路基壓實度灌砂法檢測原理
2011-12-13 來源：中國百科網(wǎng)
1、灌砂法基本原理
灌砂法（標準方法，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測）基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.2～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來測量試洞的容積（即用標準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測干密度。
2、選點及檢測頻率
選點是否得當，直接影響到壓實度的檢測結(jié)果選點太少，位置不客觀，沒代表性，很難反映實際情況；選點太多，不但沒必要，而且浪費時間，降低工作效率。因此，正確的選點在工程施工中具有很強的實際指導意義。一般在壓實度檢測中，試坑的位置應(yīng)選擇在每一設(shè)計車道內(nèi)。如設(shè)計為雙向四車道那么應(yīng)在所檢路基的一個橫斷面上、在每一設(shè)計車道內(nèi)選擇一點作為試驗點，并為試驗點編號。如Kl3+oo0，1號點，2號點……若在檢測中發(fā)現(xiàn)有個別點壓實度較低時，可根據(jù)該點編號查找出該點然后在該試坑（距原坑邊5cm的位置）旁邊再選點進行檢測。若該兩點壓實度都合格，證明該點在初次檢測時是由于試驗人員的操作不當所為。若兩點壓實度都不合格則證明該點壓實度不合格。所以進行壓實度檢測時選點應(yīng)得當，檢測頻率也要滿足規(guī)范要求。這樣檢測結(jié)果才能較客觀的反映工程質(zhì)量的實際情況。
3、灌砂筒的選用及室內(nèi)標定
3.1根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒
（1）當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，最大不超過200mm時，應(yīng)用Φ150mm的大型灌砂筒測試；
（3）如集料的最大粒徑達到40～60mm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，其所測壓實度僅為這150mm的壓實度。但是現(xiàn)場壓實層厚度往往在200mm左右，而且一般壓實度在壓實表層都比較高，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Φ20omm的大灌砂筒檢測為宜。
3.2室內(nèi)量砂標定的準確與否對壓實度的影響
（1）未灌入前，貯砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響?！豆仿坊访娆F(xiàn)場測試規(guī)程》（JTJ059-95）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，因而灌進標定罐內(nèi)砂的密實程度也不同，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格控制。
現(xiàn)場測試時，貯砂筒中砂面高度應(yīng)與標定量砂密度時貯砂筒中砂面高度保持一致。另外，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準確至1g。每次標定及以后的試驗都維持這個質(zhì)量不變。因為標定時，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確性。實踐證明，現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標定時保持一致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準確性。
（2）標定罐深度對量砂密度的影響。通過試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：曾經(jīng)作過試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標定罐深度每減2.5cm，砂密度大約降低3％。標定罐深度每減1cm，砂密度大約降低1.2％?？梢姌硕ü奚疃葘α可懊芏鹊挠绊戄^大。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標定罐深度一致。
（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準砂（0.30～0．60mm或0.25～0.5mm），而且要保持砂潔凈干燥。由上述可見，儲砂筒砂面高度、砂的總重、標定罐深度、砂的顆粒組成等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂密度標定準確與否，也將影響路基壓實度的檢測精度。所以，在進行路基壓實度檢測之前，標定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。
4、現(xiàn)場含水量的檢測
現(xiàn)場含水量的檢測結(jié)果直接影響到壓實度的檢測結(jié)果。若含水量偏大，則壓實度偏小。反之含水量偏小，則壓實度偏大。所以含水量的檢測是灌砂法檢測壓實度中至關(guān)重要的一步。在含水量檢測中我們應(yīng)該注意以下幾點：
（1）土樣的選取。
為防止水分蒸發(fā)，取試坑中部有代表性土樣2份，迅速裝入鋁盒中，蓋上盒蓋后迅速稱量、編號。
（2）土樣的數(shù)量。
對于粘性土取30～50g，對于砂類土取50～100g。
（3）含水量的檢測。
在施工現(xiàn)場一般采用快速檢測方法，即酒精燃燒法，每一鋁盒內(nèi)的土樣應(yīng)充分燃燒三次，將水份全部燒出。
（4）結(jié)果整理。
取兩次含水量的平均值為該點含水量的代表值。
5、現(xiàn)場檢測注意事項
（1）現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標定時保持一致。
（2）基板使用：檢測時，地表面應(yīng)處理平整，若凹凸不平應(yīng)使用基板，以減少試驗誤差，盡量使檢測表面光滑平整?，F(xiàn)場測試完后，要檢查罐砂筒底板、基板與地面之間是否有砂子漏出，如有要將其單獨清出，稱其質(zhì)量，計算密度時應(yīng)扣除這部分質(zhì)量。
（3）量砂的使用：量砂應(yīng)規(guī)則，使用進行回收的量砂，下次使用前必須過篩洗凈、烘干，并放置足夠的時間，使其與標定時潔凈、干潮狀況一致，以保證量砂密度。換砂時應(yīng)重新標定量砂密度，確保試驗準確性。
（4）試坑的形狀：試坑的形狀應(yīng)該是空的圓柱體，但施工單位往往會將坑挖成鍋底的形狀，尤其是在接近試坑底部的位置。前面我們談到就每一壓實層而言，越向下的部位其壓實度越小，所以，這樣形狀的試坑將導致較松散部位的土取出的相對較少，導致測得的壓實度值偏大。
（5）試坑的深度：按照《公路路基面現(xiàn)場測試規(guī)程》要求，試坑的深度應(yīng)該等于測定層的厚度，但不得有下層材料混入，一般情況下，每壓實層厚為20cm，所以，試坑深度也應(yīng)該是20伽。由于現(xiàn)場操作時，挖坑這道工序往往由施工單位的民工完成，其挖坑深度經(jīng)常達不到要求。壓路機在碾壓過程中其應(yīng)力分布成倒三角形，所以就每一層壓實而言，越向下的部位其壓實度越小。因而，坑的深度不夠，將導致測得的壓實度偏大。試坑深度應(yīng)盡量等于標定時深度，坑壁筆直，上下口直徑相等，避免上大下小或上小下大。建議試洞深度應(yīng)以15cm為宜。因為按此深度進行檢測，比較符合實際情況，能較好地反映測定層的壓實度，提高檢測工作效率。
（6）灌砂的時間：正確的做法是觀察邊緣處標準砂不在流動后還需要等十幾秒鐘再停止灌砂。因為我們無法直接觀察到中心部位砂子的流動情況，而且砂子的流動是從中心開始而后才向邊緣擴展的。如果提前結(jié)束灌砂，勢必導致灌入的標準砂質(zhì)量偏少，從而導致測得的壓實值偏大。
（7）含水量的選?。涸谶x取含水量時，應(yīng)將試坑內(nèi)的土壤迅速均勻攪拌，然后再取含水量。
