灌砂法检测压实度的影响因素及对策探讨

王敏

摘 要：灌砂法作为工程施工建设压实度检测的标准方法，在公路工程建设质量控制中发挥非常重要的作用。为提高压实度检测内容的可代表性、操作全过程的可控性、检测数据的准确性，作者根据咸旬高速公路及相应工程建设施工管理实践经验，对灌砂法检测压实度的影响因素及处理措施进行了探讨研究，希望在今后压实度检测中引起足够的重视，提高检测质量水平。

关键词：公路工程；灌砂法；压实度

路基工程现行的压实度（密度）指标检测方法很多，主要包括：环刀法、电动取土器法、蜡封法、夯击能量法、灌水法、灌砂法、以及核子密度仪测定法等。上述各种方法在实际应用中均具有各自的优缺点，如核子密度仪其使用过程中会产生对人体造成伤害的核辐射。灌砂法作为路基压实度检测的最基本的一种方法，利用均匀颗粒的砂，从一定高度落到规定容积的筒或洞内，完成对压实度的检测，具有数值检测准确性高、操作全过程可控性好、检测范围宽、结果可代表性强等优点，被广泛应用到公路施工压实度（密度）检测中，得到参建各方的广泛认可。

1 压实度灌砂检测法的基本原理

灌砂法（公路施工压实度检测的标准方法，但不适用于填石路堤等存在大孔洞或大孔隙材料的施工压实度的检测），其检测原理是采用粒径在0.30～0.60mm或0.25～0.50mm的清洁干净均匀颗粒砂，从一定高度自由下落到试验筒或洞内，然后根据单位重不变的原理来检测试筒或洞的容积（即用标准砂来代替试验筒或洞中的集料），并结合集料的含水量来准确测算出试验样品的压实度（密度）。由于测试方法自身存在许多制约性因素，因此其会对检测结果造成一定影响。本人根据在咸旬高速公路建设的施工管理实践中的总结经验，对影响压实度检测准确的因素进行一定归纳总结，并提出几点对策建议，希望在今后公路施工压实度检测中尽量避免，提高试验检测准确可行度，确保公路工程安全可靠、节能经济的高效稳定建设发展。

2 灌砂法检测压实度的影响因素及对策

2.1 室内量砂标定对压实度检测结果的影响及对策

2.1.1 储砂筒中砂面高度及砂总重对量砂密度的影响

在《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）中对储砂筒中砂面的高度、质量、总重均做了非常明确规定，要求储砂筒中砂面的高度同筒顶间的距离应控制在15mm以内，如太高则由于不同砂面高度的砂其下落速度各异，会对灌进标定罐内砂的密实程度产生影响，进而会影响到标定量砂的密度检测值。因此，在实际检测过程中储砂筒中砂面高度应严格按照试验规程控制在15mm以内，同时储砂筒中砂的质量应精确到1g，确保量砂使用具有较高的准确可靠性。从大量的工程实践检测结果表明：公路压实度现场测试过程中，始终保持储砂筒中砂面高度和重量同室内标定间的一致，其所获得的检测数据精确性和可行度会大大提高。

2.1.2 标定罐深度对量砂密度的影响

从咸旬高速公路及其他工程施工压实度试验检测结果发现：标定罐深度每减少1～20mm，量砂密度大约降低1～1.3%。由此可见标定罐深度不同，其对量砂密度的影响较大，相应对检测结果准确性影响也较大。因此，在检测现场试验筒或洞的深度应与室内标定罐深度保持一致，确保检测结果的准确可靠性。

2.1.3 砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响

砂的颗粒级配对密实度试验的重现性会带来较大影响，不同粒径的砂，其级配和密度存在较大差异。因此，在每次现场试验检测过程中，应采用清洁干燥统一标准的砂（0.30mm～0.60，或0.25mm～0.50mm），其中采用粒径为0.30mm～0.60的砂其试验重现性最好，对锥形漏斗体积标定的最大偏差也最低只有0.2%，且对标定罐中量砂密度平均值的标定最大偏差也最低只有0.1%。采用均匀洁净的量砂，是确保现场公路施工压实度检测结果具有较高准确可靠性的基础。在进行公路压实度检测前，如标准砂密度偏低，则会导致压缩度测试结果比实际偏低；反之，则会偏高。因此，标定工作尤为重要，合理标定可以降低或尽量避免量砂下降速度、重现性、密度等对试验数据的影响。

2.2 现场检测对压实度检测结果的影响及对策

2.2.1 检测位置的合理选定

检测位置选取的代表性会对压实度检测结果带来影响。为了确保检测的压实度具有代表性和准确可靠性，应在横向、纵向均取点。从外观上可以通过选取薄弱点、边部点等进行检测。对于检测条件允许的工地，则推荐配合落锤式弯沉仪（FWD）和贝克曼梁（BB）进行综合选点，同时要注意测点表面的平整性。

2.2.2 合理去除表土

表面土体会对检测结果带来影响。如果不去除表土，则可能会导致压实度检测结果偏低。作者建议去除表层1～20mm的松土，确保压实度检测结果具有较高的准确可靠性。另外，要结合测试位置的实际情况，通过找平确保灌砂筒内的余砂高度同灌砂完后筒内余砂高度保持相等，确保两者的密度和质量相等。土样选择时，对于粘性土则宜取30～50g，而对于砂类土则宜取50～100g。

2.2.3 試坑开挖及深度

试坑开挖时，应采取先中间后边缘的开挖工序，同时要确保足够的试坑内径和深度。试坑深度不够，则可能导致所测得的压实度偏大。建议试坑深度应尽量与标定时深度保持一致，坑壁应笔直，上下口直径应保持相等，避免出现上大下小或上小下大的不利情况。目前，按照150mm深度进行检测，比较符合工程实际情况，同时能很好反映测定层的实际压实度和提高试验检测工作效率，建议试洞深度按照150mm设计为宜。

3 灌砂法测定压实度质量控制指标

从咸旬高速公路及其他工程施工压实度试验检测结果及相关经验，作者建议采用灌砂法测定压实度时，从技术、经济等方面进行综合考虑，应严格按照下述技术指标提高压实度测试质量水平，即：

（1）当集料的最大粒径在<15mm时，测定层厚度在150mm以内，宜优选100mm的小型灌砂筒进行测试。

（2）当集料的最大粒径为15mm≤Φ≤40mm时，测定层厚度150mm≤H≤200mm以内，宜优选150mm的大型灌砂筒测试。

（3）当集料的最大粒径>40mm时，则应根据工程实际合理增大灌砂筒和标定罐的尺寸，宜优选200mm或>200mm直径的大型灌砂筒进行测试为宜。

从工程实践应用来看，目前市场中只有两种灌砂筒，分别为150mm的大型灌砂筒和100mm的小型灌砂筒。而工地上常用150mm灌砂筒，其测深最大为150mm，只能对150mm深压实度进行测定。而随着近年来压实机械压实功能的不断增大，相应压实厚度也大多超过200mm，同时路基填方逐步采用砾类土等大直径材料，其最大粒径通常在40mm以上。因此，常用的150mm灌砂筒，在测定深度、集料材料等方面，均很难满足工程施工现场测定需求，建议根据工程实际需求对于直径大于40mm的砾类集料，宜优选200mm的大灌砂筒进行检测，确保压实度检测的可行性和准确度。

4 结束语

灌砂法是工程施工压实度测试的基本方法，虽然其具有测试原理简单、操作方便等优点，但实际测试过程中影响测试结果的因素较多，需要在工程实践中加以重视。除了上述的几种影响因素外，实际测量中含水量、基板合理使用、灌砂时间等均会对压实度测试结果带来影响。在实际测试试验过程中，应对上述影响因素加以重视并采取合适的处理措施，降低或避免各种影响因素的影响，提高检测结果的可行性和准确可靠性，确保工程具有较高质量水平。

参考文献

[1]张志建.浅析灌砂法检测压实度如何减小误差[J].黑龙江交通科技，2009，（08）：15-17.

[2]陈国英.灌砂法检测路基压实度[J].交通世界，2010（03）：136-137.