摘要：灌砂法是路基压实度检测中最常用的检测方法，适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的路基压实后的密度。基于挖坑灌砂法检测压实度的基本原理，并结合路基工程中压实度检测的实践经验，分析影响灌砂法检测路基压实度准确性的相关因素，研究如何减小各个因素对灌砂法检测路基压实度的准确性的影响，提高检测精度，确保工程质量。
关键词：灌砂法；路基；压实度；检测；干密度；湿密度；最大干密度；最优含水率
压实度是检测路基、路面压实质量是否达到设计要求的重要指标，是评价路基施工质量的重要指标。检测压实度的试验方法有很多种：钻心法、环刀法、核子密度仪法、灌水法、灌砂法。而灌砂法是路基压实度检测中最经济和常用的试验方法，适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。本文主要结合本人多年以来在市政道路工程压实度检测中总结的经验，对在路基检测中影响挖坑灌砂法测试结果的因素进行全面剖析和如何提高挖坑灌砂法检测准确性进行了具体的分析和探讨。
一、挖坑灌砂法检测路基压实度的基本原理和计算方法
挖坑灌砂法的基本原理是利用清洁、均匀的标准砂，从一定高度自由下落到按规范要求挖好的试洞内，按照其单位重不变的原理来测量试洞的体积，并根据试洞挖出的试样所测定的含水率来计算出干密度。计算方法如下：
路基压实度K=ρ干密度/ρ最大干密度×100
ρ最大干密度=最佳含水率对应的密度；
ρ干密度=ρ湿密度/（1+0.01ω）；
其中，ω为路基现场土的含水率；ρ湿密度=m土/v土，其中m土由天平现场称得，v土通过量砂获得，具体公式为ρ湿密度=m土×ρ砂/m砂，ρ砂为之前就通过量砂标定确定好的量砂密度，m砂为试坑中量砂的质量，m土为试坑中土的质量。
二、确定土的最大干密度
1.选用土的标准击实试验方法
依据《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）中明确规定，路基压实度以重型击实试验法为准。但也有极少数施工单位仍使用轻型击实试验法，这样得出的最大干密度值比实际偏小，最后计算得到的压实度值将偏大。
2.不同类土最大干密度的确定
不同性质、不同类别的土其最大干密度差别也较大，因此应严格按规范中相关规定来确定不同类别的土、不同取土场的土的最大干密度。当用土方量、土类别不同或取土场更换时需重新取土样做击实试验来确定该类土的最大干密度，使计算得到的压实度真实反映实际压实质量。
三、挖坑灌砂法检测路基压实度过程中常见影响准确度的因素
1.选点和检测频率
选点是否得当直接影响压实度的检测结果，选点太少，不具代表性，选点过多浪费人力物力，不经济。依据规范选定适当的检测数量、位置，并且是选的位置具有代表性，更能反映该段路基压实度的真实质量。
2.选灌砂筒
依据《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008），用灌砂法测定路基压实度时，应符合下列规定：
（1）当集料的最大粒径小于13.2mm，测定层的厚度不超过150mm时，宜采用φ100mm的小型灌砂筒测试。
（2）当集料的最大粒径等于或大于13.2mm，但不大于31.5mm，测定层的厚度不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。
（3）如集料的最大粒径超过31.5mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸，如集料的最大粒径超过53mm时，灌砂筒及现场试洞的直径应为200mm。以上3点说明灌砂筒规格应有三种：1、φ100mm，2、φ150mm，3、φ200mm。目前施工现场大多使用φ150mm灌砂筒，它的测试深度为150mm。但是随着压实机械压实功能增大，相应的压实层厚度往往超过150mm达到200mm甚至超过200mm，如果再继续用φ150mm的灌砂筒测出的压实度结果就无法代表整个压实层的压实程度。
3.量砂密度的标定
量砂密度的准确与否，直接影响压实度的计算结果，因此量砂密度的标定至关重要，影响量砂密度准确性主要有以下几个方面：
（1）储砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响
在《公路土工试验规程》中对筒内砂的高度和质量都做了明确的规定。筒内砂的高度与筒顶的距离不得超过15mm。不同高度的砂，其下落速度不同，因而灌入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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，筒内砂的质量称量时准确至1g，每次标定及以后的试验都维持这个质量不变。标定时，只要砂总重相同，即砂的自重一样，其下落速度也能保持一致，提高了量砂标定的准确性。大量试验证明，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，能较大提高检测数据的准确性。
（2）标定罐深度对量砂密度的影响
砂的密度随着标定罐深度的变化其数值有较明显的变化。依据《公路土工试验规程》中说明：标定罐深度减少2.5cm，砂的密度约降低1％。大量试验研究证明，对于同一个试坑，采用不同标定罐标定的砂密度，对压实度数值将产生较大影响。因此在现场检测过程中，试洞深度应与室内标定罐深度一致。
（3）量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，因此每次检测使用时量砂必须采用粒径0.25～0.50mm 或0.30～0.60mm的标准砂，而且要保持砂的洁净干燥，无杂质。如果重复使用时一定要注意风干，筛除杂质，并定期或者有必要时经常标定，否则影响量砂的密度。
由此可见，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，直接影响路基压实度的检测精度。
四、挖坑灌砂法检测路基压实度现场检测过程注意事项：
1.试坑数量、位置、深度、形状的选择
（1）检测点数量的确定
施工单位在完成每一压实层后应该先自检，自检频率按照技术规范的规定进行全频率试验。依据《公路路基施工技术规范》中的规定：检验频率为每1000㎡至少检验3点，不足1000㎡时检验3点，必要时可根据现场实际情况或确有需要增加检测数量。
（2）确定试坑的位置
检测点地表面处理要平整，无凹凸不平现象。若整个表面高出一薄层，试坑体积将偏大，影响试验结果。因此如果不能保证非常的平整，应先放上基板测定一次粗糙表面消耗的量砂。由于工程结构的特殊性，一般路基中间部位的压实度较两侧接近路边缘处压实度高，须加强对薄弱点的检测，必要时需增加对路基边部的检测。
（3）试坑的深度
依据《公路路基路面现场测试规程》要求，试坑的深度应该等于测定层的厚度，且不得有下层材料混入。一般情况下每压实层厚度约为15cm，所以试坑深度也应该为15cm。现场实际操作时，挖坑往往由一般工人完成，其挖坑深度经常达不到规范要求。压路机在碾压过程中其应力分布呈倒三角形，就每一压实层而言，越向下的部位其压实度越小。若试坑的深度不够，将导致测得的压实度值偏大。
（4）试坑的形状
试坑的形状呈圆柱体，坑洞周壁应竖直平整，但实际操作中会出现上大下小或上小下大的情形，这样形状的试坑将导致测得的压实度值偏大或偏小。
2.试坑挖出湿试样的质量
样品湿质量的准确与否直接影响压实度结果，在现场检测过程中应注意以下几个方面：
（1）挖坑过程中应注意力度适中，避免试样飞溅损失，坑底松散的样品应清理干净，确保挖出的样品全部收集。减少湿试样质量损失，减小对压实度准确度的影响。
（2）对于挖出的湿样品没有及时装入密闭塑料袋中，暴露时间过长会造成湿式样含水量损失，造成湿质量的损失和含水率的偏差，最终影响压实度的结果。因此现场检测过程中，应及时将挖出的湿式样装入塑料袋密封。
3.测定土的含水量
测定土的含水量试验最准确的方法是用烘干法，在测定中粒土和粗粒土的含水量时，不能仅取其中的细粒土，因为它无代表性。用酒精法测含水量与土类有关，酒精法测含水量会将土壤中的有机质燃烧掉而产生误差，此外，潮湿的黏性土难于粉碎，也使酒精法的精度降低。路基经过风吹日晒，路基表面含水量偏低，所以，在做含水量时，应将试坑内取出的土壤迅速均匀搅拌，然后再测含水量。在挖坑过程中，应随时将凿松的土取出装入塑料袋中密闭，防止水分蒸发，影响含水率结果。
五、结束语
挖坑灌砂法是路基压实度检测中最经济和常用的试验方法，本文通过对灌砂法影响准确性各个因素的分析，提出了减少各个因素影响的注意事项，提高了压实度检测结果的准确性，对提高路基压实度检测的精确度，加强路基压实度监控起到了指导作用。
参考文献：
[1]公路路基路面现场测试规程（JTG E60-2008）[S]．北京：人民交通出版社，2008．
[2]公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004.
[3]公路土工试验规程（JTG E40-2007）[S]．北京：人民交通出版社，2008．
[4]李月英.谈灌砂法在路基压实度检测中的应用．山西建筑》.2006．
论文作者:廖家林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/26
标签：路基论文; 压实论文; 密度论文; 含水量论文; 深度论文; 现场论文; 质量论文; 《基层建设》2019年第20期论文;