淺談灌砂法壓實度檢測

馮爭

摘要：壓實度是路基工程質(zhì)量的重要指標(biāo)，唯有充分壓實，才能確保路基強度與使用壽命，但路基工程施工存在很多不確定性，導(dǎo)致壓實度影響因素較多，因此加強施工質(zhì)量控制意義重大。

關(guān)鍵詞：灌砂法;壓實度;檢測

檢測路基壓實度指標(biāo)的方法多樣，包括灌水法與蠟封法等，各種方法的優(yōu)點不同，可以根據(jù)實際情況合理選用。其中灌砂法是常用的一種檢測方法，有操作過程可控與檢測范圍廣及結(jié)果代表性強等優(yōu)勢特點，但在實踐中仍受施工人員操作規(guī)范程度與選點及檢測頻率等因素影響，還需加強質(zhì)量控制，確保結(jié)果準(zhǔn)確性。

一、灌砂法概述

1.工作原理

壓實度是指現(xiàn)場土基經(jīng)過壓實后的干密度與試驗室最大干密度的比值。灌砂法是指利用粒徑0.25-0.5mm與0.30-0.60mm均勻且清潔干凈的量砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，根據(jù)單位重不變的原理，用于測量試洞的容積，根據(jù)集料含水量推算出試樣實際測量的干密度[1]。

2.操作步驟

涉及以下幾方面;一是向灌砂筒內(nèi)裝砂，要求量砂高度低于筒頂15mm。要求筒內(nèi)砂的質(zhì)量達(dá)標(biāo)，在后續(xù)標(biāo)定與試驗中，應(yīng)當(dāng)維持砂粒的質(zhì)量與裝砂高度固定不變。二是隨機選擇試驗區(qū)域，平穩(wěn)放置中空底盤并固定。鑿掉底盤孔內(nèi)的土，避免鑿出土樣丟失，應(yīng)當(dāng)將鑿出的土樣合理放置，嚴(yán)重控制裝土樣塑料袋的溫度，減少土樣水分蒸發(fā)。三是用刷子清除洞內(nèi)與洞邊鑿出的土。要求試洞深度達(dá)到15cm。稱量并精確至1g。四是打開開關(guān)，要求筒底流砂孔與漏斗上端圓孔、開關(guān)鐵板中心圓孔保持一致，讓砂粒自由流出，確保試坑內(nèi)體積與流出砂體積相當(dāng)，再關(guān)閉開關(guān)。五是在不晃動儲砂筒砂的情況下，緩慢將灌砂筒移轉(zhuǎn)至玻璃板上，打開開關(guān)讓砂流出，待到筒內(nèi)砂下流停止時關(guān)閉開關(guān)，小心謹(jǐn)慎的移走灌砂筒。六是收集玻璃板上的砂并稱量，要求砂粒重量達(dá)到1g。玻璃板上砂與填滿筒下部圓錐體的砂體積相當(dāng)。七是重復(fù)上述操作后取均值。八是用篩網(wǎng)篩出泥土中的標(biāo)準(zhǔn)砂后回收，便于下次直接利用[2]。

二、壓實度檢測的灌砂法操作要點

1.選點控制

選點恰當(dāng)性直接關(guān)乎檢測結(jié)果準(zhǔn)確度，選點過少或位置不正確，會降低檢測結(jié)果的代表性，無法充分反映實際情況。選點過多會增大時間成本，無法確保工作質(zhì)量與效率，因此合理選點意義重大。在壓實度檢測實踐中，應(yīng)在各設(shè)計車道內(nèi)選擇試坑的位置。雙向四車道情況下，在所檢路基各橫斷面上與各設(shè)計車道內(nèi)選擇試坑的位置，做好試點號碼標(biāo)記等前期準(zhǔn)備工作。

2. 灌砂筒選擇

灌砂法適用范圍如下，當(dāng)集料最大粒徑低于13.2㎜，測定層厚度低于150mm，應(yīng)使用直徑100mm的小型灌砂筒檢測;其余條件用直徑150mm的大型灌砂筒檢測。直徑150mm的大型灌砂筒在工地上比較常用，所測壓實度限制在150mm，但現(xiàn)場實層厚度通常會達(dá)到200mm，壓實度通常在壓實表層相對較高，往下難以保證密實度，尤其是碎石集料較多的山區(qū)現(xiàn)場，建議采用直徑200mm的超大型灌砂筒檢測。

3.室內(nèi)標(biāo)定

影響量砂密度的因素較多，包括砂的顆粒組成與標(biāo)定灌的深度及砂的總重等。而量砂密度標(biāo)定準(zhǔn)確性，將直接影響壓實度檢測結(jié)果理想性，因此在檢測前應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格落實標(biāo)定工作。影響因素主要體現(xiàn)在以下幾方面;一是在灌入前應(yīng)當(dāng)加強砂面高度與砂粒重量的影響因素控制。公路路基面測試規(guī)程等文件頒布后，明確規(guī)定了灌砂筒內(nèi)砂粒的質(zhì)量與高度等指標(biāo)參數(shù)，砂面高度不同，筒內(nèi)砂的密實度與下落速度也存在差異，直接對量砂密度產(chǎn)生影響，因此應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制筒內(nèi)砂面的高度。二是控制標(biāo)定灌深度的影響，研究發(fā)現(xiàn)砂密度隨著標(biāo)定灌深度降低2.5cm而降低3%，砂密度隨著標(biāo)定灌深度降低1cm而降低1.2%，可見兩者之間的密切關(guān)系，因此應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制室內(nèi)標(biāo)定灌深度與試洞深度。三是砂粒的顆粒級配因素影響，砂粒的粒徑與級配不同，密度也存在差異，要求每次檢測的量砂，都應(yīng)當(dāng)用0.25-0.5mm與0.30-0.60mm的標(biāo)準(zhǔn)砂，保持砂粒干燥清潔。

4.控制現(xiàn)場含水量

壓實度檢測精確性也會受現(xiàn)場水量檢測結(jié)果影響，含水量與壓實度成反比，含水量增大會促使壓實度降低。因此在壓實度檢測中，應(yīng)當(dāng)充分落實含水量檢測工作。含水量檢測過程復(fù)雜繁瑣，首先應(yīng)當(dāng)注意合理選取土樣，取試坑內(nèi)兩份代表性土樣，為避免水分蒸發(fā)，應(yīng)當(dāng)及時將土樣裝入塑料袋或鋁盒內(nèi)，封裝后稱重編號。其次注重土樣數(shù)量問題，通常取50-100g砂類土，取30-50g粘性土。同時控制含水量的檢測，通常使用快速檢測方法，如在酒精燃燒法中，對每鋁盒內(nèi)土樣充分燃燒三次，全部燒出水份。最后注意結(jié)果整理，取多次含水量檢測結(jié)果的均值，以此作為含水量代表值。

5.控制現(xiàn)場檢測

主要體現(xiàn)在以下幾方面;一是要求筒中砂面高度及重量，應(yīng)當(dāng)與室內(nèi)標(biāo)定時統(tǒng)一。二是在使用基板時，要求地表面平整干凈，禁止在突起地面上使用基板，以縮小試驗差值。現(xiàn)場測試結(jié)束后，檢查地面與基板間是否出現(xiàn)砂粒漏出情況。單獨清除與稱重漏出的砂粒，并在密度計算中扣除該部分質(zhì)量。三是合理使用量砂，規(guī)范使用回收的量砂，使用后施以清洗烘干操作，放置足夠時間后，確保其清潔度與干燥度等特性達(dá)標(biāo)，以減少量砂密度的差值。在換砂操作中，應(yīng)當(dāng)對量砂密度進(jìn)行重新標(biāo)定，減少各種因素對壓實度檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。四是控制試坑形狀，通常以空圓柱體性狀為主，應(yīng)當(dāng)盡可能的規(guī)避類似鍋底形狀，尤其是接近坑底部位置。各壓實層向下的部位，其壓實度最低，設(shè)計成類似鍋底形狀的試坑，會促使松散部位土樣取出較少，壓實度檢測結(jié)果偏大。五是控制試坑深度，試坑深度與測定層的厚度相當(dāng)，是在排除下層材料混入的情況下。通常每壓實層厚度應(yīng)當(dāng)控制20cm 左右。受施工人員專業(yè)知識技能水平影響，工序施工不規(guī)范，無法達(dá)到深坑深度標(biāo)準(zhǔn)要求。在公路路基施工中，會運用到壓路機等設(shè)施，路面應(yīng)力呈倒三角形分布，每層壓實向下部位的壓實度相對較低，因此深度不夠的試坑，會促使壓實度檢測結(jié)果偏大[3]。六是控制灌砂的時間，應(yīng)當(dāng)觀察邊緣處砂粒不流動后再觀察幾秒后停止灌砂，通常對中心位置砂粒流動情況無從觀察，受砂粒從中心向四周擴展的流動規(guī)律等因素影響，過早結(jié)束灌砂，會降低灌入標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量，促使壓實度檢測結(jié)果偏大。七是嚴(yán)格控制含水量，含水量選取的要求嚴(yán)格，應(yīng)在坑內(nèi)土壤充分?jǐn)嚢韬笤偃『俊Ｎㄓ袦?zhǔn)確規(guī)范施工操作，才能確保灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應(yīng)用價值充分發(fā)揮，促使后續(xù)施工流程有序展開，從而提高整體施工質(zhì)量[4]。

總結(jié)：

灌砂法是壓實度檢測常用方法，有操作簡便與原理簡單等特征優(yōu)勢，但在實踐中易受多種因素，包括灌砂時間與基板使用合理性等，直接影響壓實度檢測結(jié)果。作為施工技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)不斷提高自身的專業(yè)知識技能水平，明確《公路土工試驗規(guī)程》與《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》等規(guī)范的要求標(biāo)準(zhǔn)，豐富施工經(jīng)驗，充分掌握壓實度檢測方法的操作要點，及時發(fā)現(xiàn)與規(guī)避各種因素影響，確保檢測結(jié)果的有效性與準(zhǔn)確性，不斷提高工程建設(shè)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚艷. 灌砂法在公路路基壓實度檢測中的應(yīng)用[J]. 交通世界， 2018（1）：128-129，131.

[2]佘文. 灌砂法在路基壓實度試驗檢測中的應(yīng)用[J]. 建材與裝飾， 2018， 517（8）：239-240.

[3]康文義. 淺談路基路面影響灌砂法檢測壓實度結(jié)果的因素及防治[J]. 建設(shè)科技， 2018，354（4）：118-119.

[4]邱晶晶. 灌砂法在公路路基試驗檢測中的應(yīng)用[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2019 （5）：113-114.