浅谈如何运用灌砂法检测路基压实度

摘要：通过试验室内标定与现场路基压实度检测相结合，分析了灌砂法在工程施工中影响路基压实度检测的各种因素，以求提高路基的压实度检测质量。

关键词：灌砂法 路基压实度 检测 运用

0 引言

路基工程填筑质量的好坏，压实度是最重要的内在指标之一，它将直接影响到路基路面的使用。因此，只有对路基填筑的填料进行充分压实，才能保证路基的强度、整体稳定性，并能保证路基及路面的使用寿命。路基现场压实度检测主要有灌砂法、环刀法、灌水法、蜡封法、电动取土器法等多种检测方法。根据现场施工实际情况和路基设计要求，在贵阳市金阳南段市政工程的路基主要运用灌砂法进行路基压实度检测。因此，本文根据现场施工中路基压实度检测的具体情况，并结合路基压实度检测中出现的一些问题，浅析灌砂法在路基压实度检测中的运用。

1 工程概况

贵阳市金阳南段市政工程位于贵阳市郊外属金阳新开区，路基工程线路总长为3公里，设计技术标准为双向两车道，设计行车速度为70km/h，设计交通量为24000辆/日。路基工程均为填方路基，路基填料工程数量为72000m3，按设计要求填土为砂类土和砾类土。

2 灌砂法基本原理

本试验方法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度，但检测填石路堤等孔隙和孔洞较大的材料的压实度时最好不要用这种检测方法。

灌砂法基本原理是利用（粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm）清洁干净、均匀颗粒的砂，由一定高度自由下落到一规定容积的筒或试验洞内，按其单位重不变的原理来试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。

3 灌砂筒的选用及试验室内标定

3.1 根据路基填筑集料的最大粒径来选用灌砂筒 ①如果测试样品（砂）的最大粒径也就是测定细粒土的密度不到15mm、测定密度层的厚度不到150mm，则最好采用小型灌砂筒进行测试，灌砂筒直径为100mm。②如果测试样品（砂）的最大粒径为15~40mm，测定的密度层厚度为150~200mm，侧应相应增大灌砂筒和标定罐的尺寸，宜选用直径为φ150mm的大型灌砂筒进行测试。③如果当测试样品（砂）的最大粒径在40～60mm之间或大于60mm，则最好采用直径为200mm的灌砂筒。

在施工现场检测时，灌砂筒的直径通常为φ150mm，它能满足150mm的测深，其所测定的压实度仅为150mm压实密度层的压实度。但在实际施工中压实层一般厚200mm，而且压实层表层的压实密度都较大，往下则压实密度值就会降低，便不容易取得预期的压实效果。所以在山区，施工现场砾石较多的集料应选用直径是φ200mm的大灌砂筒来检测路基压实密度为宜。

另外，为了保证检测出来的压实度数据更接近实际值，选用的灌砂筒必须经质量检测中心鉴定合格后才能使用。

3.2 室内量砂标定的准确性对路基压实度的影响

3.2.1 储砂筒中砂面的高度、砂的总重影响量砂的密度。在《公路土工试验规程》（JTJ051-93）中都明确规定了筒内砂的质量和高度。用砂装满储砂筒，并且保证储砂筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm，主要是因为如果储砂筒内砂的砂面高度不同，砂就会呈现不同的下落速度，照这样灌进标定罐内砂的密实程度就存在差别，这会对砂的密度的量测产生不利影响。因此，施工现场测量时，必须严格控制储砂筒中的砂面高度，确保储砂筒中的砂面高度与标定砂的密度时储砂筒中的砂面高度一致；称筒内砂的质量准确至1g。每次标定及以后的试验都维持这个质量不变。因为标定时，只要砂的总重相同，即砂的自重一样，显然其下落速度也能保持一致，从而提高量砂使用的准确性。实践证明，施工现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与试验室内标定的砂面高度一定要保持一致，这样就大大提高了检测数据的准确性。

3.2.2 标定罐的深度对量砂密度的影响。经试验得出结论，标定罐的深度每减1cm，砂的密度就随之下降1.1%。由此可见，砂的密度在很大程度上受其深度影响。所以，现场试验必须采用和试验室内标定罐相同深度的坑深，即标定罐的深度应该与拟挖试验坑的深度要保持一致。

在用水确定标定罐的容积时，向标定罐内灌水，注意不要将水弄到台称上或罐的外壁。否则，将影响标定罐的体积，从而导致量砂的密度量测精度偏差过大。

3.2.3 砂的颗粒组成对量砂密度的影响。不同颗粒粒径组成的砂，其级配不同，砂的密度也明显不同，故每次检测使用时量砂必需采用标准砂（0.30～0.60mm或0.25～0.50mm，约20～40kg），量砂应先烘干，并放置足够时间，使其与空气的湿度达到平衡。若多次倒用的量砂湿度已生变化时或量砂中混有杂质，则应重新烘干，过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡。因此要保持砂的洁净干燥及其均匀性，否则，量砂的密度会有明显的变化。

鉴于上述，储砂筒内的砂面高度、砂的总重、标定罐的深度、砂的颗粒及其级配组成等均在一定程度上影响了量砂的密度。量砂的密度标定的准确性，也将影响路基压实度的检测精度。所以，检测路基压实度时，首先试验室内标定的各项数据应力求准确，并应满足土工试验规程的相应规定。因此，试验室内的标定工作不可忽视，必须引起试验人员的高度重视，从而确保路基压实度检测的精度。

4 灌砂法施工现场检测的要求

4.1 现场施工检测时，储砂筒中的砂面高度和重量与室内标定时要保持一致。

4.2 尽量使试验地点表面光滑平整，并将其清扫干净，而且尽量使用基板，确保试验检测的精度。

4.3 施工现场测试完后，取走基板，将留在试验地点的量砂收回，并要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出，若有要将其单独清出，称其质量，计算量砂的密度时应扣除这部分质量。

4.4 使用进行回收的量砂，下次使用前必需过筛洗净、烘干，并放置足够的时间，使其保持与试验室内标定的量砂同样的洁净、干潮状况。

4.5 施工现场含水率的检测，可通过烘干法（此法是测定含水量的标准方法）与酒精燃烧法（它适用于碎石或砾石的含水率的测定。用酒精淹没集料出现自由液面为止，燃烧三次，为了使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击）对比，其结果不超过1％，证明是可行的。但要注意的是所用酒精纯度必须要达到95％，劣质酒精不但不能充分燃烧反而会变成水份，影响检测结果。

4.6 试坑深度应尽量等于标定时深度，坑壁笔直，上下口直径相等，避免上大下小或上小下大。

4.7 在根据沿基板中孔凿洞的过程中，应注意不使凿出的试样丢失，并随时把凿松的材料取出，放在已知质量的塑料袋内，并密封。

4.8 在施工现场检测过程中，若试验洞中有较大孔隙，量砂可能进入孔隙时，则应按试验洞外形，松弛地放入一层柔软的纱布，然后进行灌砂工作。

4.9 在施工现场检测过程中，在量砂流入试验洞中的期间内，应注意勿碰撞灌砂筒。

5 灌砂法在路基检测中的选点及检测频率的确定

灌砂法在路基检测中的选点是否得当，将直接影响到路基压实度的检测结果。若选点太少，位置不客观，没代表性，很难反映实际情况；若选点太多，不但没有必要，而且浪费时间，降低工作效率。因此，正确的选择点位，应严格按照《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）的附录A规定的检测频率进行检测，即选用灌砂法检测路基压实度选点及其检测频率标准为200m范围要检测4处，它具有很强的实际指导意义。所以，在进行路基压实度检测时，选点位置应客观，选择的点数具有代表性，而又是随机取点，路基压实度检测频率也满足设计和规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映路基工程填筑质量的实际情况。

6 ρdmax、wo（砂的含水量）对路基压实度检测的影响

压实度K=ρd/ρdmax，ρd和ρdmax分别代表实测干密度和最大干密度，这两个数据都是利用试验室内标准击实试验取得的。若试验结果与实际情况偏差太大，必将影响到压实度检测结果的准确性与可靠性。在作标准试验时，应尽量取用有代表性的集料作对比试验。在对山区路基压实度的检测时，对获取集料最大干密度的试验方法除标准击实试验方法外，还可考虑采用表面振动压实仪法。表面振动压实仪法是对于测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度，它更接近于现场振动碾压的实际状况。因此，必须通过多种试验方法加以验证、对比才能保证试验结果的准确性和可靠性，才能达到设计的目的。

7 结束语

灌砂法是一种操作方便简单、试验仪器便于携带，而且试验成本较低的试验检测方法。它是施工中检测路基压实度最常用的试验检测方法之一。但由于某种原因，在操作上把握不好，常常引起较大的误差，影响其检测结果的精度。这应该引起我们每个试验人员的高度重视。以上所述只是本人对灌砂法检测路基压实度的一些看法，希望各位多多给予指导。