灌砂法在建筑工程檢測(cè)中的應(yīng)用

劉沛

摘 要：近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量日益提高，對(duì)于建筑工程的質(zhì)量要求也越來越高。作為保障工程建設(shè)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，工程檢測(cè)貫穿工程施工各環(huán)節(jié)，尤其是在國(guó)內(nèi)工程規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的時(shí)代背景下，工程檢測(cè)的作用變得越發(fā)顯著。地基在建筑工程中具有持力層作用，壓實(shí)度是地基工程驗(yàn)收主控項(xiàng)目之一，其檢測(cè)結(jié)果直接影響工程項(xiàng)目能否順利通過驗(yàn)收。建筑工程基礎(chǔ)壓實(shí)度檢測(cè)中，灌砂法具有準(zhǔn)確、快速、全面的優(yōu)點(diǎn)，因此，灌砂法檢測(cè)研究對(duì)建筑質(zhì)量具有深遠(yuǎn)影響?；诖耍恼律钊敕治鲅芯抗嗌胺ㄔ诮ㄖこ虣z測(cè)中的應(yīng)用，為優(yōu)化、落實(shí)工程檢測(cè)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：灌砂法檢測(cè);建筑工程地基;重要作用;工程檢測(cè);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2022）04--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.068

現(xiàn)階段，建筑工程質(zhì)量已成為社會(huì)范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的熱門話題之一。建筑工程的施工水平直接影響工程的既定壽命，危及居民的人身安全。在得知工程數(shù)據(jù)差異的前提下，工程檢測(cè)能夠幫助管理人員、技術(shù)人員定位工程質(zhì)量問題并及時(shí)解決。地基是建筑工程重要組成部分，地基壓實(shí)度檢測(cè)是建筑工程項(xiàng)目中必不可少的環(huán)節(jié)。保證地基質(zhì)量符合工程要求，其中，灌砂法是一種有效可靠的壓實(shí)度檢測(cè)方法，目前在建筑工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛，能夠?yàn)楹罄m(xù)工程的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

1 建筑工程檢測(cè)的主要內(nèi)容

1.1 材料檢測(cè)

施工期間會(huì)用到的諸多類型的材料、成品、待于加工的產(chǎn)品等，例如檢測(cè)混凝土硬度、配制比，檢測(cè)防水材料的密閉性、拉伸力度等，檢測(cè)水泥物理性質(zhì)等[2]。材料檢測(cè)一定要由專業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。

1.2 地基檢測(cè)

地基檢測(cè)主要包括振動(dòng)檢測(cè)、基坑檢測(cè)、樁基檢測(cè)三部分。具體而言，振動(dòng)檢測(cè)指在架構(gòu)和儀器運(yùn)行中檢測(cè)振動(dòng)形態(tài)，基于檢測(cè)結(jié)果評(píng)估機(jī)械的模態(tài)等性質(zhì);基坑檢測(cè)主要是檢測(cè)周邊干擾和安全水平，例如地下水位、鋼筋應(yīng)力等;樁基檢測(cè)包括完備性、負(fù)載力、成孔品質(zhì)、靜態(tài)荷載等。

1.3 結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)

結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)是對(duì)混凝土硬度、構(gòu)件規(guī)格、鋼筋保護(hù)層層厚和間隔距離等進(jìn)行測(cè)量。例如，如果鋼筋保護(hù)層層厚無法達(dá)到項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)產(chǎn)生鋼筋表層混凝土掉落的問題，導(dǎo)致鋼筋生銹，縮短使用壽命。

1.4 節(jié)能檢測(cè)

在節(jié)能檢測(cè)方面，檢測(cè)項(xiàng)目圍護(hù)架構(gòu)每個(gè)部位的能源節(jié)約成效，例如隔熱體系、構(gòu)件材料性質(zhì)、采暖設(shè)施能源耗費(fèi)情況等。

2 建筑工程檢測(cè)的重要作用

2.1 減少施工變更

建筑工程施工中，由于施工環(huán)境較為復(fù)雜，加之受到施工區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)因素的綜合影響，導(dǎo)致施工變更成為工程建設(shè)中的常見問題。施工變更的出現(xiàn)能夠推動(dòng)建筑工程的順利推進(jìn)與落實(shí)，如果在制定有關(guān)工程方案的同時(shí)忽視了工程變更對(duì)于工程建設(shè)的影響，輕則導(dǎo)致工程部分施工項(xiàng)目不滿足質(zhì)量要求，重則導(dǎo)致工程建設(shè)質(zhì)量不合格。落實(shí)工程檢測(cè)工作可在設(shè)計(jì)階段全面考量工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，從源頭上降低工程施工出現(xiàn)變更的可能性[3]。即使在工程施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)了工程變更，工程檢測(cè)也能對(duì)其變更內(nèi)容的可行性作出客觀評(píng)價(jià)，為工程項(xiàng)目的穩(wěn)步推進(jìn)提供支撐。

2.2 保證進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量符合工程標(biāo)準(zhǔn)

施工材料的成本投入在工程施工成本中占比最高，施工材料的質(zhì)量也是保證建筑工程施工順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)，換言之，施工材料的質(zhì)量直接影響工程建筑的質(zhì)量水平[4]。工程檢測(cè)的基本內(nèi)容之一就是審查進(jìn)場(chǎng)材料，主要是檢測(cè)進(jìn)場(chǎng)材料的尺寸、規(guī)格、力學(xué)性質(zhì)等。從國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的相關(guān)工程施工制度看，各類建筑工程的參數(shù)指標(biāo)均得到了明確的規(guī)定，借助工程檢測(cè)，可在全面對(duì)比實(shí)際參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的前提下，給出客觀的進(jìn)場(chǎng)材料質(zhì)量評(píng)價(jià)，第一時(shí)間更換不合格的施工材料，確保進(jìn)場(chǎng)的施工材料質(zhì)量符合既定的工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 灌砂法應(yīng)用的必要性和運(yùn)用場(chǎng)景

3.1 灌砂法運(yùn)用的必要性

地基碾壓效果與其硬度、穩(wěn)固性、平整度、強(qiáng)度具有密切聯(lián)系。碾壓度是地基建設(shè)中需要檢測(cè)的重要內(nèi)容之一。具體到建筑地基，碾壓度是施工材料碾壓后干密度和標(biāo)準(zhǔn)最大干密度的比值，用百分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)最大干密度在建造之前采用重型擊實(shí)試驗(yàn)的方式獲取，地基碾壓之后的干密度一般使用灌砂法的方式獲取[5]。

在工程建造中，灌砂法是使用概率較高的一種方法，規(guī)范化性強(qiáng)，其優(yōu)點(diǎn)很多，檢測(cè)設(shè)備重量較輕、方便移動(dòng)，實(shí)操方式簡(jiǎn)便，是一種成本低廉同時(shí)便捷度很高的方法。環(huán)刀法中運(yùn)用的環(huán)刀高度通常在5 cm左右，容積一般是200 cm，這種方式僅適合檢測(cè)細(xì)粒土的碾實(shí)度。

3.2 灌砂法的運(yùn)用場(chǎng)景

灌砂法適合運(yùn)用到地基土、底基層等多種建材的壓實(shí)度與緊密度數(shù)值測(cè)驗(yàn)中，然而此方法對(duì)地基填充物料碾壓之后縫隙的規(guī)格有很高的要求，如果縫隙較大，則不適合使用這種檢測(cè)方法[6]。

地基建造應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)特征，科學(xué)運(yùn)用技術(shù)舉措，把地基填充物料粒徑的最高數(shù)值管控在不高于碾壓層厚度2/3范圍內(nèi)，為運(yùn)用灌砂法夯實(shí)根基。

4 灌砂法的試驗(yàn)步驟和計(jì)算

4.1 灌砂法試驗(yàn)步驟

運(yùn)用灌砂法之前，先要保證檢測(cè)層層厚、填充物料粒徑最高數(shù)值等達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。下文以直徑150 mm的灌砂筒為例，試驗(yàn)步驟包括：

第一，施工期間，首先要明確待檢測(cè)壓實(shí)度的道路總長(zhǎng)，明確檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量和檢測(cè)的具體部位，明確標(biāo)記量砂的松方密度。

第二，在確定的檢測(cè)位置，應(yīng)確保檢測(cè)路面平整，檢測(cè)部位面積應(yīng)大于基板面積，根據(jù)試驗(yàn)地區(qū)表面粗糙水平?jīng)Q定是否設(shè)立基板。如果表面平滑，無需設(shè)立基板。如果表層比較粗糙，應(yīng)先設(shè)立基板。然后，在基板部位進(jìn)行標(biāo)記，檢測(cè)得出圓錐體中量砂、粗糙表層與基板間量砂的綜合質(zhì)量。

第三，在基板空洞地點(diǎn)挖掘半徑為75 mm左右的試驗(yàn)土坑，然后獲取樣品，稱量重量并檢測(cè)含水率，得出具體數(shù)值。

第四，把灌砂筒與基板核心位置相對(duì)，將其放入試驗(yàn)土坑，將閥門打開使量砂流進(jìn)坑中，量砂不再流入后關(guān)閉閥門，然后稱量剩下的所有砂的重量。收集質(zhì)量良好的量砂并清潔現(xiàn)場(chǎng)。灌砂法試驗(yàn)使用的設(shè)備主要有電子天平、標(biāo)準(zhǔn)砂，灌砂筒也是不可缺少的。

4.2 壓實(shí)度檢測(cè)中灌砂法的計(jì)算

計(jì)算填滿試坑所用的砂的質(zhì)量m（g）：灌砂時(shí)試坑上放有基板：m=m-m-（m-m）;灌砂時(shí)試坑上不放基板：m=m-m-m。式中：m表示填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）;m表示灌砂前灌砂筒內(nèi)砂的質(zhì)量（g）;m表示灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）;m表示灌砂后灌砂筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量（g）;（m-m）表示灌砂筒下部圓錐體內(nèi)基板和粗糙表面間砂的合計(jì)質(zhì)量（g）。

計(jì)算試坑材料的濕密度ρw（g/cm）：ρ=m/m×ρ。式中：mw表示試坑中取出的全部材料的質(zhì)量（g）;ρ表示量砂的松方密度（g/cm）。

計(jì)算試坑材料的干密度ρ（g/cm）：ρ=ρ/（1+0.01 w）。式中：w表示試坑材料的含水率（%）。

計(jì)算施工壓實(shí)度：K=ρ/ρ×100%。式中：K表示測(cè)試地點(diǎn)的施工壓實(shí)度（%）;ρ表示由擊實(shí)試驗(yàn)得到的試樣的最大干密度（g/cm），各種材料的干密度均應(yīng)準(zhǔn)確至0.01 g/cm。

5 灌砂法的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 量砂選擇

運(yùn)用灌砂法檢測(cè)地基碾壓度時(shí)，應(yīng)運(yùn)用粒徑相同的量砂，確保量砂的勻稱性，旨在科學(xué)確定量砂的松方密度，減小其產(chǎn)生變動(dòng)的概率，為后期檢測(cè)活動(dòng)的順暢開展奠定基礎(chǔ)。檢測(cè)工作中，運(yùn)用粒徑相同的量砂可以大幅提高檢測(cè)數(shù)值的可靠性。

5.2 量砂松方密度標(biāo)定

5.2.1 儲(chǔ)砂筒中砂面高度

量砂密度數(shù)值會(huì)伴隨儲(chǔ)砂筒內(nèi)砂表面的降低而減小，根據(jù)相關(guān)測(cè)驗(yàn)可知，砂面高度與量砂密度具有正關(guān)聯(lián)關(guān)系，砂面每降低5 cm，砂密度便會(huì)減小1%。為此，在試驗(yàn)期間為確保檢測(cè)數(shù)值的精準(zhǔn)，試驗(yàn)人員應(yīng)嚴(yán)格控制砂面高度，各次試驗(yàn)都應(yīng)讓砂面高度保持一致，保證各種活動(dòng)按照規(guī)定開展。

5.2.2 量砂穩(wěn)固性

在使用灌砂法檢驗(yàn)地基碾壓程度前，要確保量砂品質(zhì)達(dá)到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)人員應(yīng)先烘干量砂，然后進(jìn)行分類，選擇粒徑在0.3 mm～0.6 mm的量砂，每更換一次，都要再次確定圓錐體中砂的品質(zhì)，并再次確定砂的松方密度。還應(yīng)確保量砂的數(shù)目，防止產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中量砂數(shù)量過少、難以達(dá)到檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的問題。

5.3 科學(xué)選取灌砂筒

灌砂筒是灌砂法檢測(cè)中非常關(guān)鍵的設(shè)備之一，灌砂筒規(guī)格合適與否對(duì)灌砂法的運(yùn)用成效產(chǎn)生很大影響，應(yīng)結(jié)合實(shí)際狀況選用大小合適的灌砂筒。

5.4 檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)土樣含水率

在地基碾壓度檢測(cè)數(shù)值中，含水率是非常關(guān)鍵的要素之一，含水率數(shù)值愈大，地基碾壓到位的難度愈大，壓實(shí)度數(shù)值愈低。為確保含水率檢測(cè)準(zhǔn)確，要注意以下兩方面。第一，為用最少的時(shí)間得到含水率數(shù)值，一般使用酒精燃燒法，酒精是一種容易燃燒的化學(xué)物質(zhì)，在試驗(yàn)期間應(yīng)高度關(guān)注操作風(fēng)險(xiǎn)，采取科學(xué)防護(hù)舉措，保證燃燒完全后才能進(jìn)行后續(xù)操作。第二，使用烘箱烤干的方法，安全水平高，精準(zhǔn)度高，試驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致工期延后，可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)狀況選用恰當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方式。

5.5 管控灌砂時(shí)長(zhǎng)

灌砂時(shí)長(zhǎng)是灌砂法運(yùn)用期間需密切重視的項(xiàng)目之一，應(yīng)依照有關(guān)操作標(biāo)準(zhǔn)加以管控。量砂在灌進(jìn)操作期間，查看儲(chǔ)砂筒上端，在砂不再流動(dòng)以后，工作人員難以掌握砂的小幅度流動(dòng)情況，也不能直觀看到試坑中的情況，管控灌砂時(shí)長(zhǎng)十分關(guān)鍵。如果灌砂時(shí)長(zhǎng)不夠，提早完成，會(huì)導(dǎo)致流進(jìn)試坑內(nèi)量砂的數(shù)目不足，進(jìn)而導(dǎo)致地基壓實(shí)度檢測(cè)數(shù)值出現(xiàn)偏差。

6 建筑工程檢測(cè)優(yōu)化策略

6.1 統(tǒng)一工程檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

作為保障工程施工質(zhì)量的有效手段，工程檢測(cè)必須完善和統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。工程檢測(cè)部門要以工程檢測(cè)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，制定科學(xué)完善的規(guī)章制度和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，約束工程檢測(cè)中的各項(xiàng)行為，促進(jìn)其專業(yè)化、規(guī)范化發(fā)展。具體而言，在完善工程檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的過程中，要對(duì)檢測(cè)流程和章程作出合理、明確的劃分，結(jié)合工程項(xiàng)目的建設(shè)情況，科學(xué)制定工程檢測(cè)方案。但需要注意的是，在我國(guó)建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展的影響下，工程檢測(cè)內(nèi)容和要求也出現(xiàn)了變化，必須在創(chuàng)新理念指導(dǎo)下，合理創(chuàng)新檢測(cè)方法，通過應(yīng)用信息技術(shù)持續(xù)提高工程檢測(cè)質(zhì)量。

6.2 引進(jìn)、應(yīng)用先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備

工程檢測(cè)的精準(zhǔn)性影響到后續(xù)施工及各項(xiàng)措施的落實(shí)，施工企業(yè)引入技術(shù)含量較高的先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備，能夠提高最終檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，確保最終數(shù)據(jù)分析報(bào)告的權(quán)威性。施工企業(yè)要推動(dòng)工程檢測(cè)設(shè)備的持續(xù)更新，可以借助線下普及的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建行業(yè)之間的信息交互平臺(tái)，及時(shí)更新市場(chǎng)發(fā)展情況。

同時(shí)，施工企業(yè)在更新處理工程檢測(cè)設(shè)備的過程中要以企業(yè)發(fā)展實(shí)際及經(jīng)濟(jì)實(shí)力作為出發(fā)點(diǎn)，制定合理的更新計(jì)劃。如果施工企業(yè)內(nèi)部需要更新的工程檢測(cè)設(shè)備數(shù)量較多，可以制定階段性的更新計(jì)劃，將核心檢測(cè)設(shè)備的采購(gòu)工作設(shè)為優(yōu)先級(jí)，其余設(shè)備可以采用暫時(shí)租賃的方式，確保在不影響施工企業(yè)發(fā)展的前提下，逐步引進(jìn)成熟且技術(shù)含量較高的工程檢測(cè)設(shè)備。

6.3 落實(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)

為避免施工單位出現(xiàn)敷衍檢測(cè)單位、偽造質(zhì)量達(dá)標(biāo)報(bào)告等行為，應(yīng)對(duì)施工單位及時(shí)檢測(cè)，使檢測(cè)人員親自到作業(yè)場(chǎng)所開展質(zhì)檢工作，科學(xué)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工活動(dòng)，在確保檢測(cè)數(shù)值正確的基礎(chǔ)上防止質(zhì)量虛假問題的產(chǎn)生。另外，加強(qiáng)檢測(cè)單位與建設(shè)單位的關(guān)聯(lián)，增加檢測(cè)推廣力度，增加對(duì)建設(shè)質(zhì)量的關(guān)注度。

此外，為確保即時(shí)檢測(cè)精準(zhǔn)與高效，可在項(xiàng)目部分重要施工過程安裝攝錄儀器等，增強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，且在相關(guān)系統(tǒng)的輔助下加強(qiáng)與施工活動(dòng)、檢測(cè)人員的溝通，降低檢測(cè)期間人為要素的干擾程度，提高檢測(cè)準(zhǔn)確度，確保檢測(cè)效果。

6.4 建立專業(yè)檢測(cè)隊(duì)伍

在引入先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的前提下，檢測(cè)人員的專業(yè)素質(zhì)直接影響到工程檢測(cè)質(zhì)量和最終結(jié)果。為此，施工企業(yè)必須組建一支專業(yè)素質(zhì)較高的檢測(cè)隊(duì)伍。在招募檢測(cè)人員的過程中，要從專業(yè)理論知識(shí)、實(shí)踐操作技能、思想道德等方面全面考察，確保選拔出優(yōu)秀人才。施工企業(yè)要定期組織檢測(cè)人員參與集體培訓(xùn)或外派學(xué)習(xí)，并通過邀請(qǐng)行業(yè)專家到企業(yè)舉辦講座，幫助檢測(cè)人員及時(shí)掌握全新的檢測(cè)理念及檢測(cè)方法，提高檢測(cè)隊(duì)伍專業(yè)素質(zhì)水平。

7 結(jié)語

隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，人們對(duì)施工企業(yè)與建筑項(xiàng)目提出了越來越高的要求，要以正確、謹(jǐn)慎的態(tài)度審視行業(yè)發(fā)展中存在的不足。為確保建筑項(xiàng)目地基壓實(shí)度檢測(cè)數(shù)值的準(zhǔn)確性，運(yùn)用灌砂法時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)了解內(nèi)在機(jī)理與基礎(chǔ)操作方法，依照規(guī)定步驟實(shí)施檢測(cè)，高度重視檢測(cè)的核心要點(diǎn)，提高檢測(cè)數(shù)值的精準(zhǔn)度，為項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭東軍.影響建筑工程檢測(cè)質(zhì)量因素及措施的探究[J].安徽建筑，2018（5）：343-344.

[2] 姚艷.灌砂法在公路路基壓實(shí)度檢測(cè)中的應(yīng)用[J].交通世界（上旬刊），2018（1）：128-129，131.

[3] 黎明.公路路基壓實(shí)度檢測(cè)中灌砂法的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2021（6）：53，55.

[4] 肖燕.淺析灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度的要點(diǎn)及減少誤差的注意事項(xiàng)[J].四川建筑，2020（5）：282-284.

[5] 史長(zhǎng)城.評(píng)測(cè)混凝土粗糙度的一種新方法及其分形表示[J].硅酸鹽通報(bào)，2018（3）：924-933.

[6] 姜曉芳.公路路基壓實(shí)度檢測(cè)中灌砂法的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2021（4）：241，243.