对检测路基现场压实度方法的讨论

Abstract: By the combination of calibration and field testing, analyzed the factors of the sand replacement method in engineering practice affect the subgrade compaction testing, in order to improve the quality of detection.

Key words: base the degree of compaction; seized sand replacement method; road test; use

路基工程质量的好坏，压实度是最重要的内在指标之一，只有对路基进行充分压实，才能保证路基的强度、整体稳定性，并保证和延长铁路、公路的使用寿命。

路基现场压实度检测主要检测方法有灌砂法、环刀法、核子法、水袋法等检测方法。而灌砂法是路基压实度检测中最常用的试验方法，适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。灌砂法虽简单易学，但影响测试结果的因素较多，如果掌握不好，容易引起较大误差或错误。如何保证灌砂法检测路基压实度的精度，现对路基压实度检测中的一些问题，作简要地分析和探讨。

一、施工中用灌砂法测定压实度时，应符合下列规定

(一)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。

(二)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。

(三)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，灌砂筒的直径以200mm或大于200mm为宜。

目前市面上只有φ150mm的大型灌砂筒和φ100mm的小型灌砂筒两种，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。但是近几年压实机械压实功能增大，相应的压实层厚度往往超过200mm左右，而且路基填方如为砾类土，最大粒径往往超过31.5mm，如果再继续用φ150mm的灌砂筒测出的压实度结果的准确性就可想而知了，这就需要相关部门制定出新的灌砂筒标准来适应各种路基填料的要求。

二、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0.25～0.50mm清洁干净的均匀砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重量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。

三、灌砂筒的选用及室内标定

(一)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，但不超过200mm时，应用φ150mm的大型灌砂筒测试。

3、如集料的最大粒径达到40mm～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φ200mm的大灌砂筒检测为宜。

(二)室内量砂标定的准确与否对压实度的影响

1、储砂筒中砂面高度、砂的总重量对砂密度的影响

《公路土工试验规程》(JTJ051-93)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;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

通过试验结果发现标定罐深度每减1cm，砂密度大约降低1.2%。可见其深度不同对砂密度影响较大。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0.25～0.50mm)，而且要保持砂的洁净干燥。

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。

四、现场检测注意事项

(一)土的含水量的测定

含水量试验最准确的方法是烘干法，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，因该种方法测含水量会由于将土壤中的有机质燃烧掉而产生误差，另外，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。在凿洞过程中，应随时将凿松的土取出装入塑料袋中，不使水分蒸发。

(二)试坑数量、位置、深度、形状的选择

1、检测点数量

施工单位在完成每一压实层后应该首先自检，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1000m2至少检验2点，不足1000m2时检验2点，必要时可根据需要增加检测点。灌砂法检测每点需要操作时间约15min，如果以报检宽度为30m 的路基为例，即使每天只报检500m，每天的报检面积为15000m2，需要检测点数为30个点，需要时间约为7.5h，仅仅自检的现场操作就需要如此漫长的时间，如果再加上现场监理抽检时间，那就更长，这就需要现场监理、施工单位自检和抽检一块进行。

2、试坑的位置

检测点地表面处理要平，只要表面凸出一点(即使1mm)，使整个表面高出一薄层，其体积便算到试坑中去了，将影响试验结果，因此除非非常的平，否则应先放上基板测定一次粗糙表面消耗的量砂。必须注重对薄弱点的检测，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，所以加强对路基边部的检测也是非常必要的。

3、试坑的深度

按照《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，但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。由于现场操作时，挖坑这道工序往往由工地务工人员完成，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呈倒三角形，所以就每一压实层而言，越向下的部位其压实度越小。因此，坑的深度不够，将导致测得的压实度值偏大。

4、试坑的形状

试坑的形状应该是圆柱体，坑洞周壁应竖直，但实际操作中会出现上大下小或上小下大的情形，这样形状的试坑导致测得的压实度值偏大或偏小。

五、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，严格按《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)附录A规定的检测频率进行检测，具有很强的实际指导意义。所以，进行压实度检测时，选点应得当，随机取点，检测频率也要满足规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映工程质量的实际情况。

总之，灌砂法检测路基压实度是施工中最常用的试验方法之一，此方法看起来简单，但实际操作时常常不好把握，会引起较大误差，也是施工单位与监理关注的重点。只有严格按照规范操作，尽量减小试验误差，才能保证试验数据的准确性，从而保证工程质量。