灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用研究

李佳佳

（甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 引言

灌砂法是目前檢測(cè)路基壓實(shí)度一種使用頻率較高的方法，其比較適合于一些路基及路面基層、底層中的礫類土的檢測(cè)過程中，如果土體的空隙較大，或者內(nèi)部有大孔洞，則不適宜選擇灌砂法進(jìn)行檢測(cè)。需要注意的是，在選擇這種方法進(jìn)行檢測(cè)前需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)砂的密度進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)而保障整個(gè)檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。標(biāo)準(zhǔn)砂需要工作人員按照一定的使用規(guī)范來提前烘干。

灌砂法本身具備一定的可控性，其所檢測(cè)出來的數(shù)據(jù)代表性較強(qiáng)，且數(shù)值準(zhǔn)確。但是其也存在一定的缺陷,如在檢測(cè)過程中，如果受到干濕性的影響會(huì)影響整個(gè)檢測(cè)的結(jié)果；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，試坑的開挖耗時(shí)較長(zhǎng)，試坑開挖與試驗(yàn)人員經(jīng)驗(yàn)關(guān)系密切，試坑的大小深淺及規(guī)則程度，對(duì)檢測(cè)結(jié)果均有一定程度的影響[1]。

1 工程概況

某高速公路工程設(shè)計(jì)，主要線路包含整體式和分離式兩種路基形式。同時(shí)也包含改建路基的路段施工作業(yè)。新路段使用整體路基的建設(shè)形式。最高設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h，路基寬度設(shè)計(jì)25.5m。分離式路基最高設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h 和100km/h，寬度為2-12m。為了在施工作業(yè)期間滿足壓實(shí)度的設(shè)計(jì)要求，本工程采取灌砂法進(jìn)行施工檢測(cè)。

2 灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 灌砂法于本工程的使用范圍

（1）檢測(cè)細(xì)粒土密度過程中，需要使用直徑100mm的灌砂筒。

（2）如果施工期間填土材料粒徑高于15mm，則需要選擇更大直徑的灌砂筒測(cè)量其質(zhì)量。一般此時(shí)需要選擇150-200mm直徑的灌砂筒。

2.2 選擇量砂

在工程檢測(cè)期間，量砂不同組合會(huì)對(duì)檢測(cè)的結(jié)果造成不同的影響，這時(shí)松方密度會(huì)產(chǎn)生巨大變化，所以保持量砂純凈度和干燥性是灌砂法使用的關(guān)鍵。在使用過程中，還需要保持均勻性的材料。在施工規(guī)范方面來分析，在對(duì)漏斗的體積和砂密度進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，選擇砂的粒徑也應(yīng)當(dāng)不同，本工程項(xiàng)目所選擇的都是0.3-0.6mm之間粒徑的量砂。

2.3 標(biāo)定量砂

（1）標(biāo)定罐。標(biāo)定罐的深度對(duì)于砂料的密度有著巨大的影響，具體來講以相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)來看，二者屬于正比關(guān)系，也就是標(biāo)定罐深度每增加2.5cm，那么量砂的密度就會(huì)增加1%。因此為了保證最終檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要保持一致的溫度和試驗(yàn)洞的深度。

（2）儲(chǔ)砂筒內(nèi)部砂面。砂面的高度和砂密度也有著密切的關(guān)聯(lián)，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來分析，二者也屬于正比關(guān)系。也就是儲(chǔ)砂筒內(nèi)部砂面的高度每上升5cm，砂密度就會(huì)提高1%。因此為了保障整個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，需要三者尺寸相同，分別為筒內(nèi)材料高度、筒內(nèi)砂面高度和標(biāo)定的砂密度[2]。

在上面兩個(gè)分析上可以發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)期間為了保障減少砂料速度不同所造成的影響，需要在量砂期間結(jié)合不同的速度來進(jìn)行自由下落，進(jìn)而保障檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.4 保持量砂的穩(wěn)定性

在試驗(yàn)期間選擇灌砂法進(jìn)行檢測(cè)，必須要保障整個(gè)量砂的干燥程度、均勻性和潔凈程度，以工程相關(guān)參數(shù)要求為主，還需要防止外界環(huán)境中的濕度因素對(duì)材料密度所造成的影響。在量砂選擇期間，根據(jù)外界溫濕度的檢查，保持砂內(nèi)濕度與其一致，以靜止操作為主，為后續(xù)檢測(cè)準(zhǔn)確性提供可靠數(shù)據(jù)。

在檢測(cè)期間，不僅要保障量砂量的充足，還需要連續(xù)試驗(yàn)作業(yè)，保障后續(xù)相關(guān)工作的順利進(jìn)行。如果在實(shí)際工程檢測(cè)期間按照要求需更換量砂，那么需要再次對(duì)材料進(jìn)行標(biāo)定處理，主要是不同的砂其密度也會(huì)不同，如果不重新進(jìn)行標(biāo)定，那么檢測(cè)結(jié)果一定會(huì)受到影響。需要注意的還是，如果在試驗(yàn)期間所使用的量砂生產(chǎn)批次不一樣，那么在試驗(yàn)期間更換時(shí)則需要再次進(jìn)行標(biāo)定。

3 控制現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 科學(xué)選擇試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)過程中需要選擇地勢(shì)平整的位置，這樣可以保障設(shè)備的穩(wěn)定性。結(jié)合本次工程需要，選擇場(chǎng)地尺寸為40cm×40cm，在放置基板時(shí)需要保證基板處于時(shí)刻穩(wěn)定的狀態(tài)，不能因?yàn)閮?chǔ)砂筒傾斜而導(dǎo)致下落的速度和狀態(tài)不能符合檢測(cè)要求。并且在試驗(yàn)地點(diǎn)確定之后可以清理表層，保障數(shù)據(jù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

3.2 確定粗糙面和基板的量砂質(zhì)量

在試驗(yàn)過程中，如果測(cè)量位置表層有著較高的粗糙度，那么在對(duì)量砂的質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)定或者是確定量砂筒內(nèi)部的質(zhì)量時(shí)，需要根據(jù)標(biāo)定容量，來留出與之相同的量砂體積，這樣才能夠確定最終的量砂質(zhì)量，此過程不需要將量砂筒灌滿[3]。而這樣做的主要原因在于，砂堆積的密度和量砂筒量砂的體積存在正比關(guān)系，這種關(guān)系背景下，如果將量砂筒灌滿，會(huì)影響粗糙面與標(biāo)定基板中的砂質(zhì)量。如果在光滑的表面選擇試驗(yàn)點(diǎn)，就可以省略該方面的操作。這也表明在試驗(yàn)期間需要考慮到實(shí)際的施工情況，選擇適合的試驗(yàn)方法，最終的目標(biāo)就是保障整個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.3 開挖試洞

（1）在檢測(cè)過程中需要按照“先中間后兩邊”的順序，而這樣做的原因在于施工是從兩端的邊緣部分逐漸向中間實(shí)施的，這樣容易導(dǎo)致邊緣土體因?yàn)閿D壓而導(dǎo)致密度的變化，最終會(huì)難以保障準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果。

（2）需要保障規(guī)則性的開挖試洞的形狀尺寸。保持試洞壁的垂直度，不能體現(xiàn)出階梯狀。如果檢測(cè)過程中不能滿足這方面的要求，會(huì)降低量砂的流動(dòng)性，影響最終的試驗(yàn)結(jié)果。

（3）選擇開挖試洞部分的土體材質(zhì)期間，需要利用封閉存儲(chǔ)的方法，避免因?yàn)樗终舭l(fā)過度導(dǎo)致檢測(cè)質(zhì)量不準(zhǔn)確的問題發(fā)生。

（4）如果在試洞所使用的材料與試驗(yàn)材料存在巨大差異，需要將其換成標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)材料再進(jìn)行計(jì)算。

3.4 灌砂

在操作灌砂之前，需要對(duì)筒內(nèi)量砂的質(zhì)量進(jìn)行控制，要求其滿足試驗(yàn)需求，必須要保障其與第一次灌砂操作中裝滿質(zhì)量相同才能夠?qū)嵤┫乱徊降脑囼?yàn)。

另外需要注意的是，灌砂其本身對(duì)于技術(shù)要求相對(duì)較高，在實(shí)際操作期間，需要在量筒的邊緣外部停止流動(dòng)之后大約10 幾秒，再將灌砂作業(yè)停止。而這樣做的原因在于操作人員在實(shí)際灌砂過程中不能直接觀察中心部位的情況，因此也不能準(zhǔn)確的掌握中心位置砂的流動(dòng)情況。且在量砂流動(dòng)時(shí)，其是由中心不斷向著邊緣地方進(jìn)行流動(dòng)。如果不能夠合理控制灌砂的時(shí)間，或者提前停止灌砂，會(huì)導(dǎo)致試洞內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砂偏少，這樣會(huì)影響到整個(gè)公路的壓實(shí)度。

且如果灌砂的總量存在誤差，也不能對(duì)灌砂最后的截止點(diǎn)加以確定，并且在實(shí)際工作期間和很容易在灌砂筒閥門出現(xiàn)操作失誤的問題，導(dǎo)致砂石大量流失。因此需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量工作。在測(cè)試期間需要預(yù)留出2 到3 個(gè)人完成作業(yè)，彼此監(jiān)督，讓測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)謹(jǐn)與準(zhǔn)確。

4 結(jié)語

綜上所述，在大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)中證明，選擇合適地基壓實(shí)處理的方法能夠提升整個(gè)公路的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。在實(shí)際試驗(yàn)期間，選擇灌砂法檢測(cè)公路路基壓實(shí)度有著極大的促進(jìn)作用。在處理路基期間，需要從路基填筑的材料、路基攤鋪和壓實(shí)度檢測(cè)等方面入手，做好各項(xiàng)施工內(nèi)容的分析，以此來滿足整個(gè)高速公路的應(yīng)用需要。