灌砂法在路基試驗檢測中的應用分析

許倩

（邳州市交通工程有限公司，江蘇邳州221300）

0 引言

路基施工是公路工程中十分關鍵的一個環節，路基施工質量會直接影響公路工程的整體建設質量。為了有效提升公路的穩定性和安全性，必須做好路基質量的檢測工作。路基檢測工作可以及時發現路基施工中存在的問題，檢測合格的路基，不僅能為行車安全提供可靠保障，還能進一步延長公路的使用壽命。灌砂法是一種較為新穎的路基壓實度檢測手段。在具體的試驗檢測過程中，科學合理地應用灌砂法檢測，能夠有效提升最終檢測結果的準確性，確保路基壓實質量符合要求，從而為公路工程的整體建設質量提供可靠保障。

關于公路路基的壓實度檢測問題，黎明基于灌砂法檢測手段，介紹了該方法的基本要求、儀器設備以及結果處理等，指出了檢測中應注意的事項[1]。武英轉依托案例實際，針對灌砂法路基試驗檢測，提出了相應的質量控制對策，總結了操作經驗[2]。徐寶貴分析了灌砂法檢測過程中的準確度影響因素，可為現場實施提供指導意見[3]。在前人研究的基礎上，就灌砂法的原理、應用范圍以及現場檢測過程和注意點進行全面闡述，以期能夠完善灌砂法工藝的技術體系，為類似工程提供指導和借鑒。

1 灌砂法的基本原理和使用范圍

使用灌砂法對公路地基質量進行檢測，需要提前打好試洞，然后將直徑為0.3～0.6mm 的砂通過灌砂筒（見圖1）工具落入試洞。在此過程中，砂是自由下落，利用砂替換試洞里的試樣，從而確定試洞內的實際體積大小，并且可以根據試驗得出的具體含水量，得到比較準確的試樣干密度。此方法多應于對公路路基的密度以及壓實度的檢測，但如果路基是用石頭等大粒徑填料堆砌而成，則會有大孔洞或大空隙，就不適合使用此檢測方法。在應用灌砂法對公路路基進行檢測的過程中需要注意以下兩個方面的問題。

圖1 灌砂筒

其一，在測定細粒土的實際密度的過程中，應選擇大小合適的灌砂筒，通常選擇100mm 直徑的灌砂筒[4]。

其二，如果待檢測的填土材料的實際直徑大于13.2mm，就應該選擇使用直徑更大的灌砂筒。

2 公路路基灌砂筒的選定與室內測試

2.1 公路路基灌砂筒的選定

《公路路基路面現場測試規程》（JTG 3450—2019）中明確提出：在利用灌砂法對路基的壓實度進行檢測的過程中，如果填料的粒徑最大不高于13.2mm，待測定層的實際厚度不大于150mm 的情況下，在具體的檢測過程中應選擇直徑為100mm 的小型灌砂筒完成檢測作業；如果填料的直徑比13.2mm 要大，但沒有超過31.5mm，且測定層的實際厚度在150～200mm 之間（包括200mm），應選擇中型的灌砂筒完成壓實度檢測工作；如果填料的直徑比31.5mm 要大，且測定層的實際厚度在200mm 以上，應選擇大型灌砂筒完成壓實度檢測工作[5]。確定好使用何種灌砂筒儀器之后，才能依據《公路路基路面現場測試規程》（JTG 3450—2019）中的操作流程，正式開展室內標定工作。

2.2 公路路基灌砂筒標定的影響因素

具體的灌砂密度會受儲砂筒裝砂高度以及裝砂質量大小的影響。在對灌砂筒開展標定工作的過程中，應嚴格控制實際裝砂高度，確保實際裝砂高度和灌砂筒頂部之間保持15±5mm 的距離，這樣可以有效防止砂礫在下落過程中，下落速度發生變化影響密實度。在具體的標定環節，應嚴格控制灌砂筒內部量砂的實際重量，并且在每一次的標定過程中要確保各項數據的準確性和真實性。三次重復測量時，要保證三次儲砂筒的裝砂高度、裝砂質量的一致，三次標定罐的灌砂高度一致。要想保證量砂保持相同的下落速度，還應對全過程進行嚴格控制，整個灌砂過程中，應做到不晃動儲砂筒，讓量砂保持較高的準確性[6]。在具體的施工現場開展檢測工作的過程中，需要對量砂總量進行嚴格控制，確保和標定結果相同。

根據相關試驗結果可以發現，如果標定罐的深度發生變化，最后得到的砂的密度也會發生變化，如深度每下降一厘米，最后得到的砂的密度結果就會減少1.2%。正因如此，進行室內標定工作時，需要確保最大程度地還原施工現場的具體情況，并充分結合公路工程施工現場的試洞實際深度，確定室內標定的數值，讓二者最大程度保持一致。比如，在具體的路基壓實度試驗檢測過程中，先要確定具體的挖定深度，然后以確定好的深度為依據，選擇合適的標定罐方法，這樣能最大程度地降低測試結果的誤差，將誤差控制在合理范圍之內。由于級配之間的差別導致量砂的密度也存在一定的差異，在量砂的實際下落過程中，具體的壓實度也會發生相應改變。所以，在公路路基施工現場開展檢測工作以及設置標定罐深度的時候，必須對量砂進行過篩處理，合理選擇量砂類型。此外，為了使砂礫保持良好的清潔性，可以充分利用水洗法和日曬法對砂礫進行處理。

3 公路路基現場檢測與操作注意事項

3.1 公路路基量坑的準備

在公路工程的具體施工過程中，路基施工發揮著十分重要的作用，但路基施工環節經常會遇到中間部位的路基壓實度較高，而路基兩側的壓實度卻比較低的現象。為了有效提升路基施工質量和施工水平，應在選擇試驗檢測坑位置的過程中充分考慮路緣位置的檢測點。如果公路工程施工主線的所有壓實層的厚度保持在150mm，就必須保證檢測坑的深度可以滿足150mm，這樣才能確保試驗檢測坑的實際深度滿足試驗要求。在試坑的具體挖掘過程中，需要控制試驗檢測坑的實際形狀，確保挖出來的試驗檢測坑呈圓柱狀，還應保證試驗檢測坑保持豎直狀態，上面的直徑和下面的直徑大小相同，避免影響壓實度測試作業的正常開展[7]。

除此之外，在試驗檢測坑的挖掘環節還需要注意以下幾方面問題。第一，必須第一時間將挖出的材料放入合適的器具內，避免長時間在外界環境放置，最大程度地避免材料中的水分蒸發。試洞的深度應和測試層的厚度相等，且不得有下層材料混入。挖好試驗檢測坑之后，還要對地面進行處理，保證地面保持平整，避免對最后的試驗檢測結果產生不良干擾（見圖2）。

圖2 量坑挖掘現場

3.2 路基測試基板的使用

在具體的試驗檢測環節，由于某些試驗檢測點不平整，要想保證最終試驗結果的準確性，就要科學利用基板開展檢測工作，這樣可以有效提升試驗檢測效果，還能讓檢測坑的表面保持光滑。

每一次檢測作業完成后，要仔細觀察灌砂筒是否出現漏砂問題，一旦發現漏砂問題，要及時將漏砂清除干凈，并對清理得到的漏砂進行稱重，扣除掉相應重量的砂，有效保證檢測結果的準確性。

3.3 公路路基灌砂的實施

具體的灌砂工作分為兩個部分。一是準備好相應的基板之后，計算灌砂圓錐體內砂質量和基板圓孔砂質量；二是在檢測試坑挖好以后灌砂來測試坑體積。在實際灌砂過程中應選擇大小合適的量砂，確保量砂粒徑符合相關規范要求。灌砂過程中不能碰灌砂筒，在灌砂結束后應輕按灌砂筒，迅速關閉灌砂筒開關，最大程度減少人為因素對檢測結果的影響。量砂回收環節還需要采取烘干、過篩等措施，對量砂進行處理，保證量砂的清潔性；烘干后的量砂要在室溫環境中靜置24h 以上，使量砂保持比較合適的干濕度[8]。

在具體的測量過程中，假如由于某種原因需要將量砂換掉，就必須重新開展量砂密度的標定工作，這樣可以讓最終的檢測結果更加準確可靠。在灌砂過程中，需要做好觀察工作，防止出現砂子向邊緣擴散的現象，還要嚴格控制灌砂時間，不能提前結束灌砂，否則會出現壓實度偏大的情況（見圖3）。

圖3 公路路基灌砂現場

3.4 公路路基含水量檢測

含水率的檢測也是一項十分關鍵的環節。現場試坑灌砂檢測作業結束之后，需要對公路路基的含水情況進行檢測。含水率不同會直接影響路基壓實度的檢測結果，如果含水率偏高，計算出的路基壓實度會偏小，反之，計算出來的路基壓實度會偏大。

公路路基的含水率檢測過程應嚴格遵循下面的標準要求，并嚴格控制每一個檢測環節。首先，需要做好樣土的采集工作，采集的樣土要具有代表性；其次，在樣土采集過程中，為了防止水分蒸發，可以同時采集兩組不同的樣本，將其中一組樣本當成備用樣本，如果第一組樣本出現問題，可以使用備用樣本[9]。為了有效提升檢測工作的效率，通常情況下選擇酒精燃燒法開展檢測工作，此方法是把得到的樣土按照規定的試驗數量取兩份，放在潔凈的鋁盒內，按順序加入酒精，鋁盒中出現自由液面時點燃酒精，火焰熄滅冷卻后，進行第二次燃燒，經過三次燃燒后，對剩下的部分進行稱重。通過燃燒可以將樣土中的水分去除，剩下的樣土重量就是干質量。

4 公路路基檢測點與頻率的確定

在公路路基試驗檢測過程中，應科學選擇具體的試驗檢測位置，因為位置會在一定程度上影響最后的試驗檢測結果。選定檢測點的位置后還要按順序進行標號，這樣可以為之后核實檢測數值提供更大的便利。若在檢測過程中發現存在問題，需要舍棄原來的檢測點，然后在合適范圍內再選擇一個檢測點進行檢測，并對檢測結果進行審核。如果二次檢測得到的各項數據信息都符合標準要求，則可以判定之前的檢測過程受到了人為因素的影響，導致檢測結果出現誤差；如果二次檢測仍不合格，則表明該處的壓實度存在問題，應第一時間采取相應措施進行處理。

5 結語

公路路基的施工質量會直接影響公路工程的整體建設質量，如果路基施工過程中存在問題，會影響公路的整體穩定性和安全性。因此，需要科學合理地開展路基施工質量檢測工作，確保路基的各項施工環節都符合相關標準。

在所有路基質量檢測工作中，壓實度檢測十分關鍵。只有保證路基壓實度滿足公路工程的建設要求，才能有效保證路基的強度和穩定性，也有利于進一步提升公路的承載力，延長公路的使用壽命。因此，可以合理應用灌砂法對路基的壓實度進行檢測，且在具體檢測過程中要嚴格遵循檢測流程標準，有效控制每一個檢測環節，確保最后的檢測結果具有較高的準確性和可靠性。