灌砂法在路基試驗(yàn)檢測(cè)中的運(yùn)用

摘 要：公路試驗(yàn)檢測(cè)是公路工程建設(shè)施工過程中的一個(gè)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到公路施工質(zhì)量的控制。灌砂法是公路試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)中進(jìn)行壓實(shí)度測(cè)定的一種有效方法。本文筆者將對(duì)灌砂法的具體操作過程進(jìn)行介紹，并結(jié)合具體的公路路基施工實(shí)例，簡(jiǎn)要探討灌砂法的具體應(yīng)用，希望能對(duì)類似工程起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞：公路試驗(yàn)檢測(cè) 灌砂法 壓實(shí)度

中圖分類號(hào)：U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

在公路工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施過程中，公路試驗(yàn)檢測(cè)是施工技術(shù)管理的一種重要組成部分，通過公路試驗(yàn)檢測(cè)可以有效的對(duì)工程的施工質(zhì)量進(jìn)行控制，加快工程進(jìn)度，提高養(yǎng)護(hù)水平。同時(shí)在竣工驗(yàn)收評(píng)定階段也需要進(jìn)行公路試驗(yàn)檢測(cè)。通過試驗(yàn)檢測(cè)能充分地利用當(dāng)?shù)卦牧希杆偻茝V應(yīng)用新材料、新技術(shù)和新工藝。在公路施工過程中，采用科學(xué)合理的試驗(yàn)方法可以對(duì)各種材料和構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，從而為科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。在公路施工過程中，進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)的一種有效方式是灌砂法，以下將對(duì)灌砂法進(jìn)行闡述。

1 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)為1000m，寬度為24m。本工程與多條重要道路之間相連通，是該市一條最受關(guān)注的道路。為了確保工程的質(zhì)量，在本工程的施工過程中應(yīng)嚴(yán)格做好試驗(yàn)檢測(cè)工作。

2 壓實(shí)度的檢測(cè)評(píng)定及測(cè)試方法

2.1 灌砂法介紹

在公路施工過程中，測(cè)量壓實(shí)度的一種有效試驗(yàn)方法是灌砂法。灌砂法主要適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定路基、基層或者底基層及砂石路的各種細(xì)骨土、中料骨土、粗骨土等的密度和壓實(shí)度，同時(shí)也適用于瀝青表面處治、瀝青貫入式路面密層的密度和壓實(shí)度的檢測(cè)，但是不適用于進(jìn)行填石路堤等大孔洞和大孔隙材料的壓實(shí)度檢測(cè)。在公路施工過程中，當(dāng)采用挖坑灌砂法進(jìn)行密度和壓實(shí)度的檢測(cè)時(shí)，應(yīng)遵循表1中所示的條件。

表1 灌砂法試驗(yàn)條件

灌砂法灌砂筒直徑/mm適用條件

骨料的粒徑/mm測(cè)定層的厚度/mm

小型灌砂筒測(cè)試100<15≤150

大型灌砂筒測(cè)試150≥15，≤40>150

儀器設(shè)備選取方面，針對(duì)本工程采用灌砂法進(jìn)行密度和壓實(shí)度的測(cè)試，需要采用到以下的各種儀器：金屬圓筒，一般可以采用鍍鋅鐵皮進(jìn)行制作；上部?jī)?chǔ)砂筒，小筒容積為2120cm3，大筒容積為4600cm3，在筒的底部中心設(shè)置有一個(gè)圓孔；圓形漏斗，其是安裝在儲(chǔ)砂筒的下部，裝置進(jìn)行安裝，漏斗的上端開口，其直徑應(yīng)與儲(chǔ)砂筒底部的圓孔直徑一致，漏斗是采用焊接的方式與鐵板連接在一起，同時(shí)在鐵板的中心設(shè)置有一圓孔，該圓孔與漏斗上開口相連接。自儲(chǔ)砂筒筒底與漏斗頂端鐵板之間設(shè)有開關(guān)。

壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的干容重與試驗(yàn)室提供的標(biāo)準(zhǔn)最大干容重之比。在公路施工建設(shè)項(xiàng)目中，壓實(shí)度是進(jìn)行施工質(zhì)量控制的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。如果路基中填筑材料采用的是天然砂礫，其顆粒組成往往不是很均勻，而在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)砂礫的干容重進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，顆粒組成對(duì)結(jié)果的影響很大，因此在實(shí)際砂礫干容重的測(cè)試中往往會(huì)出現(xiàn)以下的這個(gè)問題：當(dāng)對(duì)砂礫石含量較多的位置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其所得到的壓實(shí)度會(huì)很高，有時(shí)候設(shè)置超過100%，這種情況下實(shí)際工程中經(jīng)常遇到，但是實(shí)際上這個(gè)位置的真實(shí)壓實(shí)度仍無法滿足要求；當(dāng)對(duì)砂礫石含量較低的位置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得到的壓實(shí)度卻比較低，根據(jù)規(guī)范的要求是無法滿足條件的，但是實(shí)際上這個(gè)位置處已經(jīng)得到充分的壓實(shí)。用一個(gè)固定不變的試驗(yàn)室提供的標(biāo)準(zhǔn)最大干容重和現(xiàn)有的檢測(cè)計(jì)算方法來檢測(cè)和評(píng)定砂礫的壓實(shí)度是不科學(xué)的，同時(shí)其所測(cè)得的數(shù)據(jù)是無法作為施工現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)依據(jù)。嚴(yán)格來說，當(dāng)在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每個(gè)點(diǎn)的干容重進(jìn)行測(cè)定時(shí)，試驗(yàn)室均應(yīng)提供一個(gè)與該點(diǎn)的顆粒組成相一致的標(biāo)準(zhǔn)最大干容重，這樣所測(cè)得的現(xiàn)場(chǎng)的砂礫干容重才能得到真是的該點(diǎn)處的壓實(shí)情況。但是，在現(xiàn)實(shí)的施工過程中，這一做法的工程量巨大，難以做到，因此每天在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多次試驗(yàn)，最終選取一個(gè)最具代表性的能夠令監(jiān)理方認(rèn)可的干容重?cái)?shù)據(jù)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)砂密度的測(cè)定

（1）標(biāo)準(zhǔn)砂的密度應(yīng)清洗干凈。

（2）組裝容砂瓶與灌砂漏斗、螺紋連接處應(yīng)旋緊，對(duì)其重量進(jìn)行稱量。

（3）將密度測(cè)定器豎立，灌砂漏斗口向上，關(guān)閉閥門，接著向漏斗中注入標(biāo)準(zhǔn)砂，應(yīng)注滿。打開閥門，讓標(biāo)準(zhǔn)砂漏入容砂瓶中，同時(shí)向漏斗內(nèi)加入標(biāo)準(zhǔn)砂。當(dāng)砂停止流動(dòng)之后，即可將閥門關(guān)閉，并將剩余的啥砂倒掉。對(duì)砂瓶、灌砂漏斗和標(biāo)準(zhǔn)砂的總質(zhì)量進(jìn)行稱量，質(zhì)量應(yīng)精確至5g。在試驗(yàn)過程中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)振動(dòng)的影響。

（4）倒出容砂瓶?jī)?nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砂，通過漏斗向容砂瓶?jī)?nèi)注水至水面高出閥門，關(guān)閥門，倒掉漏斗中多余的水，稱容砂瓶、漏斗和水的總質(zhì)量，其質(zhì)量同樣需要精確至5g。

2.3 灌砂法的實(shí)際應(yīng)用

壓實(shí)度是檢測(cè)路基工程質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。在路基工程施工中，只有其壓實(shí)度指標(biāo)達(dá)到要求，才能確保路基的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性能夠滿足要求，同時(shí)也直接影響到公路的使用壽命。在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)路基的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，主要可以采取的方法包括灌砂法、環(huán)刀法以及水袋法等。本工程進(jìn)行路基壓實(shí)度的檢測(cè)主要采用的是灌砂法。根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，每層選取24個(gè)測(cè)試點(diǎn)，路基的壓實(shí)一共分為三層，因此總共選取了72個(gè)測(cè)試點(diǎn)，如表2所示為各層土體的物理性質(zhì)。從表2中可以看出本工程中各分層土體的試驗(yàn)結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

表2 各層土體的物理性質(zhì)

濕容重g/cm3干容重g/cm3含水率%最大干容重g/cm3

第一層2.2742.11547.5%2.25

第二層2.2882.14236.8%2.28

第三層2.19632.08185.5%2.21

2.4 檢測(cè)路基壓實(shí)度灌砂法應(yīng)注意的問題

在路基施工中進(jìn)行施工質(zhì)量管理的一個(gè)重要內(nèi)在指標(biāo)是路基的壓實(shí)質(zhì)量。只有路基結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度充分滿足要求之后，才能確保路基的強(qiáng)度、剛度以及整體穩(wěn)定性等滿足要求，同時(shí)還能保證路基的使用壽命滿足要求。進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)的方法有很多種，這些方法雖然均較為簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際的操作過程中很多問題我們往往會(huì)疏忽，這會(huì)直接影響到測(cè)試結(jié)果，從而無法正確的得到路基真實(shí)的壓實(shí)情況。

對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)的方法主要包括灌砂法、環(huán)刀法以及水袋法等，其中我們最經(jīng)常使用的方法是灌砂法和環(huán)刀法。每種檢測(cè)方法所適用的路基填土條件均不同。在路基壓實(shí)度的檢測(cè)過程中，以下這些問題我們會(huì)經(jīng)常忽略，因此我們應(yīng)加強(qiáng)注意。

（1）在進(jìn)行砂密度的標(biāo)定時(shí)，一定要做到認(rèn)真操作，確保密度的準(zhǔn)確性，通常應(yīng)進(jìn)行三次以上的測(cè)定，最后取平均值作為砂的密度。

（2）檢測(cè)測(cè)試中所采用的量砂應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求。當(dāng)重復(fù)使用量砂時(shí)應(yīng)確保量砂保持干燥狀態(tài)。如果量砂中存在水分時(shí)，應(yīng)將其進(jìn)行攤鋪晾曬，從而確保量砂的干燥。如果在量砂中有摻入其他雜物時(shí)，應(yīng)將其中的雜物全部剔除干凈，否則會(huì)對(duì)量砂的松方密度造成不利的影響。

（3）針對(duì)當(dāng)前工地上通長(zhǎng)采取圖解法對(duì)擊實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，但是從工程實(shí)施效果表明，采取圖解法進(jìn)行曲線繪制方面，試驗(yàn)人員的能力以及經(jīng)驗(yàn)等方面對(duì)曲線繪制的精確性影響較大，尤其是難以精確地繪制出曲線的峰值點(diǎn)。實(shí)踐證明圖解法所得到的最大干密度要小于或等于實(shí)際最大干密度。結(jié)合筆者的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為為了能較為精確地得出數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)采用冪函數(shù)擬合曲線等數(shù)值方法分析曲線的分布規(guī)律，從而定取出最佳含水量和最大干密度。

（4）進(jìn)行灌砂法試驗(yàn)采取的試洞深度應(yīng)當(dāng)達(dá)到壓實(shí)層底部。針對(duì)當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》要求，試洞的深度應(yīng)該等于測(cè)定層的厚度，但不得有下層材料混入。當(dāng)前工地實(shí)際灌砂法檢測(cè)中所采用的灌砂筒為φ150mm，其檢測(cè)深度僅為150mm。隨著目前壓實(shí)設(shè)備性能的提高，壓實(shí)層厚度往往在200mm左右。規(guī)范中已經(jīng)明確提出要求為灌砂法取土樣的底面位置為每一壓實(shí)層底部，因此當(dāng)采取φ150mm的灌砂筒檢測(cè)厚度為200mm路面壓實(shí)度時(shí)，應(yīng)當(dāng)清除表層50mm再挖洞檢測(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

公路試驗(yàn)檢測(cè)是有效檢驗(yàn)工程施工質(zhì)量的重要舉措，在實(shí)際檢測(cè)實(shí)施中應(yīng)當(dāng)結(jié)合科學(xué)合理的試驗(yàn)方法對(duì)各種材料和構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，準(zhǔn)確地為科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。同時(shí)在竣工驗(yàn)收評(píng)定階段也需要進(jìn)行公路試驗(yàn)檢測(cè)。通過試驗(yàn)檢測(cè)能充分地利用當(dāng)?shù)卦牧希杆偻茝V應(yīng)用新材料、新技術(shù)和新工藝。文章通過結(jié)合某公路工程實(shí)例，采取灌砂法對(duì)其公路壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)地提出灌砂法的具體實(shí)施過程，準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)公路實(shí)施效果。

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