淺析灌砂法在公路路基檢測(cè)中的應(yīng)用

摘 ?要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施愈加完善，公路建設(shè)事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)。路基作為公路結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其承載力高低直接決定行車的舒適性和安全性，因此，做好公路路基檢測(cè)具有重要意義。灌砂法是工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定壓實(shí)度的主要方法，其具有操作簡(jiǎn)單、迅速等特點(diǎn)，將其用于路基壓實(shí)度檢測(cè)效果顯著。本文在全面掌握灌砂法基本原理的基礎(chǔ)上，闡述了路基檢測(cè)中灌砂法的應(yīng)用流程，最后通過(guò)具體案例進(jìn)行了分析與探討，以期提高路基檢測(cè)水平。

關(guān)鍵詞：灌砂法;路基檢測(cè);基本原理

中圖分類號(hào)：U416.1 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）03-0000-00

0引言

改革開(kāi)放40多年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，截至2020年全國(guó)公路總里程突破500萬(wàn)公里，公路建設(shè)事業(yè)取得了令人矚目的成績(jī)。路基作為公路的基礎(chǔ)，是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，在公路施工當(dāng)中，路基填筑材料多為用土或石料，可分為土路基、石路基、土石路基等。一旦路基失穩(wěn)，將會(huì)產(chǎn)生大量病害問(wèn)題，甚至?xí)绊戃囕v行駛的平穩(wěn)性和舒適性，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)交通事故。為此，做好路基檢測(cè)工作至關(guān)重要。灌砂法是路基壓實(shí)度檢測(cè)的主要方法，可適用于現(xiàn)場(chǎng)細(xì)粒土、砂類土、礫類土等檢測(cè)。雖然灌砂法表面看似簡(jiǎn)單，但操作不當(dāng)，極易引發(fā)質(zhì)量檢測(cè)失誤，因此，做好公路路基灌砂法研究具有重要意義和價(jià)值[1]。

1灌砂法的基本原理

灌砂法是指采取干凈、清潔的均勻砂（0.30～0.60mm或0.25～0.50mm），從一定高度自由下落至相應(yīng)容積的筒（洞）內(nèi)，根據(jù)其單位重不變?cè)?，測(cè)定試洞容積，并按照集料含水量計(jì)算出試樣的實(shí)際干密度。目前，灌砂法多用于基層、砂石路面各類材料壓實(shí)層檢測(cè)，但壓實(shí)層若存在大孔洞、大孔隙，則不適宜采用這種檢測(cè)方法。在灌砂法使用當(dāng)中，灌砂筒如何選擇至關(guān)重要，注意事項(xiàng)在于以下幾點(diǎn)：

（1）集料最大粒徑<2mm，且測(cè)定層厚度小于150mm的情況下，測(cè)試時(shí)可采取φ100mm的小型灌砂筒。

（2）集料最大粒徑≥2mm、≤31.5mm，且測(cè)定層厚度小于200mm的情況下，測(cè)試時(shí)可采用φ150mm的大型灌砂筒。

（3）集料最大粒徑>31.5mm，可根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)增加灌砂筒和標(biāo)定罐的尺寸，當(dāng)集料最大粒徑>53mm，則φ200mm為灌砂筒和現(xiàn)場(chǎng)試洞的直徑。

2公路路基檢測(cè)中灌砂法的應(yīng)用流程

在公路路基壓實(shí)度檢測(cè)當(dāng)中，灌砂法的應(yīng)用需要遵循一定的操作流程，具體如下：

第一，灌砂檢測(cè)前，要保證選擇的儀器合適，使用狀態(tài)正常，保證檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題。

第二，合理選擇某一路段進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)，標(biāo)定好所需檢測(cè)的量砂密度，保證量砂數(shù)量夠用。

第三，選擇試驗(yàn)路段當(dāng)中較為平坦的區(qū)域進(jìn)行清理，確保試驗(yàn)取材部位潔凈，面積要適當(dāng)多于基板面積。

第四，基板位置確定后，若表面粗糙度較大，可將盛有量砂的灌砂筒放置在基板的中間圓孔上面。隨后開(kāi)啟灌砂筒，保證砂能自由流入基板中孔，待砂裝滿不再下落時(shí)，便可關(guān)閉取下灌砂筒。此時(shí)，可準(zhǔn)確稱量灌砂筒中剩余砂重量，并收回留在實(shí)驗(yàn)區(qū)域的砂，做好測(cè)量區(qū)域清理工作。

第五，沿基板中孔位置設(shè)置一個(gè)φ100 mm試洞，保證試洞深度與碾壓層一致，防止下層材料混入。要將挖出的土料放置到塑料袋內(nèi)稱重。

第六，取出檢測(cè)試樣中具有代表性的土樣，測(cè)定含水量。

第七，灌砂筒安裝至基板上，保證灌砂筒下口和基板中孔、試洞之間對(duì)準(zhǔn)。隨后，開(kāi)啟灌砂筒，向試洞內(nèi)注入量砂，并測(cè)定其中砂的重量（灌砂筒打開(kāi)前后的重量差），根據(jù)砂的比重，計(jì)算出試洞的容積。待所有數(shù)據(jù)全部得出后，便可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行最終計(jì)算，獲取最終結(jié)果[2]。

3工程概況

某改建公路工程，路基寬34.5m，根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，選擇天然砂礫作為路基填料，此類材料承載力高、密實(shí)性強(qiáng)，用于施工具有良好的應(yīng)用效果。本工程采用分層填筑法，共分3層，每層松鋪厚度存有一定差異，為了提升施工質(zhì)量，決定選取具有代表性的路段為試驗(yàn)段，共200m長(zhǎng)。經(jīng)商議，最終決定路基壓實(shí)度檢測(cè)采用灌砂法。相比其他檢測(cè)方法，灌砂法應(yīng)用技術(shù)較為成熟，測(cè)試結(jié)果精準(zhǔn)、操作簡(jiǎn)單，但在實(shí)際操作當(dāng)中，操作控制難度較大，一旦出現(xiàn)失誤，便會(huì)產(chǎn)生較大誤差。為了進(jìn)一步提升檢測(cè)結(jié)果精度，應(yīng)規(guī)范灌砂法試驗(yàn)流程[3]。具體如下：

3.1試驗(yàn)流程

第一，根據(jù)表面沉降控制法原理，在試驗(yàn)段上選擇一塊50cm×50cm尺寸平整表面，做好清理工作。

第二，開(kāi)啟灌砂筒，砂自由流入基板中孔，待砂停止下流后，關(guān)閉灌砂筒，稱取筒內(nèi)砂重量，精確度達(dá)到1g。

第三，去除基板，回收剩余量砂，并清理干凈。隨后放回基板，沿著基板中孔鑿洞，取出洞內(nèi)松散材料，并稱量，用于試樣備用。

第四，選取有代表性的樣品，測(cè)定其含水率。

第五，在孔洞安裝基板，中心處安裝灌砂筒，確保灌滿的砂和試洞高度一致。啟動(dòng)灌砂筒灌砂，待砂不流動(dòng)即可關(guān)閉。去除灌砂筒，并對(duì)剩余砂稱量，在此期間，不得隨意碰觸灌砂筒，盡可能避免振動(dòng)。

第六，小心取出灌砂筒內(nèi)量砂，可后期重復(fù)使用。

3.2試驗(yàn)結(jié)果

（1）含水量。經(jīng)試驗(yàn)分析，由于土層表面積較大，存在水分蒸發(fā)情況，相比最佳含水率，應(yīng)保證實(shí)測(cè)含水率較大，才能取得良好的碾壓效果。

（2）松鋪系數(shù)。經(jīng)灌砂法試驗(yàn)分析表明，碾壓路基之后，路基測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度均超過(guò)96%，與路基規(guī)范要求相符。當(dāng)路基壓實(shí)度在97%～99%時(shí)，本工程碾壓5遍即可達(dá)到此目的。

3.3控制重點(diǎn)

（1）試驗(yàn)地點(diǎn)的選擇。灌砂試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)地點(diǎn)要求較為嚴(yán)格，需要選取地勢(shì)平坦路段，保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。本工程試驗(yàn)采用50cm×50cm尺寸，待放置基板后，尺寸不大，可保證設(shè)備的穩(wěn)定性。

（2）試洞控制。試洞開(kāi)挖前，要先確定好尺寸、形狀，保證滿足規(guī)定要求。確保試洞壁垂直，避免產(chǎn)生階梯情況。若出現(xiàn)傾斜，勢(shì)必會(huì)對(duì)量砂流動(dòng)性造成不利影響，最終影響到整個(gè)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此要求有效控制試洞深度，一般需要保證測(cè)定的試洞深度和標(biāo)定灌之間保持一致，避免混入下層材料當(dāng)中。要求試洞的形狀與標(biāo)定灌的形狀保持一致，避免出現(xiàn)下小上大等問(wèn)題，一旦出現(xiàn)此類問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)對(duì)標(biāo)定灌和量筒砂的密度造成影響，從而影響測(cè)定結(jié)果，導(dǎo)致路基壓實(shí)度值存在偏小或偏大[4]。

（3）灌砂。灌砂前期，必須做好控制管理工作，尤其是保證灌砂筒內(nèi)量砂的質(zhì)量，保證滿足規(guī)定要求。量砂一般都可重復(fù)使用，在試驗(yàn)后，需及時(shí)從試洞內(nèi)取出，不得將洞內(nèi)松散的灰土混到量砂內(nèi)。為了避免灰土顆?；斓缴皟?nèi)，必要時(shí)可通過(guò)篩子進(jìn)行篩分處理。在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，要保證量砂高度準(zhǔn)確。通常情況下，需保證標(biāo)定量砂的高度與實(shí)際量砂筒內(nèi)高度相同，防止存在較大差距，影響試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為一種較為常用的公路路基檢測(cè)方法，灌砂法的應(yīng)用必須與工程實(shí)際緊密結(jié)合，規(guī)范試驗(yàn)檢測(cè)流程，避免產(chǎn)生失誤，保證試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性、科學(xué)性、有效性。只有這樣才能最大限度提升檢測(cè)質(zhì)量，保證公路路基施工質(zhì)量，推動(dòng)公路行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展[6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 王江麗，李海燕.灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的實(shí)施思考[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017，23（11）：5932.

[2]潘鵬，彭志云.灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的實(shí)施思考[J].黑龍江交通科技，2016，39（8）：163-164.

[3]徐冬.灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2019，10（2）：237-238.

[4]陳志華.灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用[J].山西建筑，2016，42（31）：166-167.

[5]況文斌，況文浩.灌砂法在公路路基試驗(yàn)檢測(cè)中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2018，41（10）：239-240.

[6]王青.影響灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度精度的幾個(gè)問(wèn)題淺析[J].城市道橋與防洪，2020（3）：148-149+162，21 .

收稿日期：2021-02-03

作者簡(jiǎn)介：王樂(lè) （1982—），男，河南鄭州人，本科，工程師，研究方向：公路工程施工、公路工程試驗(yàn)檢測(cè)。

Abstract：With the rapid development of social economy， China's infrastructure is more and more perfect， highway construction has made remarkable achievements. Subgrade is an important part of highway structure， and its bearing capacity directly determines the comfort and safety of driving. Therefore， it is of great significance to do a good job in highway subgrade detection. Sand filling method is the main method to measure the degree of compaction in engineering field， which has the characteristics of simple and rapid operation， and its application in the detection of subgrade compactness has significant effect. Based on a comprehensive grasp of the basic principle of sand filling method， this paper expounds the application process of sand filling method in subgrade detection， and finally analyzes and discusses specific cases， so as to improve the level of subgrade detection.

Key words： sand filling method; subgrade detection; basic principle