路基压实度灌砂法检测原理
2011-12-13 来源：中国百科网
1、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0.2～0.50mm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。
2、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，正确的选点在工程施工中具有很强的实际指导意义。一般在压实度检测中，试坑的位置应选择在每一设计车道内。如设计为双向四车道那么应在所检路基的一个横断面上、在每一设计车道内选择一点作为试验点，并为试验点编号。如Kl3+oo0，1号点，2号点……若在检测中发现有个别点压实度较低时，可根据该点编号查找出该点然后在该试坑（距原坑边5cm的位置）旁边再选点进行检测。若该两点压实度都合格，证明该点在初次检测时是由于试验人员的操作不当所为。若两点压实度都不合格则证明该点压实度不合格。所以进行压实度检测时选点应得当，检测频率也要满足规范要求。这样检测结果才能较客观的反映工程质量的实际情况。
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，最大不超过200mm时，应用Φ150mm的大型灌砂筒测试；
（3）如集料的最大粒径达到40～60mm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Φ20omm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）未灌入前，贮砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响。《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）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。
现场测试时，贮砂筒中砂面高度应与标定量砂密度时贮砂筒中砂面高度保持一致。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：曾经作过试验，结果发现标定罐深度每减2.5cm，砂密度大约降低3％。标定罐深度每减1cm，砂密度大约降低1.2％。可见标定罐深度对量砂密度的影响较大。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0.25～0.5mm），而且要保持砂洁净干燥。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、现场含水量的检测
现场含水量的检测结果直接影响到压实度的检测结果。若含水量偏大，则压实度偏小。反之含水量偏小，则压实度偏大。所以含水量的检测是灌砂法检测压实度中至关重要的一步。在含水量检测中我们应该注意以下几点：
（1）土样的选取。
为防止水分蒸发，取试坑中部有代表性土样2份，迅速装入铝盒中，盖上盒盖后迅速称量、编号。
（2）土样的数量。
对于粘性土取30～50g，对于砂类土取50～100g。
（3）含水量的检测。
在施工现场一般采用快速检测方法，即酒精燃烧法，每一铝盒内的土样应充分燃烧三次，将水份全部烧出。
（4）结果整理。
取两次含水量的平均值为该点含水量的代表值。
5、现场检测注意事项
（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。
（2）基板使用：检测时，地表面应处理平整，若凹凸不平应使用基板，以减少试验误差，尽量使检测表面光滑平整。现场测试完后，要检查罐砂筒底板、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。
（3）量砂的使用：量砂应规则，使用进行回收的量砂，下次使用前必须过筛洗净、烘干，并放置足够的时间，使其与标定时洁净、干潮状况一致，以保证量砂密度。换砂时应重新标定量砂密度，确保试验准确性。
（4）试坑的形状：试坑的形状应该是空的圆柱体，但施工单位往往会将坑挖成锅底的形状，尤其是在接近试坑底部的位置。前面我们谈到就每一压实层而言，越向下的部位其压实度越小，所以，这样形状的试坑将导致较松散部位的土取出的相对较少，导致测得的压实度值偏大。
（5）试坑的深度：按照《公路路基面现场测试规程》要求，试坑的深度应该等于测定层的厚度，但不得有下层材料混入，一般情况下，每压实层厚为20cm，所以，试坑深度也应该是20伽。由于现场操作时，挖坑这道工序往往由施工单位的民工完成，其挖坑深度经常达不到要求。压路机在碾压过程中其应力分布成倒三角形，所以就每一层压实而言，越向下的部位其压实度越小。因而，坑的深度不够，将导致测得的压实度偏大。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。建议试洞深度应以15cm为宜。因为按此深度进行检测，比较符合实际情况，能较好地反映测定层的压实度，提高检测工作效率。
（6）灌砂的时间：正确的做法是观察边缘处标准砂不在流动后还需要等十几秒钟再停止灌砂。因为我们无法直接观察到中心部位砂子的流动情况，而且砂子的流动是从中心开始而后才向边缘扩展的。如果提前结束灌砂，势必导致灌入的标准砂质量偏少，从而导致测得的压实值偏大。
（7）含水量的选取：在选取含水量时，应将试坑内的土壤迅速均匀搅拌，然后再取含水量。
