沈曉青

摘要：灌砂法檢測路基壓實度是公路施工最常用的試驗方法之一，其適用于現(xiàn)場測定細(xì)粒土、砂類土和礫類土的密度。文章筆者結(jié)合經(jīng)驗對該方法談?wù)勛约阂恍?yīng)用心得。供于借鑒。

關(guān)鍵詞：路基；壓實度；灌砂法；應(yīng)用技術(shù)

一、概述

灌砂法是利用粒徑為0.30mm～0.60mm、已知松方密度的清潔干燥的砂，從灌砂筒中自由下落到試洞中，即用標(biāo)準(zhǔn)砂來置換試洞中的試樣，從而測定試洞的體積，并根據(jù)試樣的含水率計算出試樣的干密度。該方法適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面及路基土的各種材料壓實層的密度和壓實度的檢測，但不適用于填石路基等有大孔洞或大孔隙的材料壓實層的壓實度檢測。

二、灌砂筒的選用

用灌砂法測定壓實度時，應(yīng)根據(jù)集料的最大粒徑及壓實層厚度選用灌砂筒，原則為：（1）試樣的最大粒徑<15mm、測定層的厚度≤150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂筒；（2）試樣的最大粒徑≥15mm，但小于40mm，測定層的厚度>150mm，但不超過200mm時，選用φ150mm的中型灌砂筒；（3）集料的最大粒徑≥40mm時，選用φ200mm的大型灌砂筒為宜。

三、選點及取樣頻率

（1）點位的確定

點位的選取是否適當(dāng)將直接影響檢測評定的結(jié)果。由于工程結(jié)構(gòu)的特殊性，一般路基中間部位的壓實度較兩側(cè)接近路邊緣處壓實度高，所以加強對路基邊部的檢測也是非常必要的。在日常檢測尤其是在質(zhì)量驗收時，應(yīng)嚴(yán)格按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》附錄A規(guī)定的隨機(jī)選點的方法確定檢測點的位置。

（2）取樣頻率

筆者認(rèn)為：選點太少，位置不客觀，代表性不足，很難反映實際情況；選點太多，不但費時費力，降低工作效率，而且由于試洞較多，往往會破壞結(jié)構(gòu)層整體強度。因此，在實際工作中，我們除了按《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的頻率進(jìn)行選點檢測外，必須注重對薄弱點的檢測，這樣檢測結(jié)果才能較客觀的反映工程質(zhì)量的實際情況。

四、量砂密度的標(biāo)定

量砂密度標(biāo)定準(zhǔn)確與否，將影響路基壓實度的檢測精度。而量砂密度的標(biāo)定，卻受儲砂筒砂面高度、砂的總重、標(biāo)定罐深度、砂的顆粒組成等因素的影響。因此，進(jìn)行路基壓實度檢測之前，應(yīng)進(jìn)行量砂密度的標(biāo)定。

（1）儲砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響

由于不同高度的砂，因下落速度的不同，會對量砂的密度有影響，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制儲砂筒中砂面高度。根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》的規(guī)定，筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15mm。而根據(jù)《公路土工試驗規(guī)程》的規(guī)定，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。實踐證明，現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時保持一致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）標(biāo)定罐深度對量砂密度的影響

砂的密度隨著標(biāo)定罐深度的變化其數(shù)值有較明顯的變化?！豆吠凉ぴ囼炓?guī)程》中說明：標(biāo)定罐深度減少2.5cm，砂的密度約降低1%?，F(xiàn)在假定土樣最大干密度為1.78g/cm3，灌砂筒和砂的總質(zhì)量為7000g，錐體及基板和粗糙面間砂的總質(zhì)量為850g，灌砂后筒和砂的質(zhì)量為3100g，濕土重4000g，含水量10%，如果采用20cm標(biāo)定罐標(biāo)定的砂的密度1.433g/cm3，得出碾壓層的壓實度為96.0%，如果采用15cm標(biāo)定罐來標(biāo)定砂的密度，其數(shù)值應(yīng)該是1.405g/cm3，那么，此時壓實度為94.1%。由此看來，對于同一個試坑，采用不同標(biāo)定罐標(biāo)定的砂密度，對壓實度數(shù)值產(chǎn)生了較大影響。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。

（3）量砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響

不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故每次檢測使用時量砂必須采用粒徑0.25mm～0.50mm或0.30mm～0.60mm的標(biāo)準(zhǔn)砂，而且要保持砂的潔凈干燥。

五、灌砂法檢測的質(zhì)量控制

按要求進(jìn)行壓實后再填筑路基，利用置換的方式加強地基，換填部分的壓實度應(yīng)不小于90%。軟土厚度薄，并且存在2m以上的硬殼層的路段，采用堆載預(yù)壓處理。對于路基土、路面半剛性基層以及粒料類柔性基層而言，壓實度就是指施工區(qū)域的土地實際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗所得的最大干密度的比值，對于瀝青面層以及瀝青穩(wěn)定基層而言，壓實度就是指現(xiàn)場實際達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值，壓實度是填土工程的質(zhì)量控制指標(biāo)。先取壓實前的土樣送試驗室測定其最佳含水量時的干密度，此為試樣干密度。再取由擊實試驗后所得試樣的最大干密度，用實際干密度除以最大干密度即是土的實際壓實度。用此數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓實度比較，也就得到了公路路基土的壓實程度是否達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。路面路基的壓實度評定要點是，控制平均壓實度的置信下限，以保證整體水平。規(guī)定單點極值不得超出規(guī)定值，防止局部隱患。規(guī)定扣分界限以區(qū)分質(zhì)量的優(yōu)劣。當(dāng)路面路基的單點壓實度全部大于或者等于規(guī)定值時，說明評定路段的壓實度合格。此外，在公路路基施工過程中由于混合料中碎石粒徑不穩(wěn)定，造成了混合料的最大干容重不固定，每一層甚至每一段填料的最大干容重均不一樣，所以用灌砂法檢測常出現(xiàn)壓實度超密的現(xiàn)象，因此現(xiàn)場監(jiān)理需要對路基的每一層確定最大干容量。

六、現(xiàn)場檢測注意事項

（1）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）中規(guī)定壓實度檢驗頻率為雙車道每200m每壓實層測4處。以報檢1km為例，需要檢測20點，大約5h，再加上監(jiān)理抽檢，整個檢測過程耗時還是比較長的，因此要配備足夠數(shù)量的檢測設(shè)備和人員，最好能做到自檢與抽檢同時進(jìn)行。

（2）因為儲砂筒砂面高度和砂總重不同會導(dǎo)致進(jìn)入試洞內(nèi)的砂密度發(fā)生變化，在施工現(xiàn)場試驗檢測時，儲砂筒砂面高度和筒內(nèi)砂重量要與標(biāo)定時相同。

（3）除非測點表面非常平坦，粗糙度不大，否則應(yīng)使用基板測定粗糙表面消耗的量砂，消除不規(guī)則表面對計算試洞體積的影響，注意如果灌砂筒底板、基板與地面之間有砂漏出，要將其收集稱重，計算密度時予以扣除。

（4）試洞的深度要達(dá)到壓實層底部。按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，試洞的深度應(yīng)該等于測定層的厚度，但不得有下層材料混入。工地上最常見的灌砂筒規(guī)格為150mm，只能測150mm厚壓實層的壓實度，隨著目前壓實設(shè)備性能提高、壓實功加大，壓實層的厚度基本都達(dá)到200mm左右，《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF10-2006）中對壓實度檢測特別要求，灌砂法、灌水法取土樣的底面位置為每一壓實層底部，因此應(yīng)用Φ150mm的灌砂筒檢測厚度在200mm左右的壓實層時應(yīng)先清除表層50mm再挖洞檢測。

（5）試洞形狀要規(guī)整，呈圓柱體，洞壁光滑垂直，上下洞口直徑一致，洞深應(yīng)盡量等于標(biāo)定時深度。

（6）灌砂時間要充分，邊緣處量砂雖然不再流動，但砂筒內(nèi)部砂可能還在下落，如果此時停止灌砂，必然導(dǎo)致試洞內(nèi)砂量不足，按此砂量計算會使壓實度結(jié)果數(shù)據(jù)值偏大，因此應(yīng)再等10s后結(jié)束灌砂。

（7）含水量試驗最準(zhǔn)確的方法是烘干法，但受現(xiàn)場檢測條件限制，通常采用酒精法。使用酒精法要注意土的類別，有機(jī)質(zhì)含量高的土?xí)驗橛袡C(jī)質(zhì)被燒掉導(dǎo)致檢測到水量數(shù)值偏大，潮濕的黏性土必須要粉碎，否則也會產(chǎn)生較大的誤差，酒精純度必須要達(dá)到95%，劣質(zhì)酒精燃燒不充分反而變成水份，影響檢測結(jié)果，路基表面往往含水量偏低，在做含水量時，應(yīng)將試洞內(nèi)取出的土壤迅速均勻攪拌，然后再測含水量。在鑿洞過程中，應(yīng)隨時將鑿松的土取出裝入塑料袋中，使水分不蒸發(fā)。

（8）量砂重復(fù)使用時一定要處理一致，洗凈、過篩，除掉雜質(zhì)，重新烘干，并放置一段時間使其濕度與空氣達(dá)到平衡后再用。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG-F80/1-2004）.

[2]史麗然.灌砂法檢測路基壓實度技術(shù)要點[J].建筑科技與管理，2011，（5）.