运用灌砂法检测路基压实度分析
2011-12-12 来源：作者：杜兆文 来源：中国鸣网
一、前言
路基工程质量的好坏，压实度是最重要的内在指标之一，只有对路基进行充分压实，才能保证路基的强度、整体稳定性，并保证和延长铁路、公路的使用寿命。路基现场压实度检测主要检测方法有灌砂法、环刀法、核子法、水袋法等检测方法。根据施工实际情况和业主要求，在铁路、高速公路上主要运用灌砂法进行路基压实度检测。现就理论结合工程实践，对路基压实度检测中的一些问题，作简要地分析和探讨。
2、灌砂法基本原理
灌砂法（标准方法，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测）基本原理是利用粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重量不变的原理来测量试洞的容积（即用标准砂来置换试洞中的集料），并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。
3、灌砂筒的选用及室内标定
3.1根据集料的最大粒径选用灌砂筒
（1）当试样的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。
（2）当试样的最大粒径等于或大于15mm，但不大于40mm,测定层的厚度不超过150mm，但不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。
（3）如集料的最大粒径达到40mm～60mm或超过60mm时，灌砂筒和现场试洞的直径以200mm为宜。
工地上普遍应用φ150mm的灌砂筒，它的测深为150mm,其所测压实度仅为这150mm的压实度。但是现场压实层厚度往往在200mm左右，而且一般压实度在压实表层都比较高，往下就难以保证，因此在山区现场含碎石较多的集料应采用φ200mm的大灌砂筒检测为宜。
3.2室内量砂标定的准确与否对压实度的影响
（1）储砂筒中砂面高度、砂的总重量对砂密度的影响
《公路土工试验规程》（JTJ051-93）中对筒内砂的高度和质量都做了明确规定。筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm，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。因此，储砂筒中砂面高度必须严格控制；另外，筒内砂的质量准确至1g。每次标定及以后的试验都维持这个质量不变。因为标定时，只要砂总重相同,即砂的自重一样，显然其下落速度也能保持一致，从而提高量砂使用的准确性。实践证明，现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致，大大提高了检测数据的准确性。
（２）标定罐深度对量砂密度的影响
通过试验结果发现标定罐深度每减1cm，砂密度大约降低1.2%。可见其深度不同对砂密度影响较大。因此，现场试洞深度应尽量与室内标定罐深度一致。
（３）砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响
不同颗粒粒径组成的砂，其级配不同，密度也明显不同，故每次检测使用时量砂必须采用标准砂（0.30～0.60mm或0.25～0.50mm），而且要保持砂的洁净干燥。
由上述可见，储砂筒砂面高度、砂的总重、标定罐深度、砂的颗粒组成等均在一定程度上影响量砂的密度。量砂密度标定准确与否，也将影响路基压实度的检测精度。所以，在进行路基压实度检测之前，标定工作不容忽视，必须引起足够的重视。
4、现场检测注意事项
4.1现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致。
4.2尽量使用基板，确保试验精度。
4.3尽量使检测表面光滑平整。现场测试完后，要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出，如有要将其单独清出，称其质量，计算密度时应扣除这部分质量。
4.4使用进行回收的量砂，下次使用前必需过筛洗净、烘干，并放置足够的时间，使其与标定时的洁净、干潮状况一致。
4.5现场含水量检测，通过烘干法与酒精法（淹没集料出现自由液面，燃烧三次）对比，其结果不超过1％，证明是可行的。但要注意的是所用酒精纯度必须要达到95％，劣质酒精不但不能充分燃烧反而会变成水份，影响检测结果。
4.6试坑深度应尽量等于标定时深度，坑壁笔直，上下口直径相等，避免上大下小或上小下大。
5、选点及检测频率
选点是否得当，直接影响到压实度的检测结果。选点太少，位置不客观，没代表性，很难反映实际情况；选点太多，不但没必要，而且浪费时间，降低工作效率。因此，正确的选点，严格按《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）附录A规定的检测频率进行检测，具有很强的实际指导意义。所以，进行压实度检测时，选点应得当，随机取点，检测频率也要满足规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映工程质量的实际情况。
6、ρdm、wo对压实度检测的影响
压实度K=ρd实/ρdm,，其中ρdm为最大干密度,是通过室内标准击实试验取得的。若试验结果与实际情况偏差太大，必将影响压实度检测结果的准确性与可靠性。作标准试验时，施工单位与监理单位应共同取样，并应尽量取有代表性的集料，作对比试验。另外，针对山区高速公路的地质情况，对集料最大干密度的获得除标准击实试验外，也可考虑使用表面振动压实仪法。对于测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度表面振动压实仪法更接近于现场振动碾压的实际状况。通过多种方法的验证、对比才能保证试验结果的可靠性，以免造成不必要的损失。
总之，灌砂法检测路基压实度是施工中最常用的试验方法之一，此方法看起来简单，但实际操作时常常不好把握，会引起较大误差，也是施工单位与监理关注的重点。只有严格按照规范操作，尽量减小试验误差，才能保证试验数据的准确性，从而保证工程质量。
