運(yùn)用灌砂法檢測路基壓實(shí)度分析
2011-12-12 來源：作者：杜兆文 來源：中國鳴網(wǎng)
一、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，并保證和延長鐵路、公路的使用壽命。路基現(xiàn)場壓實(shí)度檢測主要檢測方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、水袋法等檢測方法。根據(jù)施工實(shí)際情況和業(yè)主要求，在鐵路、高速公路上主要運(yùn)用灌砂法進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測。現(xiàn)就理論結(jié)合工程實(shí)踐，對路基壓實(shí)度檢測中的一些問題，作簡要地分析和探討。
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）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)，按其單位重量不變的原理來測量試洞的容積（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、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測試。
（2）當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm,測定層的厚度不超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測試。
（3）如集料的最大粒徑達(dá)到40mm～60mm或超過60mm時，灌砂筒和現(xiàn)場試洞的直徑以200mm為宜。
工地上普遍應(yīng)用φ150mm的灌砂筒，它的測深為150mm,其所測壓實(shí)度僅為這150mm的壓實(shí)度。但是現(xiàn)場壓實(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)場含碎石較多的集料應(yīng)采用φ200mm的大灌砂筒檢測為宜。
3.2室內(nèi)量砂標(biāo)定的準(zhǔn)確與否對壓實(shí)度的影響
（1）儲砂筒中砂面高度、砂的總重量對砂密度的影響
《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ051-93）中對筒內(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)都維持這個質(zhì)量不變。因?yàn)闃?biāo)定時，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)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時保持一致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
（２）標(biāo)定罐深度對量砂密度的影響
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ι懊芏扔绊戄^大。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。
（３）砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響
不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故每次檢測使用時量砂必須采用標(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)度的檢測精度。所以，在進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測之前，標(biāo)定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。
4、現(xiàn)場檢測注意事項(xiàng)
4.1現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時保持一致。
4.2盡量使用基板，確保試驗(yàn)精度。
4.3盡量使檢測表面光滑平整。現(xiàn)場測試完后，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，并放置足夠的時間，使其與標(biāo)定時的潔凈、干潮狀況一致。
4.5現(xiàn)場含水量檢測，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變成水份，影響檢測結(jié)果。
4.6試坑深度應(yīng)盡量等于標(biāo)定時深度，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)及檢測頻率
選點(diǎn)是否得當(dāng)，直接影響到壓實(shí)度的檢測結(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)場測試規(guī)程》（JTJ059-95）附錄A規(guī)定的檢測頻率進(jìn)行檢測，具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。所以，進(jìn)行壓實(shí)度檢測時，選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng)，隨機(jī)取點(diǎn)，檢測頻率也要滿足規(guī)范要求。這樣，檢測結(jié)果才能較客觀地反映工程質(zhì)量的實(shí)際情況。
6、ρdm、wo對壓實(shí)度檢測的影響
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)度檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。作標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時，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，作對比試驗(yàn)。另外，針對山區(qū)高速公路的地質(zhì)情況，對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壓實(shí)儀法。對于測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壓實(shí)儀法更接近于現(xiàn)場振動碾壓的實(shí)際狀況。通過多種方法的驗(yàn)證、對比才能保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，以免造成不必要的損失。
總之，灌砂法檢測路基壓實(shí)度是施工中最常用的試驗(yàn)方法之一，此方法看起來簡單，但實(shí)際操作時常常不好把握，會引起較大誤差，也是施工單位與監(jiān)理關(guān)注的重點(diǎn)。只有嚴(yán)格按照規(guī)范操作，盡量減小試驗(yàn)誤差，才能保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而保證工程質(zhì)量。
