浅谈灌砂法压实度检测

冯争

摘要：压实度是路基工程质量的重要指标，唯有充分压实，才能确保路基强度与使用寿命，但路基工程施工存在很多不确定性，导致压实度影响因素较多，因此加强施工质量控制意义重大。

关键词：灌砂法;压实度;检测

检测路基压实度指标的方法多样，包括灌水法与蜡封法等，各种方法的优点不同，可以根据实际情况合理选用。其中灌砂法是常用的一种检测方法，有操作过程可控与检测范围广及结果代表性强等优势特点，但在实践中仍受施工人员操作规范程度与选点及检测频率等因素影响，还需加强质量控制，确保结果准确性。

一、灌砂法概述

1.工作原理

压实度是指现场土基经过压实后的干密度与试验室最大干密度的比值。灌砂法是指利用粒径0.25-0.5mm与0.30-0.60mm均匀且清洁干净的量砂，从一定高度自由下落到试洞内，根据单位重不变的原理，用于测量试洞的容积，根据集料含水量推算出试样实际测量的干密度[1]。

2.操作步骤

涉及以下几方面;一是向灌砂筒内装砂，要求量砂高度低于筒顶15mm。要求筒内砂的质量达标，在后续标定与试验中，应当维持砂粒的质量与装砂高度固定不变。二是随机选择试验区域，平稳放置中空底盘并固定。凿掉底盘孔内的土，避免凿出土样丢失，应当将凿出的土样合理放置，严重控制装土样塑料袋的温度，减少土样水分蒸发。三是用刷子清除洞内与洞边凿出的土。要求试洞深度达到15cm。称量并精确至1g。四是打开开关，要求筒底流砂孔与漏斗上端圆孔、开关铁板中心圆孔保持一致，让砂粒自由流出，确保试坑内体积与流出砂体积相当，再关闭开关。五是在不晃动储砂筒砂的情况下，缓慢将灌砂筒移转至玻璃板上，打开开关让砂流出，待到筒内砂下流停止时关闭开关，小心谨慎的移走灌砂筒。六是收集玻璃板上的砂并称量，要求砂粒重量达到1g。玻璃板上砂与填满筒下部圆锥体的砂体积相当。七是重复上述操作后取均值。八是用筛网筛出泥土中的标准砂后回收，便于下次直接利用[2]。

二、壓实度检测的灌砂法操作要点

1.选点控制

选点恰当性直接关乎检测结果准确度，选点过少或位置不正确，会降低检测结果的代表性，无法充分反映实际情况。选点过多会增大时间成本，无法确保工作质量与效率，因此合理选点意义重大。在压实度检测实践中，应在各设计车道内选择试坑的位置。双向四车道情况下，在所检路基各横断面上与各设计车道内选择试坑的位置，做好试点号码标记等前期准备工作。

2. 灌砂筒选择

灌砂法适用范围如下，当集料最大粒径低于13.2㎜，测定层厚度低于150mm，应使用直径100mm的小型灌砂筒检测;其余条件用直径150mm的大型灌砂筒检测。直径150mm的大型灌砂筒在工地上比较常用，所测压实度限制在150mm，但现场实层厚度通常会达到200mm，压实度通常在压实表层相对较高，往下难以保证密实度，尤其是碎石集料较多的山区现场，建议采用直径200mm的超大型灌砂筒检测。

3.室内标定

影响量砂密度的因素较多，包括砂的颗粒组成与标定灌的深度及砂的总重等。而量砂密度标定准确性，将直接影响压实度检测结果理想性，因此在检测前应当严格落实标定工作。影响因素主要体现在以下几方面;一是在灌入前应当加强砂面高度与砂粒重量的影响因素控制。公路路基面测试规程等文件颁布后，明确规定了灌砂筒内砂粒的质量与高度等指标参数，砂面高度不同，筒内砂的密实度与下落速度也存在差异，直接对量砂密度产生影响，因此应当严格控制筒内砂面的高度。二是控制标定灌深度的影响，研究发现砂密度随着标定灌深度降低2.5cm而降低3%，砂密度随着标定灌深度降低1cm而降低1.2%，可见两者之间的密切关系，因此应当严格控制室内标定灌深度与试洞深度。三是砂粒的颗粒级配因素影响，砂粒的粒径与级配不同，密度也存在差异，要求每次检测的量砂，都应当用0.25-0.5mm与0.30-0.60mm的标准砂，保持砂粒干燥清洁。

4.控制现场含水量

压实度检测精确性也会受现场水量检测结果影响，含水量与压实度成反比，含水量增大会促使压实度降低。因此在压实度检测中，应当充分落实含水量检测工作。含水量检测过程复杂繁琐，首先应当注意合理选取土样，取试坑内两份代表性土样，为避免水分蒸发，应当及时将土样装入塑料袋或铝盒内，封装后称重编号。其次注重土样数量问题，通常取50-100g砂类土，取30-50g粘性土。同时控制含水量的检测，通常使用快速检测方法，如在酒精燃烧法中，对每铝盒内土样充分燃烧三次，全部烧出水份。最后注意结果整理，取多次含水量检测结果的均值，以此作为含水量代表值。

5.控制现场检测

主要体现在以下几方面;一是要求筒中砂面高度及重量，应当与室内标定时统一。二是在使用基板时，要求地表面平整干净，禁止在突起地面上使用基板，以缩小试验差值。现场测试结束后，检查地面与基板间是否出现砂粒漏出情况。单独清除与称重漏出的砂粒，并在密度计算中扣除该部分质量。三是合理使用量砂，规范使用回收的量砂，使用后施以清洗烘干操作，放置足够时间后，确保其清洁度与干燥度等特性达标，以减少量砂密度的差值。在换砂操作中，应当对量砂密度进行重新标定，减少各种因素对压实度检测结果准确性的影响。四是控制试坑形状，通常以空圆柱体性状为主，应当尽可能的规避类似锅底形状，尤其是接近坑底部位置。各压实层向下的部位，其压实度最低，设计成类似锅底形状的试坑，会促使松散部位土样取出较少，压实度检测结果偏大。五是控制试坑深度，试坑深度与测定层的厚度相当，是在排除下层材料混入的情况下。通常每压实层厚度应当控制20cm 左右。受施工人员专业知识技能水平影响，工序施工不规范，无法达到深坑深度标准要求。在公路路基施工中，会运用到压路机等设施，路面应力呈倒三角形分布，每层压实向下部位的压实度相对较低，因此深度不够的试坑，会促使压实度检测结果偏大[3]。六是控制灌砂的时间，应当观察边缘处砂粒不流动后再观察几秒后停止灌砂，通常对中心位置砂粒流动情况无从观察，受砂粒从中心向四周扩展的流动规律等因素影响，过早结束灌砂，会降低灌入标准砂的质量，促使压实度检测结果偏大。七是严格控制含水量，含水量选取的要求严格，应在坑内土壤充分搅拌后再取含水量。唯有准确规范施工操作，才能确保灌砂法在公路路基压实度检测中的应用价值充分发挥，促使后续施工流程有序展开，从而提高整体施工质量[4]。

总结：

灌砂法是压实度检测常用方法，有操作简便与原理简单等特征优势，但在实践中易受多种因素，包括灌砂时间与基板使用合理性等，直接影响压实度检测结果。作为施工技术人员应当不断提高自身的专业知识技能水平，明确《公路土工试验规程》与《公路路基路面现场测试规程》等规范的要求标准，丰富施工经验，充分掌握压实度检测方法的操作要点，及时发现与规避各种因素影响，确保检测结果的有效性与准确性，不断提高工程建设水平。

参考文献：

[1] 姚艳. 灌砂法在公路路基压实度检测中的应用[J]. 交通世界， 2018（1）：128-129，131.

[2]佘文. 灌砂法在路基压实度试验检测中的应用[J]. 建材与装饰， 2018， 517（8）：239-240.

[3]康文义. 浅谈路基路面影响灌砂法检测压实度结果的因素及防治[J]. 建设科技， 2018，354（4）：118-119.

[4]邱晶晶. 灌砂法在公路路基试验检测中的应用[J]. 中国新技术新产品， 2019 （5）：113-114.