浅谈路基压实度检测灌砂法与湿度密度计法

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摘 要：灌砂法通过室内标定与现场检测相结合，分析了灌砂法在工程实践中影响路基压实度检测的各项因素，以求提高检测质量。湿度密度计法通过现场用环刀法取土样，快速测定其含水量与密度， 提高其试验速度。

关键词：灌砂法 路基压实度 检测 湿度密度计法环刀运用

路基工程质量的好坏，压实度是最重要的内在指标之一，只有对路基进行充分压实，才能保证路基的强度、整体稳定性，并保证和延长公路的使用寿命。路基现场压实度检测主要检测方法有灌砂法、环刀法、湿度密度计法、核子法、灌水法等检测方法。根据在校的教学中主要运用灌砂法和湿度密度计法，这两种实验方法在长期的模拟试验检测中，对于路基压实度检测的一些问题作简要地分析和讨论。

1 灌砂法基本原理

试验目的：利用均匀颗粒的砂的体积去置换试坑的体积。

灌砂法（标准方法，不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测）基本原理是利用粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积，并根据试洞集料的含水量来推算出试样的实测干密度。

2 灌砂筒的选用及室内标定砂的密度

2.1 根据集料的最大粒径选用灌砂筒。

集料的最大颗粒小于15mm时，测定厚度不超过150mm，宜采用直径100mm，小罐砂筒测试。

集料的粒径等于或大于15mm，但不大于40mm时，测定层厚度超过150mm，但不超过200mm，应采用直径为150mm，大型灌砂筒测试。

室内量砂标定的准确对压实度的影响 （1）灌砂筒中砂面高度、倒入灌砂筒的砂的落距和速度、砂的总重对量砂密度的影响 《公路土工试验规程》（T0111-93）中对筒内砂的高度和质量都做了明确规定。筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同，这就直接影响了量砂的密度。因此，灌砂筒中砂面高度必须严格控制；另外，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。灌入灌砂筒中的砂落距和速度要一致，这样他的密度的误差也就会缩到最小，实践证明，现场测试时，灌砂筒中砂面高度和重量以及落距和速度与室内标定时保持一致，大大提高了检测数据的准确性。

(2)标定罐深度对量砂密度的影响 通过试验结果发现标定罐深度每减2.5cm，砂密度大约降低1%。可见其深度不同对砂密度影响较大。因此，现场试洞深度应尽量与室内标定罐深度一致。

(3)砂的颗粒组成对试验的重现性有影响 不同颗粒粒径组成的砂，其级配不同，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），而且要保持砂的洁净干燥，含水率不大于1%。用不同粒径的砂标定漏斗体积 和砂的密度时的重现性不同，试验证明 0.3~0.6mm砂的重现性最好，标定的精度达到0.001kg。如下表：

由上述可见，灌砂筒砂面高度、砂的落距、砂的速度、砂的总重、标定罐深度、砂的颗粒组成等均在一定程度上影响量砂的密度。量砂密度标定准确与否，也将影响路基压实度的检测精度。所以，在进行路基压实度检测之前，标定工作不容忽视，必须引起足够的重视。

3 现场检测注意事项

现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致。

尽量使用基板，确保试验精度。

尽量使检测表面光滑平整。现场测试完后，要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出，如有要将其单独清出，称其质量，计算密度时应扣除这部分质量。

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，使其与标定时的洁净、干潮状况一致。

现场含水量检测，通过标准烘干法其结果不超过1％，证明是可行的。其他含水检测准确度略有误差，所以本文不提倡。

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。实验证明试坑上大下小，密度会偏大，试坑上小下大 ，密度会偏小

4 选点及检测频率

选点是否得当，直接影响到压实度的检测结果。选点太少，位置不客观，没代表性，很难反映实际情况；选点太多，不但没必要，而且浪费时间，降低工作效率。因此，正确的选点，严格按《公路路基路面现场测试规程》（JTJ?059-95）附录A规定的检测频率进行检测，具有很强的实际指导意义。所以，进行压实度检测时，选点应得当，随机取点，检测频率也要满足规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映工程质量的实际情况。

5 最大干密度、最佳含水率对压实度检测的影响

压实度K=现场实测干密度/实验室最大干密度，最大干密度是通过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，必将影响压实度检测结果的准确性与可靠性。作标准试验时，施工单位与监理单位应共同取样，并应尽量取有代表性的集料，作对比试验。另外，针对山区高速公路的地质情况，对集料最大干密度的获得除标准击实试验外也可考虑使用表面振动压实仪法。对于测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度表面振动压实仪法更接近于现场振动碾压的实际状况。通过多种方法的验证、对比才能保证试验结果的可靠性，以免造成不必要的损失。

6 湿度密度计的试验原理

根据浮体所排开的液体的质量和浮体的质量相等的原理，把盛有土样的浮称放入水桶，这是从水面与浮称颈管上的标尺接触的刻度，即读出湿密度与干密度。该方法 适合细粒土试验。

实验仪器:湿度密度计也叫含水率、密度快速测定仪如下图;

含水量密度快速测定仪

1―上盖；2―漏斗；3―克码；4―小刀把；5―外壳水箱

6―浮秤；7―盛器；8―切土环上垫；9―切土环；

10―砝码；11―水筒；12―下垫；13―底垫

其构造主要为： 水桶及浮称，浮称的中部必要时可以自由开启，以便放入或取出土样。在浮称的管子上刻有标尺0、1、2、3。标尺 0是测定湿密度的，标尺1、2、3分别测定相当于相对密度2.60、2.65、2.70的干密度标尺。水桶与浮称以三个钩型接头扣在一起，浮称与水桶在一起时，为使水和空气自由进入筒中，应使其间保持1―2mm 的空隙，然后将浮称和水桶扣在一起放入外壳水桶内，这样组成仪器的主要部分。在测定之前用环刀标准方法取土。

操作步骤：

1）参照环刀取土在压实好的路基取土

2）校正浮称是否在0点。用砝码钩把123克的砝码放入浮称的底部，挂上小水桶，放入事先装有三分之二水的大水桶，浮称和水面接触的刻度在0号尺的0点，高于或低于0点都要进行校正。

3）将漏斗连同切土环安置在浮称管子上，把环刀中的土样搅碎，倒进浮称中。

4）把带土的浮称轻轻放入 预先盛水的外壳水桶中，读出标尺0所接触的刻度，其值即为土的湿密度

在该仪器的应用中要注意以下几点，才能准确无误的测定出密度和含水

把握好环刀取土的原理，常常在应用中有随便乱填土和随意压实的情况，这样直接影响密度的大小，建议取土施工方和监理同时在场。

在矫正浮称是否在“0”点的时候，大水桶的水面要平衡，保持浮称在水中是水平位置，校正结果才能准确。

在测干密度时:土倒入小水桶，加3/4的水，静止15分钟后，倾斜的把小水桶放入大水桶 ，使大水桶里的水缓缓进入，最后大水桶的水一定要清澈。这一点在各种资料中没有详细涉及。但我经过试验证明，大水桶的水在浑浊的情况下，测得的密度比实际密度偏小0.1―0.3。

8 结语

灌砂法检测路基压实度是施工中最常用的试验方法之一，此方法看起来简单，但实际操作时常常不好握，会引起较大误差，也是施工单位与监理关注的重点。湿度密度计法适合细粒土，也很常用，一定要掌握好细节，才能准确无误而且快速的测定出含水和密度，减少工作量和节约了一定的时间，以上所述只是和广大同行交流看法，希望各位多提宝贵意见。

参考文献

［1］公路土工试验规程(JTGE40―2007)［S］.

［2］土木建筑职业技能岗位培训教材［Z］.

［3］路基路面试验检测技术［Z］.