灌砂法在路基试验检测中的应用分析

许倩

（邳州市交通工程有限公司，江苏邳州221300）

0 引言

路基施工是公路工程中十分关键的一个环节，路基施工质量会直接影响公路工程的整体建设质量。为了有效提升公路的稳定性和安全性，必须做好路基质量的检测工作。路基检测工作可以及时发现路基施工中存在的问题，检测合格的路基，不仅能为行车安全提供可靠保障，还能进一步延长公路的使用寿命。灌砂法是一种较为新颖的路基压实度检测手段。在具体的试验检测过程中，科学合理地应用灌砂法检测，能够有效提升最终检测结果的准确性，确保路基压实质量符合要求，从而为公路工程的整体建设质量提供可靠保障。

关于公路路基的压实度检测问题，黎明基于灌砂法检测手段，介绍了该方法的基本要求、仪器设备以及结果处理等，指出了检测中应注意的事项[1]。武英转依托案例实际，针对灌砂法路基试验检测，提出了相应的质量控制对策，总结了操作经验[2]。徐宝贵分析了灌砂法检测过程中的准确度影响因素，可为现场实施提供指导意见[3]。在前人研究的基础上，就灌砂法的原理、应用范围以及现场检测过程和注意点进行全面阐述，以期能够完善灌砂法工艺的技术体系，为类似工程提供指导和借鉴。

1 灌砂法的基本原理和使用范围

使用灌砂法对公路地基质量进行检测，需要提前打好试洞，然后将直径为0.3～0.6mm 的砂通过灌砂筒（见图1）工具落入试洞。在此过程中，砂是自由下落，利用砂替换试洞里的试样，从而确定试洞内的实际体积大小，并且可以根据试验得出的具体含水量，得到比较准确的试样干密度。此方法多应于对公路路基的密度以及压实度的检测，但如果路基是用石头等大粒径填料堆砌而成，则会有大孔洞或大空隙，就不适合使用此检测方法。在应用灌砂法对公路路基进行检测的过程中需要注意以下两个方面的问题。

图1 灌砂筒

其一，在测定细粒土的实际密度的过程中，应选择大小合适的灌砂筒，通常选择100mm 直径的灌砂筒[4]。

其二，如果待检测的填土材料的实际直径大于13.2mm，就应该选择使用直径更大的灌砂筒。

2 公路路基灌砂筒的选定与室内测试

2.1 公路路基灌砂筒的选定

《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450—2019）中明确提出：在利用灌砂法对路基的压实度进行检测的过程中，如果填料的粒径最大不高于13.2mm，待测定层的实际厚度不大于150mm 的情况下，在具体的检测过程中应选择直径为100mm 的小型灌砂筒完成检测作业；如果填料的直径比13.2mm 要大，但没有超过31.5mm，且测定层的实际厚度在150～200mm 之间（包括200mm），应选择中型的灌砂筒完成压实度检测工作；如果填料的直径比31.5mm 要大，且测定层的实际厚度在200mm 以上，应选择大型灌砂筒完成压实度检测工作[5]。确定好使用何种灌砂筒仪器之后，才能依据《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450—2019）中的操作流程，正式开展室内标定工作。

2.2 公路路基灌砂筒标定的影响因素

具体的灌砂密度会受储砂筒装砂高度以及装砂质量大小的影响。在对灌砂筒开展标定工作的过程中，应严格控制实际装砂高度，确保实际装砂高度和灌砂筒顶部之间保持15±5mm 的距离，这样可以有效防止砂砾在下落过程中，下落速度发生变化影响密实度。在具体的标定环节，应严格控制灌砂筒内部量砂的实际重量，并且在每一次的标定过程中要确保各项数据的准确性和真实性。三次重复测量时，要保证三次储砂筒的装砂高度、装砂质量的一致，三次标定罐的灌砂高度一致。要想保证量砂保持相同的下落速度，还应对全过程进行严格控制，整个灌砂过程中，应做到不晃动储砂筒，让量砂保持较高的准确性[6]。在具体的施工现场开展检测工作的过程中，需要对量砂总量进行严格控制，确保和标定结果相同。

根据相关试验结果可以发现，如果标定罐的深度发生变化，最后得到的砂的密度也会发生变化，如深度每下降一厘米，最后得到的砂的密度结果就会减少1.2%。正因如此，进行室内标定工作时，需要确保最大程度地还原施工现场的具体情况，并充分结合公路工程施工现场的试洞实际深度，确定室内标定的数值，让二者最大程度保持一致。比如，在具体的路基压实度试验检测过程中，先要确定具体的挖定深度，然后以确定好的深度为依据，选择合适的标定罐方法，这样能最大程度地降低测试结果的误差，将误差控制在合理范围之内。由于级配之间的差别导致量砂的密度也存在一定的差异，在量砂的实际下落过程中，具体的压实度也会发生相应改变。所以，在公路路基施工现场开展检测工作以及设置标定罐深度的时候，必须对量砂进行过筛处理，合理选择量砂类型。此外，为了使砂砾保持良好的清洁性，可以充分利用水洗法和日晒法对砂砾进行处理。

3 公路路基现场检测与操作注意事项

3.1 公路路基量坑的准备

在公路工程的具体施工过程中，路基施工发挥着十分重要的作用，但路基施工环节经常会遇到中间部位的路基压实度较高，而路基两侧的压实度却比较低的现象。为了有效提升路基施工质量和施工水平，应在选择试验检测坑位置的过程中充分考虑路缘位置的检测点。如果公路工程施工主线的所有压实层的厚度保持在150mm，就必须保证检测坑的深度可以满足150mm，这样才能确保试验检测坑的实际深度满足试验要求。在试坑的具体挖掘过程中，需要控制试验检测坑的实际形状，确保挖出来的试验检测坑呈圆柱状，还应保证试验检测坑保持竖直状态，上面的直径和下面的直径大小相同，避免影响压实度测试作业的正常开展[7]。

除此之外，在试验检测坑的挖掘环节还需要注意以下几方面问题。第一，必须第一时间将挖出的材料放入合适的器具内，避免长时间在外界环境放置，最大程度地避免材料中的水分蒸发。试洞的深度应和测试层的厚度相等，且不得有下层材料混入。挖好试验检测坑之后，还要对地面进行处理，保证地面保持平整，避免对最后的试验检测结果产生不良干扰（见图2）。

图2 量坑挖掘现场

3.2 路基测试基板的使用

在具体的试验检测环节，由于某些试验检测点不平整，要想保证最终试验结果的准确性，就要科学利用基板开展检测工作，这样可以有效提升试验检测效果，还能让检测坑的表面保持光滑。

每一次检测作业完成后，要仔细观察灌砂筒是否出现漏砂问题，一旦发现漏砂问题，要及时将漏砂清除干净，并对清理得到的漏砂进行称重，扣除掉相应重量的砂，有效保证检测结果的准确性。

3.3 公路路基灌砂的实施

具体的灌砂工作分为两个部分。一是准备好相应的基板之后，计算灌砂圆锥体内砂质量和基板圆孔砂质量；二是在检测试坑挖好以后灌砂来测试坑体积。在实际灌砂过程中应选择大小合适的量砂，确保量砂粒径符合相关规范要求。灌砂过程中不能碰灌砂筒，在灌砂结束后应轻按灌砂筒，迅速关闭灌砂筒开关，最大程度减少人为因素对检测结果的影响。量砂回收环节还需要采取烘干、过筛等措施，对量砂进行处理，保证量砂的清洁性；烘干后的量砂要在室温环境中静置24h 以上，使量砂保持比较合适的干湿度[8]。

在具体的测量过程中，假如由于某种原因需要将量砂换掉，就必须重新开展量砂密度的标定工作，这样可以让最终的检测结果更加准确可靠。在灌砂过程中，需要做好观察工作，防止出现砂子向边缘扩散的现象，还要严格控制灌砂时间，不能提前结束灌砂，否则会出现压实度偏大的情况（见图3）。

图3 公路路基灌砂现场

3.4 公路路基含水量检测

含水率的检测也是一项十分关键的环节。现场试坑灌砂检测作业结束之后，需要对公路路基的含水情况进行检测。含水率不同会直接影响路基压实度的检测结果，如果含水率偏高，计算出的路基压实度会偏小，反之，计算出来的路基压实度会偏大。

公路路基的含水率检测过程应严格遵循下面的标准要求，并严格控制每一个检测环节。首先，需要做好样土的采集工作，采集的样土要具有代表性；其次，在样土采集过程中，为了防止水分蒸发，可以同时采集两组不同的样本，将其中一组样本当成备用样本，如果第一组样本出现问题，可以使用备用样本[9]。为了有效提升检测工作的效率，通常情况下选择酒精燃烧法开展检测工作，此方法是把得到的样土按照规定的试验数量取两份，放在洁净的铝盒内，按顺序加入酒精，铝盒中出现自由液面时点燃酒精，火焰熄灭冷却后，进行第二次燃烧，经过三次燃烧后，对剩下的部分进行称重。通过燃烧可以将样土中的水分去除，剩下的样土重量就是干质量。

4 公路路基检测点与频率的确定

在公路路基试验检测过程中，应科学选择具体的试验检测位置，因为位置会在一定程度上影响最后的试验检测结果。选定检测点的位置后还要按顺序进行标号，这样可以为之后核实检测数值提供更大的便利。若在检测过程中发现存在问题，需要舍弃原来的检测点，然后在合适范围内再选择一个检测点进行检测，并对检测结果进行审核。如果二次检测得到的各项数据信息都符合标准要求，则可以判定之前的检测过程受到了人为因素的影响，导致检测结果出现误差；如果二次检测仍不合格，则表明该处的压实度存在问题，应第一时间采取相应措施进行处理。

5 结语

公路路基的施工质量会直接影响公路工程的整体建设质量，如果路基施工过程中存在问题，会影响公路的整体稳定性和安全性。因此，需要科学合理地开展路基施工质量检测工作，确保路基的各项施工环节都符合相关标准。

在所有路基质量检测工作中，压实度检测十分关键。只有保证路基压实度满足公路工程的建设要求，才能有效保证路基的强度和稳定性，也有利于进一步提升公路的承载力，延长公路的使用寿命。因此，可以合理应用灌砂法对路基的压实度进行检测，且在具体检测过程中要严格遵循检测流程标准，有效控制每一个检测环节，确保最后的检测结果具有较高的准确性和可靠性。