灌砂法在路基试验检测中的运用

摘 要：公路试验检测是公路工程建设施工过程中的一个重要内容，它直接关系到公路施工质量的控制。灌砂法是公路试验检测技术中进行压实度测定的一种有效方法。本文笔者将对灌砂法的具体操作过程进行介绍，并结合具体的公路路基施工实例，简要探讨灌砂法的具体应用，希望能对类似工程起到借鉴作用。

关键词：公路试验检测 灌砂法 压实度

中图分类号：U213 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

在公路工程建设项目的实施过程中，公路试验检测是施工技术管理的一种重要组成部分，通过公路试验检测可以有效的对工程的施工质量进行控制，加快工程进度，提高养护水平。同时在竣工验收评定阶段也需要进行公路试验检测。通过试验检测能充分地利用当地原材料，迅速推广应用新材料、新技术和新工艺。在公路施工过程中，采用科学合理的试验方法可以对各种材料和构件的质量进行客观的评价，从而为科学养护决策提供依据。在公路施工过程中，进行路基压实度检测的一种有效方式是灌砂法，以下将对灌砂法进行阐述。

1 工程概况

某公路工程全长为1000m，宽度为24m。本工程与多条重要道路之间相连通，是该市一条最受关注的道路。为了确保工程的质量，在本工程的施工过程中应严格做好试验检测工作。

2 压实度的检测评定及测试方法

2.1 灌砂法介绍

在公路施工过程中，测量压实度的一种有效试验方法是灌砂法。灌砂法主要适用于现场测定路基、基层或者底基层及砂石路的各种细骨土、中料骨土、粗骨土等的密度和压实度，同时也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面密层的密度和压实度的检测，但是不适用于进行填石路堤等大孔洞和大孔隙材料的压实度检测。在公路施工过程中，当采用挖坑灌砂法进行密度和压实度的检测时，应遵循表1中所示的条件。

表1 灌砂法试验条件

灌砂法 灌砂筒直径/mm 适用条件

骨料的粒径/mm 测定层的厚度/mm

小型灌砂筒测试 100

大型灌砂筒测试 150 ≥15，≤40 >150

仪器设备选取方面，针对本工程采用灌砂法进行密度和压实度的测试，需要采用到以下的各种仪器：金属圆筒，一般可以采用镀锌铁皮进行制作；上部储砂筒，小筒容积为2120cm3，大筒容积为4600cm3，在筒的底部中心设置有一个圆孔；圆形漏斗，其是安装在储砂筒的下部，装置进行安装，漏斗的上端开口，其直径应与储砂筒底部的圆孔直径一致，漏斗是采用焊接的方式与铁板连接在一起，同时在铁板的中心设置有一圆孔，该圆孔与漏斗上开口相连接。自储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。

压实度是指现场检测的干容重与试验室提供的标准最大干容重之比。在公路施工建设项目中，压实度是进行施工质量控制的一个重要技术指标。如果路基中填筑材料采用的是天然砂砾，其颗粒组成往往不是很均匀，而在施工现场对砂砾的干容重进行检测时，颗粒组成对结果的影响很大，因此在实际砂砾干容重的测试中往往会出现以下的这个问题：当对砂砾石含量较多的位置进行测量时，其所得到的压实度会很高，有时候设置超过100%，这种情况下实际工程中经常遇到，但是实际上这个位置的真实压实度仍无法满足要求；当对砂砾石含量较低的位置进行测量时，得到的压实度却比较低，根据规范的要求是无法满足条件的，但是实际上这个位置处已经得到充分的压实。用一个固定不变的试验室提供的标准最大干容重和现有的检测计算方法来检测和评定砂砾的压实度是不科学的，同时其所测得的数据是无法作为施工现场的指导依据。严格来说，当在施工现场对每个点的干容重进行测定时，试验室均应提供一个与该点的颗粒组成相一致的标准最大干容重，这样所测得的现场的砂砾干容重才能得到真是的该点处的压实情况。但是，在现实的施工过程中，这一做法的工程量巨大，难以做到，因此每天在施工现场进行检测试验时，应进行多次试验，最终选取一个最具代表性的能够令监理方认可的干容重数据。

2.2 标准砂密度的测定

（1）标准砂的密度应清洗干净。

（2）组装容砂瓶与灌砂漏斗、螺纹连接处应旋紧，对其重量进行称量。

（3）将密度测定器竖立，灌砂漏斗口向上，关闭阀门，接着向漏斗中注入标准砂，应注满。打开阀门，让标准砂漏入容砂瓶中，同时向漏斗内加入标准砂。当砂停止流动之后，即可将阀门关闭，并将剩余的啥砂倒掉。对砂瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量进行称量，质量应精确至5g。在试验过程中应尽量避免出现振动的影响。

（4）倒出容砂瓶内的标准砂，通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门，关阀门，倒掉漏斗中多余的水，称容砂瓶、漏斗和水的总质量，其质量同样需要精确至5g。

2.3 灌砂法的实际应用

压实度是检测路基工程质量的一个重要指标。在路基工程施工中，只有其压实度指标达到要求，才能确保路基的强度、整体稳定性能够满足要求，同时也直接影响到公路的使用寿命。在施工现场对路基的压实度进行检测，主要可以采取的方法包括灌砂法、环刀法以及水袋法等。本工程进行路基压实度的检测主要采用的是灌砂法。根据规范的规定，每层选取24个测试点，路基的压实一共分为三层，因此总共选取了72个测试点，如表2所示为各层土体的物理性质。从表2中可以看出本工程中各分层土体的试验结果均能满足设计和规范要求。

表2 各层土体的物理性质

湿容重g/cm3 干容重g/cm3 含水率% 最大干容重g/cm3

第一层 2.274 2.1154 7.5% 2.25

第二层 2.288 2.1423 6.8% 2.28

第三层 2.1963 2.0818 5.5% 2.21

2.4 检测路基压实度灌砂法应注意的问题

在路基施工中进行施工质量管理的一个重要内在指标是路基的压实质量。只有路基结构层的压实度充分满足要求之后，才能确保路基的强度、刚度以及整体稳定性等满足要求，同时还能保证路基的使用寿命满足要求。进行路基压实度检测的方法有很多种，这些方法虽然均较为简单，但是在实际的操作过程中很多问题我们往往会疏忽，这会直接影响到测试结果，从而无法正确的得到路基真实的压实情况。

对路基进行压实度检测的方法主要包括灌砂法、环刀法以及水袋法等，其中我们最经常使用的方法是灌砂法和环刀法。每种检测方法所适用的路基填土条件均不同。在路基压实度的检测过程中，以下这些问题我们会经常忽略，因此我们应加强注意。

（1）在进行砂密度的标定时，一定要做到认真操作，确保密度的准确性，通常应进行三次以上的测定，最后取平均值作为砂的密度。

（2）检测测试中所采用的量砂应满足相关规范的要求。当重复使用量砂时应确保量砂保持干燥状态。如果量砂中存在水分时，应将其进行摊铺晾晒，从而确保量砂的干燥。如果在量砂中有掺入其他杂物时，应将其中的杂物全部剔除干净，否则会对量砂的松方密度造成不利的影响。

（3）针对当前工地上通长采取图解法对击实试验数据进行处理，但是从工程实施效果表明，采取图解法进行曲线绘制方面，试验人员的能力以及经验等方面对曲线绘制的精确性影响较大，尤其是难以精确地绘制出曲线的峰值点。实践证明图解法所得到的最大干密度要小于或等于实际最大干密度。结合笔者的工程实践经验，笔者认为为了能较为精确地得出数据，应当采用幂函数拟合曲线等数值方法分析曲线的分布规律，从而定取出最佳含水量和最大干密度。

（4）进行灌砂法试验采取的试洞深度应当达到压实层底部。针对当前现场规范《公路路基路面现场测试规程》要求，试洞的深度应该等于测定层的厚度，但不得有下层材料混入。当前工地实际灌砂法检测中所采用的灌砂筒为φ150mm，其检测深度仅为150mm。随着目前压实设备性能的提高，压实层厚度往往在200mm左右。规范中已经明确提出要求为灌砂法取土样的底面位置为每一压实层底部，因此当采取φ150mm的灌砂筒检测厚度为200mm路面压实度时，应当清除表层50mm再挖洞检测。

3 结语

公路试验检测是有效检验工程施工质量的重要举措，在实际检测实施中应当结合科学合理的试验方法对各种材料和构件的质量进行客观的评价，准确地为科学养护决策提供依据。同时在竣工验收评定阶段也需要进行公路试验检测。通过试验检测能充分地利用当地原材料，迅速推广应用新材料、新技术和新工艺。文章通过结合某公路工程实例，采取灌砂法对其公路压实度进行检测，系统地提出灌砂法的具体实施过程，准确地评价公路实施效果。

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