淺談灌砂法在路基壓實(shí)度檢測(cè)中的運(yùn)用

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1、前言
    路基工程質(zhì)量的好壞，壓實(shí)度是最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有對(duì)路基進(jìn)行充分壓實(shí)，才能保證路基的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性，并保證和延長(zhǎng)公路的使用壽命。路基現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)主要檢測(cè)方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、水袋法等檢測(cè)方法。根據(jù)施工實(shí)際情況和業(yè)主要求，在十漫高速公路上主要運(yùn)用灌砂法進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)。本文結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)路基壓實(shí)度檢測(cè)中的一些問題，作簡(jiǎn)要地分析和探討。
    2、灌砂法基本原理
    灌砂法（標(biāo)準(zhǔn)方法，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測(cè)）基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來測(cè)量試洞的容積（即用標(biāo)準(zhǔn)砂來置換試洞中的集料），并根據(jù)集料的含水量來推算出試樣的實(shí)測(cè)干密度。
    3、灌砂筒的選用及室內(nèi)標(biāo)定
    3.1 根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒
    （1）當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測(cè)定層的厚度不超過150mm時(shí)，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測(cè)試。
    （2）當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm,測(cè)定層的厚度不超過150mm，但不超過200mm時(shí)，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測(cè)試。
    （3）如集料的最大粒徑達(dá)到40mm～60mm或超過60mm時(shí)，灌砂筒和現(xiàn)場(chǎng)試洞的直徑以200mm為宜。
    工地上普遍應(yīng)用φ150mm的灌砂筒，它的測(cè)深為150mm,其所測(cè)壓實(shí)度僅為這150mm的壓實(shí)度。但是現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)層厚度往往在200mm左右，而且一般壓實(shí)度在壓實(shí)表層都比較高，往下就難以保證，因此在山區(qū)現(xiàn)場(chǎng)含碎石較多的集料應(yīng)采用φ200mm的大灌砂筒檢測(cè)為宜。
    3.2 室內(nèi)量砂標(biāo)定的準(zhǔn)確與否對(duì)壓實(shí)度的影響
    （1）儲(chǔ)砂筒中砂面高度、砂的總重對(duì)量砂密度的影響  
    《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ  051-93）中對(duì)筒內(nèi)砂的高度和質(zhì)量都做了明確規(guī)定。筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15mm，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進(jìn)標(biāo)定罐內(nèi)砂的密實(shí)程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲(chǔ)砂筒中砂面高度必須嚴(yán)格控制；另外，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。每次標(biāo)定及以后的試驗(yàn)都維持這個(gè)質(zhì)量不變。因?yàn)闃?biāo)定時(shí)，只要砂總重相同,  即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂使用的準(zhǔn)確性。實(shí)踐證明，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致，大大提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
    （２）標(biāo)定罐深度對(duì)量砂密度的影響  
    通過試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)定罐深度每減1cm，砂密度大約降低1.2%?？梢娖渖疃炔煌瑢?duì)砂密度影響較大。因此，現(xiàn)場(chǎng)試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。  
    （３）砂的顆粒級(jí)配組成對(duì)量砂密度的影響  
    不同顆粒粒徑組成的砂，其級(jí)配不同，密度也明顯不同，故每次檢測(cè)使用時(shí)量砂必需采用標(biāo)準(zhǔn)砂（0.30～0.60mm  或0.25～0.50mm），而且要保持砂的潔凈干燥。  
    由上述可見，儲(chǔ)砂筒砂面高度、砂的總重、標(biāo)定罐深度、砂的顆粒組成等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂密度標(biāo)定準(zhǔn)確與否，也將影響路基壓實(shí)度的檢測(cè)精度。所以，在進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)之前，標(biāo)定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。
    4、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)注意事項(xiàng)
    4.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致。
    4.2 盡量使用基板，確保試驗(yàn)精度。
    4.3 盡量使檢測(cè)表面光滑平整?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試完后，要檢查灌砂筒底板、基板與地面之間是否有砂子漏出，如有要將其單獨(dú)清出，稱其質(zhì)量，計(jì)算密度時(shí)應(yīng)扣除這部分質(zhì)量。
    4.4 使用進(jìn)行回收的量砂，下次使用前必需過篩洗凈、烘干，并放置足夠的時(shí)間，使其與標(biāo)定時(shí)的潔凈、干潮狀況一致。
    4.5 現(xiàn)場(chǎng)含水量檢測(cè)，通過烘干法與酒精法（淹沒集料出現(xiàn)自由液面，燃燒三次）對(duì)比，其結(jié)果不超過1％，證明是可行的。但要注意的是所用酒精純度必須要達(dá)到95％，劣質(zhì)酒精不但不能充分燃燒反而會(huì)變成水份，影響檢測(cè)結(jié)果。
    4.6 試坑深度應(yīng)盡量等于標(biāo)定時(shí)深度，坑壁筆直，上下口直徑相等，避免上大下小或上小下大。
    5、選點(diǎn)及檢測(cè)頻率 
    選點(diǎn)是否得當(dāng)，直接影響到壓實(shí)度的檢測(cè)結(jié)果。選點(diǎn)太少，位置不客觀，沒代表性，很難反映實(shí)際情況；選點(diǎn)太多，不但沒必要，而且浪費(fèi)時(shí)間，降低工作效率。因此，正確的選點(diǎn)，嚴(yán)格按《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTJ 059-95）附錄A規(guī)定的檢測(cè)頻率進(jìn)行檢測(cè)，具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。所以，進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng)，隨機(jī)取點(diǎn)，檢測(cè)頻率也要滿足規(guī)范要求。這樣，檢測(cè)結(jié)果才能較客觀地反映工程質(zhì)量的實(shí)際情況。
    6、ρdm、wo對(duì)壓實(shí)度檢測(cè)的影響
    壓實(shí)度K=ρd實(shí)/ρdm,其中ρdm為最大干密度,是通過室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)取得的。若試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況偏差太大，必將影響壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。作標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)，施工單位與監(jiān)理單位應(yīng)共同取樣，并應(yīng)盡量取有代表性的集料，作對(duì)比試驗(yàn)。另外，針對(duì)山區(qū)高速公路的地質(zhì)情況，對(duì)集料最大干密度的獲得除標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)外也可考慮使用表面振動(dòng)壓實(shí)儀法。對(duì)于測(cè)定無粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度表面振動(dòng)壓實(shí)儀法更接近于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓的實(shí)際狀況。通過多種方法的驗(yàn)證、對(duì)比才能保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，以免造成不必要的損失。
    7、結(jié)語(yǔ)
    灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度是施工中最常用的試驗(yàn)方法之一，此方法看起來簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作時(shí)常常不好把握，會(huì)引起較大誤差，也是施工單位與監(jiān)理關(guān)注的重點(diǎn)。以上所述只是和廣大同行交流看法，希望各位多提寶貴意見。