路基壓實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)測干密度。
2、選點(diǎn)及檢測頻率
選點(diǎn)是否得當(dāng)，直接影響到壓實(shí)度的檢測結(jié)果選點(diǎn)太少，位置不客觀，沒代表性，很難反映實(shí)際情況；選點(diǎn)太多，不但沒必要，而且浪費(fèi)時(shí)間，降低工作效率。因此，正確的選點(diǎn)在工程施工中具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。一般在壓實(shí)度檢測中，試坑的位置應(yīng)選擇在每一設(shè)計(jì)車道內(nèi)。如設(shè)計(jì)為雙向四車道那么應(yīng)在所檢路基的一個(gè)橫斷面上、在每一設(shè)計(jì)車道內(nèi)選擇一點(diǎn)作為試驗(yàn)點(diǎn)，并為試驗(yàn)點(diǎn)編號(hào)。如Kl3+oo0，1號(hào)點(diǎn)，2號(hào)點(diǎn)……若在檢測中發(fā)現(xiàn)有個(gè)別點(diǎn)壓實(shí)度較低時(shí)，可根據(jù)該點(diǎn)編號(hào)查找出該點(diǎn)然后在該試坑（距原坑邊5cm的位置）旁邊再選點(diǎn)進(jìn)行檢測。若該兩點(diǎn)壓實(shí)度都合格，證明該點(diǎn)在初次檢測時(shí)是由于試驗(yàn)人員的操作不當(dāng)所為。若兩點(diǎn)壓實(shí)度都不合格則證明該點(diǎn)壓實(shí)度不合格。所以進(jìn)行壓實(shí)度檢測時(shí)選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng)，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(shí)際情況。
3、灌砂筒的選用及室內(nèi)標(biāo)定
3.1根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒
（1）當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時(shí)，宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測試；
（2）當(dāng)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(shí)，應(yīng)用Φ150mm的大型灌砂筒測試；
（3）如集料的最大粒徑達(dá)到40～60mm或超過60mm時(shí)，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(shí)度僅為這150mm的壓實(shí)度。但是現(xiàn)場壓實(shí)層厚度往往在200mm左右，而且一般壓實(shí)度在壓實(shí)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(biāo)定的準(zhǔn)確與否對壓實(shí)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。《公路路基路面現(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(jìn)標(biāo)定罐內(nèi)砂的密實(shí)程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲(chǔ)砂筒中砂面高度必須嚴(yán)格控制。
現(xiàn)場測試時(shí)，貯砂筒中砂面高度應(yīng)與標(biāo)定量砂密度時(shí)貯砂筒中砂面高度保持一致。另外，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。每次標(biāo)定及以后的試驗(yàn)都維持這個(gè)質(zhì)量不變。因?yàn)闃?biāo)定時(shí)，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(zhǔn)確性。實(shí)踐證明，現(xiàn)場測試時(shí)，儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
（2）標(biāo)定罐深度對量砂密度的影響。通過試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：曾經(jīng)作過試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)定罐深度每減2.5cm，砂密度大約降低3％。標(biāo)定罐深度每減1cm，砂密度大約降低1.2％?？梢姌?biāo)定罐深度對量砂密度的影響較大。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。
（3）砂的顆粒級(jí)配組成對量砂密度的影響。不同顆粒粒徑組成的砂，其級(jí)配不同，密度也明顯不同，故每次檢測使用時(shí)量砂必須采用標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)砂筒砂面高度、砂的總重、標(biāo)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(biāo)定準(zhǔn)確與否，也將影響路基壓實(shí)度的檢測精度。所以，在進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測之前，標(biāo)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(shí)度的檢測結(jié)果。若含水量偏大，則壓實(shí)度偏小。反之含水量偏小，則壓實(shí)度偏大。所以含水量的檢測是灌砂法檢測壓實(shí)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(diǎn)：
（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(hào)。
（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(diǎn)含水量的代表值。
5、現(xiàn)場檢測注意事項(xiàng)
（1）現(xiàn)場測試時(shí)，儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致。
（2）基板使用：檢測時(shí)，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(yàn)誤差，盡量使檢測表面光滑平整。現(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(dú)清出，稱其質(zhì)量，計(jì)算密度時(shí)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(jìn)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(shí)間，使其與標(biāo)定時(shí)潔凈、干潮狀況一致，以保證量砂密度。換砂時(shí)應(yīng)重新標(biāo)定量砂密度，確保試驗(yàn)準(zhǔn)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(huì)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(shí)層而言，越向下的部位其壓實(shí)度越小，所以，這樣形狀的試坑將導(dǎo)致較松散部位的土取出的相對較少，導(dǎo)致測得的壓實(shí)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(shí)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(shí)，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(dá)不到要求。壓路機(jī)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(shí)而言，越向下的部位其壓實(shí)度越小。因而，坑的深度不夠，將導(dǎo)致測得的壓實(shí)度偏大。試坑深度應(yīng)盡量等于標(biāo)定時(shí)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?yàn)榘创松疃冗M(jìn)行檢測，比較符合實(shí)際情況，能較好地反映測定層的壓實(shí)度，提高檢測工作效率。
（6）灌砂的時(shí)間：正確的做法是觀察邊緣處標(biāo)準(zhǔn)砂不在流動(dòng)后還需要等十幾秒鐘再停止灌砂。因?yàn)槲覀儫o法直接觀察到中心部位砂子的流動(dòng)情況，而且砂子的流動(dòng)是從中心開始而后才向邊緣擴(kuò)展的。如果提前結(jié)束灌砂，勢必導(dǎo)致灌入的標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量偏少，從而導(dǎo)致測得的壓實(shí)值偏大。
（7）含水量的選取：在選取含水量時(shí)，應(yīng)將試坑內(nèi)的土壤迅速均勻攪拌，然后再取含水量。
