灌砂法在公路路基压实度检测中的运用

灌砂法在公路路基压实度检测中的运用

张建欣

中交综合规划设计院有限公司

摘要：随着国民经济的迅速发展和社会的配套设施的日益健全，公路工程的发展速度也越来越快，而路基是高速公路的主要承载构件，因此，对路基的施工质量进行有效的管理和提高尤为关键。路基的压实性是一项衡量工程质量的重要参数，因此，如何对其进行有效的测试就变得非常必要。本文从路基压实试验的角度出发，着重探讨了灌砂法的施工工艺和施工要领，以期为今后有关公路工程质量检验工作的开展提供参考。

关键词：公路;路基压实度;灌砂法;

路基作为一种重要的工程，其承载能力对行车的安全和舒适度有着密切的影响，因此，在我国的高速公路和改建工程中，必须对路基进行质量检验。而压实是影响路基品质的重要因素之一，它的合理程度直接影响着路基的整体性能。而充填技术作为一种较好的地基压实监测手段，必须严格控制施工工艺，确保试验工作的正常进行。

1 灌砂法

灌砂法是将干净、粒度相对均匀（0.3~0.6毫米）的沙子从某一高度处的重力下，自由地投入到装有骨料的孔穴内，然后根据相同的重量，测量孔隙的体积，再将标准砂置换成标准砂，然后再根据测试的结果进行推算。在实际充砂机中，所用的主要设备和试剂有标准砂、量砂筒等。目前，充填方法在实际工程中的使用范围很广泛，如基层测定、路面/路基的压实度测定、其它类型的压实密度测定等，但不宜用于大型填石路堤的大孔探测。在实践中，最大样品颗粒直径在31.5毫米以内，而与之对应的密度层厚则为150-200毫米。

2 公路路基压实度检测中灌砂法的应用流程

在实际工程中采用充填方法，必须确保最大骨料粒尺寸和探测层厚均符合所述使用的要求，然后按规定的程序进行施工。1)选取一个高速公路工程项目进行路堤压实测试，并在测试中使用的量沙浓度进行校核。2)选取一个具有较平整的测试段，并对其进行清洗，其对应面积大于衬底。3)将衬底精确地布置在测试区的表面上。若所述表面的粗糙性较大，则可以将所述充填砂轮置于所述衬底的中心圆形孔口之上。接着开启充砂管，让沙粒流进底孔，当沙粒停止向下游流动时，即可将充砂管封闭并取出。对充砂桶内的余沙进行称重，并将残留在试验场地的沙子全部回收，并清扫出计量区。4)沿着衬底中间的孔口，开一个大约100 mm的直径的测试孔，以保证与压实层相同的厚度，同时防止夹杂低级物料。然后用袋子装着称量。5)将检验样品中的典型样品取出来，通过实验检验方法，认真地检验其水分含量。6)将充填管安装在衬底之上，以便它的下端口与衬底中的孔和测试孔之间维持对齐。然后，打开充砂管，将里面的沙子倒入一个小坑，测量里面的沙子（在灌沙管开启之前和之后的质量差距），再计算出沙坑的容积。

3灌砂法在路基压实度检测中的影响因素

地基的压实度是在工地上进行干燥的，再加上室内打实实验中所获得的最大干重，而在灌砂法中，采用粒径均匀的细沙代替已开挖地基的孔隙容积，因为注入的沙子的品质和细沙的浓度很好地探测出来，从而可以计算出开挖物料的容积，并据此计算出开挖后的地基物料的含水量和总重量，从而得出工地的最大干重。另外，充填技术是一种用于路基土和水泥的填充法，也可用于路基的压实试验，也可用于路基的压实试验。

3.1 标定罐深度的影响

通过对许多地基项目进行的压实试验，可以发现，每次标定槽深度降低10-20 mm时，其体积沙的浓度就会降低1%~1.3%，因此，测量槽的厚度对计量沙的密度有很大的影响，从而对最后的压实效果也会造成很大的变化。

3.2 量砂颗粒级配组成的影响

粒度大小不一的砂粒，其级配成分与密实度差别很大，而通过有关的调查，可以看出，量沙的分级成分对压实度测试的重现能力有很大的影响，所以如果使用的量沙的级配成分相差太大，或者不够均匀，会对最后的测试效果产生一定的影响，比如选择的量沙的浓度越小，其所测的压缩程度就越小，而反之，就会越高。

3.3 检测位置的影响

在采用注沙法进行地基压实试验中，由于不同的探测部位，往往会对试验的效果产生一定的影响。

3.4 表面土、试坑的影响

首先，在地基上，往往会出现一种表层土壤，采用灌沙仪进行压实试验时，若不清除表层土壤，则会造成试验的较差。其次，根据以前的实验发现，轻锤实的强度要低于重锤实，在挖掘试孔时，若挖掘工艺不当，或者挖掘深度、直径不足，都会导致实测的压实度值出现偏差。

4灌砂法在路基压实度检测中的前期准备

4.1 选择路基灌砂筒

采用充砂方法对道路碾压强度进行测试，通常采用粒径大小不等的方法。首先，当测量地面的压实时，测量层的厚度不大于150 mm时，所采用的灌沙管仪表的直径通常不大于100 mm；当测量层的厚度大于150米而不大于200毫米时，所采用的灌沙机的测量直径应该是150毫米，但是当发现骨料的粒径和测量层的厚度都很大时，必须选用更大的充砂管。其次是在试验场地，所采用的灌沙管仪表通常为150毫米，若有较多的碎石，则采用200 mm的注沙管。最后，在试验中，是否选用适当的充砂管设备直接关系到灌沙仪的测试效果，并直接关系到路堤和路面的安全，所以，如何合理地选取灌沙管的尺寸就显得尤为关键。

4.2 灌砂筒的标定

在选择好充砂管后，应对充砂管进行校准，其校准的主要准则是：当砂粒在自由下落时，必须确保其与顶端的间距不超过15 mm，从而减小其对紧固性的影响。首先，开启电闸，把砂桶的流砂口、漏斗口和金属盘中间的圆形孔口对齐，让标准砂粒从上方向下方排出，当流沙的量与标称槽的容量一致时，就可以关掉电闸，接着把砂桶固定住，把砂桶移动到预先备好的玻璃盘上，开启电闸，让标准砂粒排出，完成后，把电闸关掉，取出砂桶。其次，为了保证校准时的数据的准确度，需要测量玻璃面板上的标准沙子的重量，剩余的沙子用来填满锥形零件的沙子，三遍测量锥形物体的重量，然后得出它们的平均。此外，在测试中，因需提供准确的资料，故必须对测试的整个程序进行全程监测，以保证其品质与校准时一致，且因其在不同的深度下，会发生变化，进而对工程的施工造成一定的影响，故在测试中应尽可能地保证测试资料的正确性，并使各工序均达到检验的标准。另外，在进行实际勘察工作前，需要先制定好地基的挖掘深度，然后根据该深度来决定所标定的标尺，并按照规范进行砂土的计量，这样就可以降低测定的偏差。

4.3 土的最大干密度的确定

(1)选择冲击测试的方式；压实实验分为轻、重两种，100毫米的试管用于颗粒直径小于20毫米的土壤，152毫米的管芯用于颗粒直径小于40毫米的土壤。通常，用0.075 mm的标准筛土体的重量百分比，不能超过15%的无粘粒和巨粒土（含堆石）的最大干重。(2)测定各种类型土壤的最大干重；由于土壤的特性，其最大干重有差异，所采用的测试手段也各有差异，故必须根据有关规范，对不同类型的土壤和物料来源进行合理选择，从而选择出最大土壤的最大干重。其次，根据土类、料源变化和测试频次要求，可以在不同时间进行采样和测试，以求最大土体的最大干重，并能较好地体现出土体在施工中的压实性。

3 灌砂法在路基压实度检测中的运用

首先，在路基部分找一块平坦、清洁的测试地点，进行清理，清除的区域要大于基片的范围，并按顺序进行挖掘，并保证试块的内径和厚度。其次，在完成作业后，要将基底移除，清除地基，再将基底置于基底中央的圆形孔眼处，将挖掘出来的物料填满，并将所挖掘的物料填满，并确保坑的两侧壁面垂直，上、下两个开口之间的间距要均匀一致，以防止发生上部大下部和下部下部较大的现象。

在油缸的沙缸里需要填满之前的沙粒，然后把沙桶的出沙口对着衬底中央的圆形孔洞，开启电闸让沙粒流进试验槽，当它停止向下流动时，就会关掉电闸，然后取出充砂桶，称量容器内的沙子重量，准确到1克。

将已开挖的地基物料运至实验室实验室后，应测量其水分，并将地基物料放入铝盒子或清洁的托盘中，以检测其水分含量，若使用小型灌沙管，其水分含量应为100克以上，而中粒土试样应为500克以上；若采用大灌沙管法，则细粒土的样品重量应该在200克以上，而中粒土试样的重量应该在1000克以上，而在粗粒土或其它非有机粘合剂的样品中，则要求重量在2000克以上。在测定了样品的最小重量之后，将其重量称量到1克。

结论

但就压实度而言，采用灌砂法检查其密实性时，往往难以准确把握其工作流程，故在检查时要注意细部问题，以降低因检查错误造成的道路品质问题。

参考文献：

[1]怡小会.公路路基压实度现场检测方法实践[J].四川水泥,2022(07):258-260.

[2]陈康军,徐有为.路基压实度灌砂法自动检测设备的设计与关键技术[J].湖南交通科技,2022,48(01):31-33+59.