灌砂法检测路基压实度浅谈

石彦军

摘 要：灌砂法作为压实度检测的一种方法，适用于在现场测定基层（底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度的检测（但不适用于填石路堤等有大空洞或大孔隙的材料压实层的压实度的检测），作者作为马云公路中心试验室一名参与者，就马云公路施工路基工程中灌砂法压实度的检测，浅谈自己的一些心得与体会。

关键词：灌砂法；压实度；浅谈

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0183-02

引 言

公路过程施工过程中，需要经过有效的压实处理，如果压实度不能达到标准，则会导致路基路面工程的可靠性受到影响，甚至造成后续的沉降问题，最终导致道路服务能力受限。而灌砂法则是实现对压实度检测的重要技术方式之一，在实际应用中的效果理想，能够满足道路施工的需求。基于此，本文结合马云公路路基工程为例，提出自己的一点体会，详细内容如下：

1 灌砂法检测压实度的基本原理

灌砂法一般在野外应用，灌砂法是利用0.25～0.50mm或者0.3～0.60mm均匀颗粒的砂，由一定高度下落到一规定容积的筒或者试洞内，按其单位中不变的原理来测量试洞的容积。然后根据试洞内的集料的含水量来推算出试样的实测干密度，最后根据室内最大干密度的比值计算压实度。

2 灌砂筒的选用及量砂标定注意事项

1.1 灌砂筒的选用

（1）当集料的最大粒径小于13.2mm，测定层的厚度不超过150mm时，宜选用？准100mm的小型灌砂筒测试。

（2）当集料的最大粒径等于或者大于13.2mm，但不大于31.5mm，测定层的厚度不超过200mm时，应用？准150mm的大型灌砂筒测试。

（3）如果集料的最大粒径超过31.5mm，则应相应增大灌砂筒和标定罐的尺寸，灌砂筒和现场试洞的直径应为200mm。

在现场检测过程中多使用？准150mm的灌砂筒，它的测试深度为150mm，但是公路工程现场一般压实层厚度在200mm左右。且《公路土工试验规程》提到“试洞的深度应与标定罐高度接近或者一致”，《公路路基路面现场测试规程》中提到“试洞的深度应等于测定层的厚度”。而且一般表面层压实度较高，因此，在现场检测集料粒径较大且厚度为200mm的压实层时，宜选用？准200mm的灌砂筒。

1.2 量砂标定注意事项

（1）《公路土工试验规程》及《公路路基路面现场测试规程》中均对量砂标定时量砂的高度和质量做了规定，规程中提到“在灌砂筒筒内高度上，向灌砂筒内装砂至距离筒顶的距离15mm左右为止，并称取装入筒内砂的质量，准确至1g，以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变”。原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同，这就直接影响了量砂的密度。

（2）标定罐深度对量砂的影响：根据相关试验数据，标定罐的深度每减少2.5cm，砂的密度约降低1%。因此，标定罐的深度应与试洞的深度一致。

3 灌砂法测定压实度的细节问题

（1）量砂的选择：根据试验规程检测时必须采用粒径0.25～0.50mm或者0.30～0.60mm的标准砂，而且要保持砂的洁净干燥，如再次使用时一定要注意晾干，筛除杂质，并放置足够的时间，使其与标定时的洁净、干潮状况一致，并且经常标定，否则量砂的松方密度就会发生变化。在试验检测时，切记不能随时临时找砂，又对量砂的松方密度不檢测，直接采用以前的松方密度检测就大错特错了。

（2）检测点和检测频率的选择。在现场检测过程中，检测点位置的选用和检测频率是否合理，将直接影响到试验的结果。那么，检测点选在靠路基中间、还是左侧、右侧，不是自己随意所为，正确的选点严格按照《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）附录A进行选点。检测频率按照《公路工程质量检验评定标准》每200m每压实层测2处，但是此为双车道公路的最低检测频率，多车道必须按照车道数与双车道比例增加相应的检测数量。这样，才能与工地现场的实际情况相符。

（3）基板的使用：检测时要尽量选择地面较平整的地面，且将其表面清扫干净，只要所测的地面表面不平整（即使1mm），其体积也会算到试坑中去了，将会影响试验结果，因此一般情况下，在挖试坑前先现场标定一次锥体的体积，消除粗糙面消耗的量砂的质量。

（4）开挖试洞。在进行开挖试洞的过程中，需要尽量保障每个试洞的形状统一，特别是试坑的底部，要使试坑呈圆柱体，且确保试洞的垂直效果，规避不良形状的存在。试洞开挖完成后，需及时展开存储工作步骤，遏制水分散失的情况。

（5）灌砂时间的控制。规程中提到“直到储砂筒内的砂不在下流时，关闭关闭”，部分试验操作者往往忽略了一点，就是在检测过程中看见砂不在流动马上关闭，因为砂子是从试洞的中间往试洞的边缘扩展的，这样提前关系灌砂筒开关，必然导致灌入砂的质量偏小，这样测定的压实度就会偏大。所以，在现场检测时，我们要等灌砂筒内的砂不在流动后再等十秒以上的时间在停止灌砂。

上述几点内容，为具体的灌砂法检测压实度中的细节问题，需要对这些问题进行控制与管理，从而保障灌砂法能够得到有效的应用，综合提升灌砂法的质量，能够迎合公路路基检测的基本需求。

4 灌砂法检测压实度准确度影响因素

在分析压实度准确度的影响因素之间，我们应先知道压实度的概念。压实度是指土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示。其公式见下：

式中：K-测试地点的施工压实度（%）；ρc-击实试验得到的试样的最大干密度（g/cm3）；ρd-试样的干密度（g/cm3）；ρw-试坑材料的湿密度（g/cm3）；ω-试坑材料的含水率（%）；mw-试坑中取出的全部材料的质量（g）；mb-填满试坑的砂的质量（g）；ρs-量砂的松方密度（g/cm3）。

从上边的公式我们可以看出：最大干密度在通过室内的击实试验所得，那么与压实度有直接关系的就是试样的干密度。而试样干密度的则与试坑内土样的质量、试坑内标准砂的质量以及试坑内材料的含水率有关。前面，我们对量砂的标定及检测过程中量砂的时间控制等已经进行了阐述，下面，就试样的最大干密度、试坑内土样的质量、含水率等影响压实度准确度的因此做以下阐述：

4.1 最大干密度

最大干密度的准确性对灌砂法检测压实度的准确性具有直接影响。如果最大干密测试结果准确性不能达到标准，或是击实试验的方式选择错误，则会导致最大干密度的结果不能保障，最终导致检测结果受到干扰。

为保障灌砂检测压实度精确度，需要严格对最大干密度的测试精度进行控制。具体的最大干密度测试中，需要选择有效的击实实验方法。根据《公路路基施工技术规范》P11页和《公路工程质量检验评定标准》P7页规定，在公路工程施工过程中，应选择重型击实试验所得的最大干密度。

同时，击实试验一定要做到取样有代表性，室内击实试验的试样与路基填料相一致，要根据检测土样的数量、针对不同的土类、不同取土场的土样要进行各自的击实试验，在现场检测过程中，当超过规范所允许的用土量或者填筑的土类发生变化时，要重新做室内击实试验，确定新土样的最大密度，同时采用新土方的最大干密度进行检测。

4.2 试坑内土样的质量

《公路路基路面现场测试规程》中提到“在试坑开挖过程中，要注意不是凿出的材料丢失，并随時将凿松的材料取出装入塑料袋中”。而且从压实度计算公式中我们可以看出，试坑中土样的质量与压实度成正比，同等的试坑体积下试坑中土样的质量越大，压实度也就越大，反之则小。所以，在试验检测过程中，要及时将土样收集称重，避免开挖过程中土样遗失而影响压实度的准确性。

4.3 含水率的测试

根据压实度计算公式，我们可以看出含水量大则压实度小，含水量小则压实度大，在检测过程中，较常用的方法为烘干法和酒精燃烧法。

在现场更多采用酒精燃烧法进行含水量的检测。在现场检测含水量我们要注意以下几点：①取样应有代表性，严格按照试验规程取样方法进行，不能随便从试洞内挖出的土样中取一些进行含水率检测；②酒精的纯度要达到95%以上，如采用不纯的酒精，含水率就会发生变化；③在酒精燃烧土样的过程中，要防止土样外溅；④每一土样至少燃烧三次以上，并且要保证燃烧后土样质量不在发生变化为止；⑤结果整理，含水率5%以下时允许平行差值0.3%，含水率40%以下时允许平行差值不能超过1%，否则结果无效。

5 结束语

本文结合马云公路路基工程中灌砂法检测压实度的实际情况，简介了灌砂法检测压实度基本原理及灌砂筒的选择及量砂标定的注意事项，分析灌砂法检测压实度的细节问题，研究影响检测压实度准确度的因素。在实际施工过程中，只要我们掌握了检测压实度的各个要点，有效正确的分析出各项影响因素，就可以得出准确的压实度，真正的做到保证路基路面工程质量，为公路施工提供帮助。

参考文献

[1]《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）.人民交通出版社.

[2]《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）.人民交通出版社.

[3]《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）.人民交通出版社.

[4]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2017）.人民交通出版社.

收稿日期：2018-10-11