探讨灌砂法检测路基的压实度

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摘要：本文简要介绍了灌砂法的基本原理，从压实度定义出发，分析了采用灌砂法检测压实度的步骤和影响因素，根据笔者的工作经验，总结了灌砂法检测压实度时应注意的一些问题。

关键词：灌砂法检测压实度

Abstract: This paper briefly introduces the basic principle of sand filling method, starting from the definition of degree of compaction, the compaction of the sand filling method to detect the process and the influence factors, according to the work experience of the author, some problems should be paid attention to summarize the sand filling method for the detection of compaction degree of.

Keywords: sand filling method; detection; compaction degree;

中图分类号：U213.1文献标识码：A 文章编号：

前言

在公路建设过程中, 路基路面的压实度是施工质量管理的重要指标之一。压实度不达标是造成路面破损, 使用状况差, 通行能力差, 交通事故多的主要原因之一。虽然造成路面破损的原因很多, 但其中一条重要的原因就是路基施工中压实度指标达不到要求。所以, 只有对路基结构层充分压实, 才能保证路基强度、刚度及平整度, 保证及延长路基路面的使用寿命。

在公路建设项目中，检测压实度是路基工程施工中非常重要的一项工作内容。通常路基压实度检测的主要方法有灌砂法、核子密度仪测定法和环刀法等。但交通部颁发的规范中指出，核子密度仪检测方法只适用于施工现场的快速评定，不宜用作仲裁试验或评定验收的依据，使得核子密度仪检测方法的应用具有一定的局限性。环刀法虽然是规范允许使用的方法，但它也有自身的缺点，那就是试样的质量过小，使试验数值的精度和稳定度受到一定的影响，进而使人们对该实验结果的代表性表示忧虑。而灌砂法则因其数值的准确性、操作过程的可控性和结果的可代表性而得到建设各方的认可，成为目前公路建设中应用最广泛的压实度检测方法。

1 灌砂法的基本原理

其原理是利用粒径0.30～0.60mm 或0.25～0.50mm 清洁干净的标准砂，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体积进而得到试坑内填料的湿密度，并根据填料的含水量来推算出该试洞内填料的干密度，通过干密度与在试验室确定的该种材料最大干密度的比值得到该点的压实度。灌砂法主要用于检测细粒土和粗粒土材料的压实度，对填石路堤等有大的孔洞或者大空隙材料不适用。

2、灌沙法的检测步骤

首先点位的确定，点位的选取是否适当将直接影响检测评定的结果。由于工程结构的特殊性，一般路基中间部位的压实度较两侧接近路边缘处压实度高，所以加强对路基边部的检测也是非常必要的。在日常检测尤其是在质量验收时，应严格按照《公路路基路面现场测试规程》附录A 规定的随机选点的方法确定检测点的位置。

要在试验地点选一块平坦表面，其面积不得小于基板面积，并将其清扫干净。将基板放在此平坦表面上，沿基板中孔凿洞，洞的直径100毫米，在凿洞过程中应注意不使凿出的试样丢失，并随时将凿松的材料取出，放在已知质量的塑料袋内，密封。试洞的深度应等于碾压层厚度。凿洞毕，称此袋中全部试样质量，准确至1 克。减去已知塑料袋的质量后即为试样的总质量。

然后取样频率，由于灌砂法检测压实度过于繁琐，施工单位总是尽量减少检测的点数；而为了有效控制质量，监理单位希望多抽查一些点。笔者根据多年工作经验认为：选点太少，位置不客观，代表性不足，很难反映实际情况；选点太多，不但费时费力，降低工作效率，而且由于试洞较多，往往会破坏结构层整体强度。因此，在实际工作中，我们除了按《公路工程质量检验评定标准》中规定的频率进行选点检测外，必须注重对薄弱点的检测，这样检测结果才能较客观的反映工程质量的实际情况。

从挖出的全部试样中取有代表性的样品，放入铝盒，用酒精燃烧法测其含水量。最后将灌砂筒直接安放在挖好的试洞上，这时灌砂筒内应放满砂，使灌砂筒的下口对准试洞。打开灌砂筒开关，让砂流入试洞内。直到灌砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量，准确至1克。试洞内砂的质量=砂至满筒时的质量-灌砂完成后筒内剩余砂的质量-锥体的质量。 挖出土的总质量除以试洞内砂的质量再乘以标准砂的密度可计算路基土的湿密度。干密度就等于湿密度/(1+0.01*含水量)，压实度就等于土的干密度/土的最大干密度*100% ，在路基施工过程中，为控制好路基压实质量，提高现场压实机械的工作效率，需要重点做好四方面工作：

1）通过试验准确确定不同种类填土的最大干密度和最佳含水量。

2）是现场控制填土的含水量。实际施工中，填土的含水量是一个影响压实效果的关键指标，路基施工中当含水量过大时应翻松晾晒或掺灰处理，降低含水量;当含水量过低时，应翻松并洒水闷料，以达到较佳的含水量。

3）分层填筑、分层碾压。施工前，要先确定填土分层的压实厚度。最大压实厚度一般不超过20厘米。

4）加强现场检测控制。填筑路基时，每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测，各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土。

3 影响测试结果的因素

分析影响灌砂法检测压实度结果的因素首先需明确压实度的含义。压实度是指现场材料压实后的干密度与该材料的标准干密度之比，可用下式表示：

式中：K为测试地点的施工压实度，%；ρc 为由击实试验得到的式样的最大干密度，g/cm3；ρd 为试样的干密度，g/cm3；ρw 为试坑材料的湿密度，g/cm3；w 为试坑材料的含水量，%；mw 为试坑中取出的全部材料的质量，g；mb为填满试坑的砂的质量，g；γs为量砂的单位质量，g/cm3。

通过对公式进行分析可知：试样的最大干密度在试验室由标准击实试验得到；因此与灌砂法相关的影响因素为试样的干密度。而影响试样干密度的因素为试坑内土样质量及含水量、试坑内标准砂质量、标准砂密度。因此，在压实度检测过程中，操作过程及数据处理应严格按照规范要求进行，否则将降低检测精度甚至出现错误。

4 检测时应注意的事项

1）储砂筒内砂面高度、砂的总重、标定罐深度及砂的颗粒组成对量砂密度及锥体质量有一定的影响。《公路土工试验规程》规定储砂筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm，标定及试验应保持质量不变；标定标准砂密度时，砂的密度随着标定罐深度的减少而降低，因此，现场试洞深度应与室内标定罐深度一致，以减少因量砂密度的改变对压实度的影响；量砂级配不同，密度也明显不同，故检测时量砂必须采用粒径0.25～0.50mm或0.30～0.60mm 的标准砂。

2）选点后，去除表层松散土并处理平整后进行试坑的开挖。开挖试坑时应先中间后边缘，试坑深度要保持足够，按照《公路路基路面现场测试规程》要求，试坑的深度应该等于测定层的厚度，但不得有下层材料混入；试坑内径应保持上下一致。在凿洞过程中，应随时将凿松的土取出装入塑料袋中，不使水分蒸发，尽量避免使土样直接暴露于空气中，否则将影响压实度的检测结果。

3）试坑开挖中遇到细粒土中夹有碎石，则压实度将有可能偏大，甚至出现超密情况。处理的方法为灌砂前把碎石放回试坑内，或者换一个位置进行检测。

4）含水量的检测是灌砂法检测压实度中至关主要的一步，最准确的方法是烘干法。但在实际工作中，由于工期等原因，更多的是采用现场酒精燃烧法进行含水量的检测。这种方法会将土壤中的有机质燃烧掉而产生误差。首先取样应有代表性；其次就要求酒精的浓度要满足规范要求；第三在酒精燃烧土样的过程中，要防止铝盒内试样“嘣”出铝盒，每一土样至少燃烧三次，直至质量不在发生变化为止；燃烧完成后，两个试样的含水量结果不能超过1%，否则结果无效；最后取两次含水量的平均值为该点含水量的代表值。

5）规范中规定：当试坑中有较大的空隙时应按试坑外形松弛的放一层柔软的纱布，然后灌砂。在实际工作中发现，采用纱布得到的压实度比不用纱布高出3%，因此建议不用纱布。

6）对数据的处理。为保证结果的准确性，规范规定试样湿密度取三位小数，干密度取两位小数，含水量以百分数表示，取一位小数。

7）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。

5、结语

灌砂法是检测压实度最常用的试验方法之一，此方法看起来简单，但实际操作起来又不易控制，常因小的疏忽导致结果不具有不能代表。这就要求操作人员一方面要深刻理解该实验的基本原理，了解各个步骤的要领和必要性，另一方面要严格、细心的按检测规程操作，只有这样才能取得良好的效果。

参考文献

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