路基灌砂法試驗若干問題探討

詹宏偉

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團有限公司，廣東 廣州510635）

1 概述

路基工程質(zhì)量的好壞，壓實度是最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有對路基進行充分壓實，才能保證路基的強度、整體穩(wěn)定性，并保證和延長公路的使用壽命。路基現(xiàn)場壓實度檢測主要檢測方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、水袋法等檢測方法。保證路基應(yīng)有強度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟有效的技術(shù)措施是路基壓實，而現(xiàn)場路基壓實的質(zhì)量通常用壓實度來衡量，而灌砂法是路基壓實度檢測中最常用的試驗方法，適用于現(xiàn)場測定細粒土、砂類土和礫類土的密度。文章根據(jù)路基工程中壓實度檢測的實踐經(jīng)驗，綜合考慮了影響灌砂法檢測路基壓實度精確度的各個相關(guān)因素，對如何保證灌砂法檢測路基壓實度的精度進行了分析與探討。

2 灌砂法基本原理

灌砂法（標(biāo)準(zhǔn)方法，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測）基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來測量試洞的容積（即用標(biāo)準(zhǔn)砂來置換試洞中的集料），并根據(jù)集料的含水量來推算出試樣的實測干密度。

3 灌砂筒的選用及室內(nèi)標(biāo)定

3.1 根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒

當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測試。

當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度不超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測試。

如集料的最大粒徑達到40mm～60mm或超過60mm時，灌砂筒和現(xiàn)場試洞的直徑以200mm為宜。

工地上普遍應(yīng)用φ150mm的灌砂筒，它的測深為150mm，其所測壓實度僅為這150mm的壓實度。但是現(xiàn)場壓實層厚度往往在200mm左右，而且一般壓實度在壓實表層都比較高，往下就難以保證，因此在山區(qū)現(xiàn)場含碎石較多的集料應(yīng)采用φ200mm的大灌砂筒檢測為宜。

3.2 室內(nèi)量砂標(biāo)定的準(zhǔn)確與否對壓實度的影響

儲砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響《公路土工試驗規(guī)程》（JTJ051-93）中對筒內(nèi)砂的高度和質(zhì)量都做了明確規(guī)定。筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15mm，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標(biāo)定罐內(nèi)砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲砂筒中砂面高度必須嚴(yán)格控制；另外，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g，每次標(biāo)定及以后的試驗都維持這個質(zhì)量不變。因為標(biāo)定時，只要砂總重相同，即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂使用的準(zhǔn)確性。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。

標(biāo)定罐深度對量砂密度的影響通過試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)定罐深度每減1cm，砂密度大約降低1.2%。可見，其深度不同對砂密度影響較大。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。

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需采用標(biāo)準(zhǔn)砂（0.30～0.60mm或0.25～0.50mm），而且要保持砂的潔凈干燥。

由上述可見，儲砂筒砂面高度、砂的總重、標(biāo)定罐深度、砂的顆粒組成等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂密度標(biāo)定準(zhǔn)確與否，也將影響路基壓實度的檢測精度。所以，在進行路基壓實度檢測之前，標(biāo)定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。

4 檢測注意事項

4.1 檢測點數(shù)量

選點是否得當(dāng)，直接影響到壓實度的檢測結(jié)果。選點太少，位置不客觀，沒代表性，很難反映實際情況；選點太多，不但沒必要，而且浪費時間，降低工作效率。因此，正確的選點，嚴(yán)格按《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》附錄A規(guī)定的檢測頻率進行檢測，具有很強的實際指導(dǎo)意義。所以，進行壓實度檢測時，選點應(yīng)得當(dāng)，隨機取點，檢測頻率也要滿足規(guī)范要求。這樣，檢測結(jié)果才能較客觀地反映工程質(zhì)量的實際情況。施工單位在完成每一壓實層后應(yīng)該首先自檢，自檢頻率按照技術(shù)規(guī)范的規(guī)定進行全頻率試驗。依據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定：檢驗頻率為每1000m2至少檢驗2點，不足1000m2時檢驗2點，必要時可根據(jù)需要增加檢測點。灌砂法檢測每點需要操作時間約15min，如果以報檢寬度為30m的路基為例，即使每天只報檢500m，每天的報檢面積為15000m2，需要檢測點數(shù)為30個點，需要時間約為7.5h，僅僅自檢的現(xiàn)場操作就需要如此漫長的時間，如果再加上現(xiàn)場監(jiān)理抽檢時間，那就更長，這就需要現(xiàn)場監(jiān)理、施工單位自檢和抽檢一塊進行。

4.2 試坑的位置

檢測點地表面處理要平，只要表面凸出一點（即使1mm），使整個表面高出一薄層，其體積便算到試坑中去了，將影響試驗結(jié)果，因此除非非常的平，否則應(yīng)先放上基板測定一次粗糙表面消耗的量砂。必須注重對薄弱點的檢測，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。

4.3 試坑的深度

按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，試坑的深度應(yīng)該等于測定層的厚度，但不得有下層材料混入。一般情況下每壓實層厚度約為15cm，所以試坑深度也應(yīng)該為15cm。由于現(xiàn)場操作時，挖坑這道工序往往由工地務(wù)工人員完成，其挖坑深度經(jīng)常達不到要求。壓路機在碾壓過程中其應(yīng)力分布呈倒三角形，所以就每一壓實層而言，越向下的部位其壓實度越小。因此，坑的深度不夠，將導(dǎo)致測得的壓實度值偏大。

4.4 試坑的形狀

試坑的形狀應(yīng)該是圓柱體，坑洞周壁應(yīng)豎直，但實際操作中會出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形，這樣形狀的試坑導(dǎo)致測得的壓實度值偏大或偏小。

5 結(jié)束語

灌砂法檢測路基壓實度是目前所有檢測方式中，準(zhǔn)確度和認(rèn)可度最高的一種，由于操作方便，隨時隨地便可進行，無須借助大型儀器設(shè)備，因此深得公路建設(shè)者的一致認(rèn)可。但是，由于整個試驗過程，基本上以人工操作為主，倘若進行壓實度檢測時不按既定的標(biāo)準(zhǔn)操作進行，或是進行試驗操作的人員經(jīng)驗不足，都有可以造成試驗結(jié)果的失真，并有可能導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)的誤導(dǎo)，使得原本達不到壓實要求的路基被視為合格，這對路基質(zhì)量的控制工作而言，無疑是一種，因此，在進行灌砂試驗前，我們完全有必要先通過規(guī)程，通過現(xiàn)場實踐來進一步提高試驗從業(yè)人員自身操作技能，唯有這樣，才能讓灌砂試驗的數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)施工。

[1]公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程（JTG E60-2008）[S]．北京：人民交通出版社，2008．

[2]公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004.

[3]公路土工試驗規(guī)程（JTG E40-2007）[S]．北京：人民交通出版社，2008．