灌砂法在路基壓實度試驗檢測中的應用

摘要：灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，通過試驗數據可以計算出路基壓實度的試驗檢測方法。較多路基工程中都把灌砂法列為現場測定壓實度的主要方法，它是當前最通用路基試驗檢測的方法之一。

關鍵詞：灌砂法 壓實度

0 引言

試驗檢測在路基工程的施工中，壓實度的控制是施工質量管理中最為重要的一項重要指標，它直接關系到整個工程的質量、進度；關系到已建成公路的強度、使用壽命和行車安全。對路基來說，土質、含水量、壓實功能（如機械性能、壓實遍數、壓實速度、土層厚度）及壓實時外界自然和人為等因素影響路基的壓實度。通過準確的壓實度檢測，可以找出具體影響因素并將其調整，以達到最佳。因此對路基壓實度進行完整、科學、合理、精確的監控測試方法和檢查結果，不僅能控制路基工程的質量，而且還能縮短施工工期，降低工程投資，為國家和業主節省資金，減少不必要的損失和浪費。目前，施工中常用的測量壓實度的方法有核子密度儀、環刀法和灌砂法等方法。本文作者結合多年施工經驗，對路基壓實度試驗檢測的灌砂法進行一些粗淺的探討。

1 我國現行路基壓實度的檢測方法

我國現行路基壓實度的檢測，采用了干密度比的壓實檢測方法。即以實測壓實土的干密度γ和標準擊實試驗（重錘或輕錘）得到的最大干密度γ0之比，作為壓實度K的檢測標準，K=γ/γ0。高速公路采用重型擊實試驗方法，對不同級別公路的路基要求達到不同的壓實度標準。公路工程質量檢驗評定標準（JTG F80/1-2004）規定：高速、一級公路路基的壓實度標準為：路床0～80cm應不小于96%；路堤80～150cm應不小于94％；150cm以下應不小于93%；零填及挖方0～80cm應不小于96%。二級公路路基的壓實度標準為：路床0～80cm應不小于95%；路堤80～150cm應不小于94％；150cm以下應不小于92%；零填及挖方0～80cm應不小于95%。三、四級公路路基的壓實度標準為：路床0～80cm應不小于94%；路堤80～150cm應不小于93％；150cm以下應不小于90%。

檢測路基填筑中壓實度的辦法是：在路基填料運用最大粒徑即：D<5毫米的普通細粒土或者砂土的時候，用灌砂法控制，標準擊實成果運用JTJ051-93中的重型II.1法算出最大干密度，用這個最大干密度來進行現場壓實控制。當路基填筑運用含石量不大于70%的填料時，壓實度用灌砂法控制，依照公路土工試驗規程（JTJ051-93）中的重型II.2標準計算得出事先配備的5個含石量所一一對應的最大干密度，再用5個含石量與最大干密度進行線性回歸，算出含石量與最大干密度的關系式，當填料中含有D＞38毫米的顆粒的時候，還需要通過試驗算出這些顆粒的毛體積密度。在現實施工時測量壓實度的時候，依據5mm、38mm粒徑區分結果，利用含石量與最大干密度關系式、公路土工試驗規程（JTJ051-93）中16.0.5.4公式對擊實算出的最大標準干密度進行校正。最后運用修正后的數據控制壓實度。

可以看出，規范中把灌砂法列為路基工程現場測定壓實度的主要方法。灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，通過試驗數據可以計算出路基的壓實度。運用灌砂法的時候，必須遵循一下規定：當集料的最大粒徑<15毫米，并且測定層的厚度≤150毫米的時候，比較適合運用Φ100mm的小型灌砂筒實驗。在集料的粒徑≥15毫米的時候，但≤40毫米的時候，測定層的厚度＞150毫米，但又≤200毫米的情況下，采取Φ150mm的大型灌砂筒實驗。

2 灌砂法具體試驗步驟及方法

2.1 選一塊大于基板面積的平臺表面作為實驗地點，把表面清理干凈

2.2 把基板平放在平面上。當表面的比較粗糙式，把盛裝量砂的灌砂筒置于基板中間的圓孔上，打開開關，讓砂流入基板的中孔內，等到砂停止下流時關閉開關。這時候稱量筒內砂的質量準確至1克。

2.3 移開基板，處理好剩余的砂，清理好平臺。

2.4 把基板放回到處理干凈的平臺原處，沿基板中孔鑿洞（洞的直徑與灌砂筒一致）。在鑿洞過程中，應注意勿使鑿出的材料丟失，并隨時將鑿出的材料取出裝人塑料袋中，不使水分蒸發，也可放在大試樣盒內。試洞的深度應等于測定層厚度，但不得有下層材料混人，最后將洞內的全部鑿松材料取出。對土基或基層，為防止試樣盤內材料的水分蒸發，可分幾次稱取材料的質量。稱量全部取出材料的總質量，準確至1g。

2.5 從挖出的全部材料中取出有代表性的樣品，放在鋁盒或潔凈的搪瓷盤中，測定其含水量（w，以％計）。樣品的數量如下：用小灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于100g；對于各種中粒土，不少于500g。用大灌砂筒測定時，對于細粒土，不少于2oog；對于各種中粒土，不少于1000g；對于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等元機結合料穩定材料，宜將取出的全部材料烘干，且不少于2000g，稱其質量，準確至1g。

2.6 將基板安放在試坑上，將灌砂筒安放在基板中間（儲砂筒內放滿砂質量），使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞，打開灌砂筒的開關，讓砂流入試坑內匕在此期間，應注意勿碰動灌砂筒，直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關。小心取走灌砂筒，并稱量筒內剩余砂的質量，準確到1g。

2.7 如清掃干凈的平坦表面的粗糙度不大，也可省去上述（2）和（3）的操作。在試洞挖好后，將灌砂筒直接對準放在試坑上，中間不需要放基板。打開筒的開關，讓砂流入試坑內。在此期間，應注意勿碰動灌砂筒。直到儲砂筒內的砂不再下流時，關閉開關，小心取走灌砂筒，并稱量剩余砂的質量，準確至1g。

2.8 仔細取出試筒內的量砂，以備下次試驗時再用，若量砂的濕度已發生變化或量砂中混有雜質，則應該重新烘干、過篩，并放置一段時間，使其與空氣的溫度達到平衡后再用。

檢測結果計算：試洞內砂的質量=砂至滿筒時的質量-灌砂完成后筒內剩余砂的質量-錐體的質量。路基土的濕密度=挖出土的總質量除以試洞內砂的質量再乘以標準砂的密度。干密度=濕密度/(1+0.01*含水量)壓實度=土的干密度/土的最大干密度*100%灌砂法表面上看起來較為簡單，但實際操作時常常不太好掌握，并會引起一些細小誤差；但它作為測定壓實度的依據，因此必須嚴格遵循試驗的每個細節，以提高試驗精度。

為使試驗做得準確，應該要注意量砂要規則；每次換沙時，都要測量松方密度；要處理好地面，就算是高出1毫米，其體積就會計算到試坑中，這樣就嚴重影響試驗結果；另外在挖坑時要注意試坑周壁是否筆直，如果出現不筆直的情況，就會使計算出現誤差。灌砂時檢測厚度應為整個碾壓層厚，不能只取上部或者取到下一個碾壓層中。要求每200m每壓實層測4處，壓實度達到規范要求。在檢測過程中需要用到最大干密度，最佳含水量等數據由試驗室提供，但一個標段填筑土樣可能很多，一定要搞清楚各個作業面在那個段落上，必須與實驗室的哪個最大干密度，最佳含水量相配合。另外，作業面可能大小不同，并非完全200m，根據實際情況需適當增加或減少測處。

3 結束語

灌砂法作為路基施工過程中最常用的試驗方法之一，缺點是需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數較多，因此它的測試速度較慢。但作為一種常規檢測方法，它的檢測結果精度較高，一直是質量檢測監督部門與施工單位之間通常認可的一種壓實度的試驗檢測方法。

參考文獻：

[1]公路土工試驗規程（JTJ 051—93）.人民交通出版社.1994·北京.

[2]公路路基施工技術規范（JTJ 033—95）.人民交通出版社.1996·北京.

[3]公路工程質量檢驗評定標準（JTG F80/1—2004）.人民交通出版社 2004·北京.