則因標(biāo)準(zhǔn)砂下落及填充的效果的影響，測(cè)得的壓實(shí)度偏大。

f.試坑出現(xiàn)側(cè)洞形暗室。如果出現(xiàn)這種情況，則因側(cè)洞形暗室很難用標(biāo)準(zhǔn)砂完全填充，導(dǎo)致測(cè)得的試坑體積偏小，壓實(shí)度偏大。

6)超粒徑顆粒作為試樣。

對(duì)于砂礫填筑路基，在測(cè)壓實(shí)度時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到超粒徑的情況，或坑壁出現(xiàn)探頭石，很多實(shí)驗(yàn)人員都會(huì)用鑿子把探頭石或超粒徑石砸碎作為濕土樣質(zhì)量，因礫石的密度遠(yuǎn)大于砂礫的密度，必然導(dǎo)致測(cè)定的壓實(shí)度高于實(shí)際壓實(shí)度，甚至?xí)霈F(xiàn)超百(超密)現(xiàn)象。

7)灌砂時(shí)，試驗(yàn)檢測(cè)附近有機(jī)械作業(yè)，產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

如果出現(xiàn)這種情況，因振動(dòng)的作用，試坑內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)砂不是自然堆積的形態(tài)，屬于緊裝形態(tài)，用砂量加大，誤將試坑體積變大，導(dǎo)致壓實(shí)度偏小。

8)灌砂筒灌砂時(shí)未壓緊，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

在取土樣時(shí)，我們經(jīng)常將基板壓緊，在灌砂時(shí)卻沒(méi)有按壓灌砂筒，如果基板的硬度不足，若不壓緊灌砂筒，容易使基板在圓孔處上翹，增加灌砂量，這時(shí)所測(cè)定的壓實(shí)度低于實(shí)際壓實(shí)度。

9)坑壁、坑底清理不徹底對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

試坑挖好后，都應(yīng)當(dāng)用毛刷將坑壁和坑底清理干凈，并將坑底用錘柄輕輕壓緊，如果清理不徹底，特別是試坑底部虛土太多的話，試塊的體積減少，導(dǎo)致測(cè)定的壓實(shí)度高于實(shí)際壓實(shí)度。

10)試樣散失對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

從試坑中挖出的土(或砂礫)應(yīng)全部收集起來(lái)。如果未全部收集，必然影響檢測(cè)結(jié)果。出現(xiàn)這種情況，一般有以下三種原因：

a.在鑿洞時(shí)，部分土樣濺出基板外。

b.鑿子、改錐、挖土器及毛刷也沾有部分土，未收集在一起。

c.檢測(cè)時(shí)風(fēng)速太大，部分土樣被吹走。

如果出現(xiàn)上述情況，因土樣散失，必然降低檢測(cè)的壓實(shí)度。

11)取樣點(diǎn)處地面不平對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

取樣點(diǎn)不平，基板便放置不平，灌砂筒也就放置不平，導(dǎo)致流入砂不準(zhǔn)確，同時(shí)，會(huì)有部分標(biāo)準(zhǔn)砂填入不平的位置，增加流入標(biāo)準(zhǔn)砂數(shù)量。

另外，如果檢測(cè)點(diǎn)不平，有輪跡，說(shuō)明碾壓不徹底，低的地方壓實(shí)效果好，高的地方壓實(shí)效果差，這種情況得出的壓實(shí)度無(wú)法代表現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。

12)超粒徑顆粒回坑后坑內(nèi)形成空洞。

超粒徑顆粒按規(guī)定在試坑挖成后，重新放回試坑中。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)多個(gè)超粒徑顆粒，幾個(gè)大粒徑的石塊堆積在坑內(nèi)，互相疊加，石塊之間形成空洞。因空洞內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)砂無(wú)法灌入，導(dǎo)致計(jì)算出的試坑體積偏小，壓實(shí)度偏大。

2 如何避免灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度的偏差

1)標(biāo)準(zhǔn)砂必須按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)規(guī)程》中規(guī)定的方法進(jìn)行過(guò)篩，并進(jìn)行均勻混合，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)砂中不得混有雜質(zhì)，如果有應(yīng)及時(shí)篩除。

2)選用符合上述規(guī)程中規(guī)定感量的正規(guī)的電子秤，并做到運(yùn)輸中防震，使用過(guò)程中放平。

3)在測(cè)定含水量時(shí)，取樣必須有代表性，可采用四分法取適量進(jìn)行試驗(yàn)。

4)錐體砂重必須按試驗(yàn)規(guī)程的要求測(cè)定，并做三次平行試驗(yàn)，求其平均值。否則由此引起的誤差達(dá)5%左右。

5)標(biāo)準(zhǔn)砂的密度必須測(cè)定準(zhǔn)確，并不定期進(jìn)行復(fù)檢。

6)基板必須緊貼地面，取樣不可猛砸硬撬。

7)檢測(cè)點(diǎn)如果表面粗糙、凹凸不平，一方面要進(jìn)行表面整平處理，另一方面要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定錐體砂重，或用標(biāo)準(zhǔn)砂補(bǔ)平。

8)試洞應(yīng)盡量規(guī)整，接近于圓柱形，嚴(yán)禁上大下小、上小下大、中間大兩邊小、有暗室等特殊形狀。

9)出現(xiàn)超粒徑顆粒應(yīng)在試洞成型后放回試洞，但應(yīng)注意顆粒之間要有一定的間隙，不能相互疊加。如果超粒徑顆粒太多，最好重新選點(diǎn)。

10)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離正在作業(yè)的壓實(shí)機(jī)械。

11)試洞內(nèi)壁必須清掃干凈，并將工具上的土收集起來(lái)。

3 結(jié)語(yǔ)

灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度是一個(gè)系統(tǒng)工程。每一個(gè)試驗(yàn)步驟都要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，檢測(cè)數(shù)據(jù)才能準(zhǔn)確、真實(shí)。

本文通過(guò)全面分析，從12個(gè)方面，分析了灌砂法測(cè)定路基(路面)壓實(shí)度的偏差,并從11個(gè)方面提出了預(yù)防措施。希望能為同仁們提供一點(diǎn)啟示。

Discussion on the deviation of sand filling method determination of compaction degree

Du Xiaoling

(InternationalTransportationConstructionEngineeringLimitedCompany,ShanxiRoad&BridgeGroup,Taiyuan030006,China)

This paper analyzed the importance of sand filling method determination of compaction degree in highway engineering construction, from the standard sand quality, weighing apparatus, moisture content determination, test pit shape and other aspects introduced the factors influence of sand filling method determination of compaction degree accuracy, and put forward the methods to improve the detection accuracy, provided some suggestion for site inspection work.

sand filling method, compaction degree, deviation

2015-04-08

杜曉玲(1981- )，女，工程師

1009-6825(2015)17-0142-03

U415

A