灌砂法在高速公路路基压实度检测中的应用

向守平 潘 迪

（贵州宏信创达工程检测咨询有限公司， 贵州 贵阳 550014）

在高速公路工程中，其中较为重要的是路基施工，并且后续路面的多种物理指标都由其决定。基于具体案例，实际实现方法是灌砂法，为了后续的施工提供技术支撑，分析研究何种因素影响现场检测技术，继而可将现场检测技术进行规范化，以完善后续施工。

1 工程概况

某高速于2019 年3 月正式返工，预计8 月份完工且可以通车。此高速不仅被称为的重要交通枢纽，同时也是国家高速公路网重要组成部分。本高速，总长65km，其桥梁与隧道分别是48 座和9 座。为了高速交通网络得到进一步完善，该高速运用双向八车道作为改扩建的设计理念。

荷载Ⅰ级标准以此作为判断压实的节点。100km/h 为通行时速，当进行施工时，会对其进行全线封停。并把钢筋加工厂、混凝土搅拌厂和梁板预制场等配套场地同时布置在施工现场。针对路基压实情况，对其实际检测时，应该综合考虑实际地理环境与高速公路建设标准，经讨论后选择灌砂法，实时了解与分析现场的压实度效果，分析结果可作为指导文件应用于后续工作，以确定压实完成节点。

2 灌砂法基本原理及其检测必要性

路基压实检测法中最多见的就是灌砂法，其应用广泛。可检测实践多种施工方式。就以往经验，灌砂法对路基孔隙度大小具有较高的要求，若填石路基空洞较大，利用灌砂法的适用性会较差。当技术标准一般时，为了能发挥最大检测效能，可以将路基的粒径控制在0.25-0.6mm。

按照相关规定对检测路基进行测试坑挖掘时，对比于其他检测方法，灌砂法较为成熟，将试样保存并进行含水率测试；容砂瓶内注满固定粒径的砂石，进行标准称重；在测试坑上方放置容砂瓶，砂石可利用自身重力自流将测试坑注满，记录标准质量。测试坑的密度以及干密度可根据两者的质量差集合地基含水率算得。计算公式如公式（1）

试样密度和质量分别为ρ0、MP，注满质量和标准密度分别为MS、ρs。，其中含水率为w。

路基压实度的具体数值可由试样密度代表。据理论研究，地基的压实度和稳定性越高则试样密度越大。根据这一理论可以得出，这两方面是在现场进行压实度检测时，首先对压实的结果进行全面监测，可以对不符合压实的点位进行有效的治理；其次对压实工作可以进行正确的引导并能够随时对全路径的压实结果进行有效评估。验收路基施工的标准性参数也可以次为标准，总体工程质量得以提升。

以下几方面应该在实际检测过程中注意：第一，灌砂在选取砂石材料时应适宜。由于注入方式是依靠砂石的重力自流进入测试坑，摩擦力在粒径不同的砂石之间差异较大，可显著的影响灌砂效果和内部目的。在正常的检测操作下，最大粒径应小于等于15mm，同时选择砂石时应该保证砂石均匀且粒径相同。与此同时，还需要保证灌砂筒与砂石粒径之间相匹配，粒径在15mm 以下，内径规格选取

100mm 左右的灌砂筒。第二，测试坑的高度也需要重视，不宜选用过深的测试坑，进而避免测试结果的不准确是由于突破压实层而引起的，同时测试坑也不宜过浅。在实际的压实过程看，在垂直方向上，随着压实深度的逐渐增加，压实度呈现递减规律。选择合适的深度对有效的平均压实度的形成非常重要。为此，深度和灌砂筒两者之间的比例可以是：1：1.5-1：2 之间，即灌砂筒采用100mm 时，测试坑最佳的深度应该选择150-200mm 之间。

3 灌砂法路基压实度检测影响因素及其保障措施

通过上文可知，测试样本密度是通过等体积的标准密度砂石对压实度进行的推算检测后得出压实程度。等体积构建之间的有效测定值应用于本方法中。所以，现场检测结果是否准确的影响因素包括体积和密度。

在实际操作过程中，灌砂法中测试坑的平均密度是由灌入已知的标准砂石推算得出，因此保障测量结果的基础是砂石的密度应该精准的获取。现场测量时，通常采用砂石标定的方式。应该重视的是，样品的平均密度代表室内标定过程中的密度。自然放置的情况下，不均匀的砂石粒径会导致一定的密度差异。此时应该注意两个方面。第一，实际现场测试与砂石标定二者应该在同一时间段，为了保证密度因为自然重力和含水率变化而导致的变化较小，应尽量保证间隔时间较短；第二，为了保证总体平均密度可由标定密度代表，应该将多点采样的方式应用于室内标定过程。

灌砂过程中深度与高度之间的差异表现被称为体积上的误差。当被测试样品与灌砂体积二者相同时，才能应用压实度计算公式。灌砂高度与开挖深度相同时才能保证体积相同。实际测试时，往往采用目测方式为依据，这时会产生不必要的误差。

实际工作上遇到的误差通常在实践操作中也是经常见到的问题。不包含上文提到的由于体积限定导致实际操作误差以外，这种情况还包括以下两种情况：第一种为样本在进行取土时不完善，是因为在测试坑挖掘出来之后，对测试土样并未全部移出来再进行称重，导致测试坑最后的总量会比较低，致使压实度最后所测量的整体数据都偏低。第二种是由于灌砂总量所导致的误差，灌砂最后的截止点无法确定，而且有些实际施工过程中很容易在停止以后还没有完成灌砂筒阀门全部关闭的工作，是导致砂石大量流失的主要原因，造成砂石的总量增多、压实度也变得越来越大。根据实际情况所存在的种种因素，进行生产过程中要求在施工现场的技术人员务必严格按照操作流程和项目标准规范完成任务，特别是去表土、找平等关键步骤中一定要对零散样本进行仔细收集，还要对有关的测量工作做到位;规定其现场测试中要留出2 至3 个人一同进行操作，为了能够互相监督、辅助来进行有效的检测，保证测试结果的标准化与严谨性。

上面所阐述的这两种行为对灌砂法在高速公路路基压实度检测过程中产生了直接的影响，也是关键原因。除了这两种因素外，影响的因素还包括选取的粒径、选取测试坑的深度、砂石流出速等等。采取相应的控制措施、严格的建设管理，建设标准化能够减小误差的产生，将拉近其测试值和实际值的差距。

4 灌砂法检测的现场应用

根据以上所述优化法，要尽量避开所受影响的情况下，在实际高速扩建工程（K10+700-K10+900）实际操作进行监测时，步骤如下：利用随机抽取式对该路段的11 个检测点进行确定，再进行表土处理后找平工作，将采取吹扫法完成。做好地面找平后，所在面积中的测试坑则需要往外延伸1.5 到2.5 倍。地面找平好之后，再开始路基挖掘，开始挖掘后，一定要做好边缘的爱护，为了整个过程中不发生挤密现象，灌砂筒因为采取的是100mm，所以将挖掘的深度定在20cm。开挖施工进展后，碎石等一旦对密度造成严重的杂质，就可以通过利用砂石回填坑内法把这种影响因素处理掉。在测试坑挖掘好以后，将选择红外标定法进行断定灌砂所要截止的平面并采取灌砂筒方式来完成整个灌砂的操作，对于灌砂的阀门需注意，一定要控制到适当的开合程度，为了能够保证砂石可以具有正常的流出量，而不是过快的流出或者过慢。在灌砂工作完成后，对灌砂要采取精确的称重测量和正确的数据管理。

5 结束语

灌砂法在高速公路路基压实度检测中非常多见，然而在标定、现场操作和灌砂中也会产生一些偏差，对整个检测结果都会产生一定的影响。本文对灌砂法的检测方法和检测原理进行了分析，并根据计算核心理论提出了有关存在的问题，对工程具体的实践程序和检验结果进行了详细的探究。可通过本文的探究分析为之后开展一系列工程建设提供帮助。