浅谈土方路基施工中如何提高灌砂法检测

'浅谈土方路基施工中如何提高灌砂法检测压实度的准确性摘要：本文根据路基工程中压实度检测的实践经验，综合考虑了影响灌砂法检测路基压实度的各个相关因素，对如何保证灌砂法检测路基压实度的准确性进行了分析与探讨。关键词：灌砂法压实度准确性1引言路基压实质量是施工质量最重要的内在指标之一，只有对路基结构层进行充分压实，才能保证路基的强度、刚度，并可以保证及延长路基工程的使用寿命。现场施工中压实质量用压实度表示，其检测方法有灌砂法、环刀法、核子密度仪法等，而灌砂法是路基压实度检测中最常用的试验方法。2.灌砂法检测压实度介绍灌砂法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。然后根据推算出的试样实测干密度与在试验室用标准击实试验取得的最大干密度之比来计算压实度。灌砂法是当前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列为现场测定密度的主要方法。该方法可用于测试多种土或路面材料的密度。它的缺点是：需要携带较多量的砂，而且称量次数较多，测试速度较慢[1]。3.灌砂法检测压实度影响因素分析灌砂法简单易学，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。灌砂法检测压实度影响因素见表1。3.1土的最大干密度的确定压实度就是土在压实后达到接近最大干密度的程度，试样最大干密度pd的值通过击实试验方法来确定，而且土质不同它的值也不相同。3.1.1击实试验方法的选取《公路工程质量检验评定标准》中明确规定，路基压实度以重型击实试验法为准[2]。目前击实试验方法分为轻型击实试验法和重型击实试验法，两种击实试验法的差异主要是击实功能的差别，重型击实试验法的单位击实功比轻型击实试验法要提高约4-5倍，这样对同样的土质来讲，采用重型击实试验法时其最大干密度提高。但如仍使用轻型击实试验法，这样得出的最大干密度值比实际要小，导致计算得到的压实度值偏大。 灌砂法检测压实度影响因素分析表表1计算公式参数代表意义相关参数分析k=ρd/ρdmax×100%k为压实度；ρd为实测干密度；ρdmax为最大干密度；最大干密度是在试验之前由室内确定的值，通过重型击实试验确定。所以检测前首先应该由击实试验得出一个最大干密度。ρd=ρ/（1+ω）ρd为实测干密度；ρ为土样湿密度；ω为土样含水量；土样含水率的测定是压实度检测中的一个重要试验。现场施工中常用的方法为酒精燃烧法。含水量和压实度成反比例关系。ρ=M湿／Vρ为土样湿密度；M湿为湿土样质量；V为试坑体积试坑中湿料质量是压实度检测中的一个基本变量，它就是试坑中挖出湿料的质量，与压实度成正比例关系。试坑的体积V是通过标准砂的用量M砂来测定的，这就要求坑要挖的标准。V=M坑砂/ρ砂ρ砂为标准砂密度；M坑砂为试坑中砂质量；V为试坑体积标准砂密度是在试验之前由室内标定的，M坑砂是一个约数，砂的湿度不同，使用次数不同，不同的试验人员都会得出不同的结果。因此，要保持标准砂洁净干燥。M坑砂=M标砂+筒-M砂锥-M筒+余砂M坑砂为试坑中砂质量；M标砂+筒为标砂时砂与筒的质量和，（即标砂时秤的度数）；M砂锥为砂锥质量；M筒+余砂为余砂与筒的质量和；试坑中砂质量是计算过渡量，和试坑中湿土样质量M湿同类概念，与压实度成反比例关系。M坑砂=M标砂+筒-M砂锥-M筒+余砂M标砂+筒，M筒+余砂为秤上读数；M砂锥为一个约数，就是灌砂筒装砂距口1～2cm时的总质量，变化较小，但M坑砂会随M砂锥的变化而变化，以至影响到压实度的测定结果。这就要求在灌砂过程中砂筒要稳，不可碰撞振动，更不能敲击，要等砂停止流下时再关开关，否则会影响压实度的测定结果3.1.2不同类土最大干密度的确定不同性质的土其最大干密度差别很大，因此应严格按规范中相关规定来确定不同土类、不同取土场的土的最大干密度。施工中如果省事，仅使用少数几个最大干密度值，当用土数量、土类发生变化和取土场更换时不重新做击实试验来确定该类土的最大干密度，仍采用原来的试验值，这样所选取的最大干密度已经没有了代表性，从而使计算得到的压实度不能真正反映实际压实质量。3.2量砂松方密度的标定3.2.1砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响《公路土工试验规程》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,[3]原因是不同高度的砂，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，其下落速度也能保持一致，从而提高量砂使用的准确性。3.2.2量砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响量砂要规则。 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，如果重复使用时一定要注意晾干，筛除杂质，并放置足够的时间，使其与标定时的洁净、干潮状况一致，并且经常标定，否则影响量砂的松方密度。3.2.3每换一次量砂都必须测定松方密度，漏斗中砂的数量也应该每次重做，因此量砂宜事先准备较多数量。切勿到试验时临时找砂，又不做试验，仅使用以前的数据，影响压实度准确性。因此，在进行路基压实度检测之前，量砂标定工作不容忽视，必须引起足够的重视。3.3试坑的影响因素3.3.1检测点数量、检测频率要保证施工中在完成每一压实层后应该首先自检，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,[2]不足1000m2检验2点，必要时可根据需要增加检测点。如果以报检宽度为28m的路基为例，如报检500m，报检面积为14O00m2，需要检测点数就应该不小于28个点。3.3.2试坑的位置检测点地表面处理要平，只要表面凸出即使1mm，将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，因此除非特别的平整，否则应先放基板测定一次粗糙表面消耗的量砂。现场测试完后，要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出，如有要将其单独清出，称其质量，计算密度时应扣除这部分质量。必须还应注重对薄弱点的检测，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。3.3.3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。同时要注意土样不可散失，将坑底坑壁清扫干净，从而避免出现检测密度偏大或偏小的情形。3.4现场土的含水量的测定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。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。另外检测时要保证让酒精淹没土样表面，充分燃烧三次。如不能充分燃烧会影响检测结果。3.5其他因素3.51天平为提高检测精度和速度,建议一个测试小组配备称量10～15kg、感量不大于5g的电子秤和称量1kg、感量不大于0.5g的电子秤,分别用来称量试洞中材料的湿质量和含水量样品的质量。3.5.2风称量材料质量时要注意挡风,灌砂时开关的缝隙要在背风侧。3.5.3振动 减少一切可能的振动干扰,附近不得有工作着的振动压路机,工作着的发动机也尽量远离测试现场。4结语施工中，只要我们掌握了灌砂法检测压实度的各项要点，有效正确地分析出各项影响因素，可得出较准确的压实度值，从而控制好压实度这一指标，真正地做到保证公路路基施工质量。参考文献：[1]公路工程试验检测技术[M].朱霞.高等教育出版社.2004.11[2]JTGF80／1—2004公路工程质量评定标准[s].人民交通出版社.2004.10[3]JTGE60—2008公路路基路面现场测试规程[s].人民交通出版社.2008.8[4]JTGE40—2007公路土工试验规程[s].人民交通出版社.2007.9'