何雨佳

寧夏路橋工程股份有限公司 寧夏 銀川 750001

1 灌砂法壓實(shí)度檢測原理

采用灌砂法實(shí)施壓實(shí)度檢測主要是將質(zhì)地均勻、清潔干凈的標(biāo)準(zhǔn)砂（粒徑為0.25～0.50mm或0.30～0.60mm）從一定高度以自由落體形式下落至試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理將試洞容積測量計(jì)算得出，同時(shí)以集料含水量為依據(jù)將試樣實(shí)測干密度推算而出，并將其與集料最大干密度（通過室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)獲?。┫啾?，所得比值便為實(shí)測壓實(shí)度結(jié)果。

灌砂法壓實(shí)度檢測一般適用于細(xì)粒土、砂類土與礫類土，試樣的最大粒徑通常不得超過15mm為5～60mm，檢測層厚為150～200mm，但不適用于填石路基等有大孔隙或大孔洞材料的壓實(shí)度檢測。

2 灌砂筒的選擇

根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程[3]》（JTGE60-2008）的規(guī)定，灌砂筒的選擇應(yīng)按下述要求確定：

（1）當(dāng)D＜15mm（D為試樣最大粒徑）且h≤150mm（h為檢測層厚）時(shí)，應(yīng)選用Φ100mm小型灌砂筒；

（2）當(dāng)15mm≤D≤40mm且150mm＜h≤200mm時(shí)，應(yīng)選用Φ150mm大型灌砂筒；

（3）當(dāng)40mm＜D≤60mm（或超過60mm）時(shí)，宜選用Φ200mm灌砂筒。

需要注意的是：隨著路基壓實(shí)機(jī)具性能的優(yōu)化與功率的增大，公路路基有效壓實(shí)厚度已可達(dá)250mm甚至更高，但是由于市面灌砂筒多以Φ100mm和Φ150mm規(guī)格的為主，因此在工程實(shí)際應(yīng)用中基本為Φ150mm灌砂筒，而其有效檢測層厚最大為200mm，此時(shí)檢測結(jié)果便難以真實(shí)反映實(shí)際壓實(shí)情況，故此建議選用Φ200mm灌砂筒。

3 灌砂筒裝砂量的確定

根據(jù)《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E40-2007[1]）的規(guī)定，灌砂筒內(nèi)裝砂高度距離筒頂應(yīng)≤15mm，其原因是裝砂高度不同，標(biāo)準(zhǔn)砂下流速度不同，故而使灌入試坑的砂量不同，從而對量砂密度造成影響。此外，灌砂筒內(nèi)裝砂量一旦標(biāo)定，后期檢測過程中應(yīng)保持不變，因?yàn)橹灰构嗌巴?標(biāo)準(zhǔn)砂重量為定值（即標(biāo)準(zhǔn)砂自重不變），標(biāo)準(zhǔn)砂便會保持一致的下流速度，從而使砂量準(zhǔn)確性得到提升。實(shí)踐證明：當(dāng)現(xiàn)場檢測過程中灌砂筒內(nèi)裝砂量與標(biāo)定值保持一定時(shí)，可大大提升檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 選點(diǎn)及檢測頻率

檢測頻率與檢測位置的確定對實(shí)際施工指導(dǎo)意義重大。當(dāng)選點(diǎn)過少或位置不合理時(shí)，檢測代表性較差，對實(shí)際情況反映不客觀；而當(dāng)選點(diǎn)過多時(shí)，使檢測效率因工作量大、耗時(shí)較久而表現(xiàn)低下，間接性影響施工工期。對此，《公路路基施工技術(shù)規(guī)范[2]》（JTGF10-2006）規(guī)定：路基壓實(shí)度檢測頻率每層每1000㎡應(yīng)不少于2兩個(gè)點(diǎn)（不足1000㎡時(shí)檢測2個(gè)點(diǎn)），必要時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要增加檢測數(shù)量，且檢測位置應(yīng)選擇在設(shè)計(jì)車道內(nèi)。檢測過程中應(yīng)對各測點(diǎn)進(jìn)行編號（如K1+500，1#點(diǎn)），以便個(gè)別點(diǎn)壓實(shí)度未達(dá)到要求時(shí)按編號查找位置。當(dāng)有某一測點(diǎn)壓實(shí)度不符合要求時(shí)，應(yīng)在該試坑周圍距離坑邊5cm處選擇2點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，如若2點(diǎn)檢測均為合格，則可判定壓實(shí)度符合要求，認(rèn)為初次檢測結(jié)果為人為因素所導(dǎo)致；如若2點(diǎn)檢測均不合格，則證明壓實(shí)度不符合要求，需進(jìn)行補(bǔ)壓或采取其他措施。

5 壓實(shí)度檢測結(jié)果的影響因素

5.1 標(biāo)準(zhǔn)砂密度

量砂密度的標(biāo)定結(jié)果如若偏小，試坑換算體積則會增大，最終導(dǎo)致壓實(shí)度計(jì)算結(jié)果偏小，反之則偏大。下表1為不同量砂密度對壓實(shí)度結(jié)果的影響。

表1 不同密度標(biāo)準(zhǔn)砂所測壓實(shí)度對比表

5.2 最大干密度

路基壓實(shí)度檢測所用最大干密度由實(shí)驗(yàn)室通過輕、重型擊實(shí)試驗(yàn)獲取，而兩種擊實(shí)試驗(yàn)本質(zhì)區(qū)別在于擊實(shí)功能，重型擊實(shí)試驗(yàn)單位擊實(shí)功能為輕型擊實(shí)試驗(yàn)的4.5倍，因此對于土質(zhì)相同的試樣，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)所獲最大干密度大于輕型擊實(shí)試驗(yàn)?！豆饭こ藤|(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[4]》（JTG F80/1-2004）附錄B路基、路面壓實(shí)度評定中規(guī)定：路面基層、底基層以及路基壓實(shí)度檢測所用最大干密度應(yīng)以重型擊實(shí)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。但在實(shí)際應(yīng)用中仍有部分單位因取土量不足或?yàn)樘嵘龑?shí)測壓實(shí)度計(jì)算結(jié)果，對土樣最大干密度采用輕型擊實(shí)試驗(yàn)獲取，勢必會造成壓實(shí)度計(jì)算結(jié)果偏大，難以真實(shí)反映實(shí)際壓實(shí)情況。下表2為某砂性土分別采用輕、重型擊實(shí)試驗(yàn)所測最大干密度值，對比可知，輕型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果相比重型擊實(shí)試驗(yàn)降低了8.7%。

表2 某砂性土輕、重型擊實(shí)法所測最大干密度比對表

5.3 開挖填料

（1）若挖坑時(shí)用力過猛，使填料飛濺，減少試坑填料的濕質(zhì)量；或是挖出的試樣封裝不及時(shí)，使試樣因水分蒸發(fā)（尤其是暴曬天氣）而減少濕質(zhì)量，兩種情況均會導(dǎo)致實(shí)測壓實(shí)度偏小。

（2）若坑底松散填料未收集完全，導(dǎo)致濕填料減少、試坑體積變小，實(shí)測壓實(shí)度將偏大。

（3）若試坑開挖上大下小，實(shí)測壓實(shí)度將偏大，反之則偏小。此類偏差主要是由于碾壓過程中，上部因壓實(shí)能量較大而更加密實(shí)、下部因壓實(shí)能量較小而相對松散所導(dǎo)致，因此壓實(shí)度檢測需貫穿整個(gè)壓實(shí)層，且要求坑壁筆直。

5.4 表面平整度

若測點(diǎn)位置表面凹凸不平，當(dāng)上凸體積大于下凹體積時(shí)，將造成實(shí)測壓實(shí)度偏小，反之則偏大。如下圖1所示，土密度計(jì)算過程中，濕土質(zhì)量理論對應(yīng)體積應(yīng)為圖1（a），而灌砂法實(shí)測體積卻為圖1（b），故而使實(shí)測體積增大，導(dǎo)致壓實(shí)度計(jì)算值偏小。因此，為保證檢測結(jié)果客觀、真實(shí)，需測定并扣除凹凸面耗砂體積。

圖1 表面平整度較差試坑開挖前、后縱剖面示意圖

5.5 灌砂筒砂面與標(biāo)定灌深度

量砂密度的標(biāo)定，當(dāng)灌砂筒標(biāo)定深度較小或砂面高度低于規(guī)定值時(shí)，標(biāo)定砂密度就會偏小，從而導(dǎo)致實(shí)測壓實(shí)度偏小。

由于量砂下流速度因砂面高度不同而存在差異，因此導(dǎo)致灌入標(biāo)定灌內(nèi)的量砂密實(shí)程度也不相同，從而對量砂密度造成影響。實(shí)踐表明，灌砂筒內(nèi)砂面高度降低5cm，所測量砂密度便會減小約1%，因此量砂密度的標(biāo)定必須嚴(yán)格控制砂面高度，且在現(xiàn)場檢測時(shí)灌砂筒裝砂高度應(yīng)與標(biāo)定高度一致，即砂面距離筒頂15mm；此外，量砂密度標(biāo)定過程中，標(biāo)定灌深度應(yīng)與現(xiàn)場試坑深度保持一致，因?yàn)闃?biāo)定灌深度減小2.5cm，量砂密度就會降低約1%。

6 結(jié)束語

作為路基壓實(shí)度現(xiàn)場測定的一種方法，灌砂法檢測技術(shù)雖然流程簡單且易于操作，但在實(shí)際應(yīng)用中人為影響因素較大，檢測結(jié)果容易產(chǎn)生誤差。因此，基于路基壓實(shí)質(zhì)量的真實(shí)反映，規(guī)范灌砂法檢測流程，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化檢測技術(shù)，為壓實(shí)度檢測精度提升的必要條件。