公路路基試驗檢測灌砂法分析

文/甘昊、譚龍金

1 前言

灌砂法在公路路基壓實強度的檢測過程中是常用的一種方法。應用該方法可以全面測定路基密度，在實踐應用中具備較高的精確性，且操作簡單，具備很強的適用性。一般而言，該方法在細粒土、砂礫類型土與礫類土質密度的檢測過程中應用廣泛。

2 技術原理

路基試驗階段，灌砂法是常用的一種技術手段，該技術實施對后續路基工程開展具有指導性作用。

灌砂法應用原理：通過灌砂方式在灌砂筒進行測定，使砂體實現自由下滑，然后根據需要調整試樣，確定其內部的體積參數，同時根據含水量參數確定干密度數據。該方法在檢測路基密實度方面有著很強的優勢，實用價值非常高。另外，在路基工程中，使用灌砂法時要注意下述因素。

2.1 細粒度密度測試環節，采用直徑100mm 的灌砂筒。

2.2 對于填土粒徑超過15mm 的情況，相關人員應采取大直徑灌砂筒進行檢查，一般需要選擇使用直徑為150～200mm 的灌砂筒才能達到標準的要求。

3 工程概況

某高速公路工程全長37.8km，采用雙向四車道設計，路基寬度設計為24m，最高車速120km/h，最低80km/h。施工階段為了提升路基強度以及承載力，需要采用灌砂法測定路基密度等數，從而保證工程的施工質量達到規范標準[1]。

4 量砂的選擇

因為在工程項目中應用的顆粒組成不同的量砂會給試驗性能產生較大的影響，且松方密度參數易出現變化，因此在灌砂法的操作實踐中需要量砂達到潔凈度的標準，且材料均勻性合格。從施工標準方面進行分析，從施工標準方面進行分析，采用不同粒徑砂進行密度以及體積標定階段，需要按照表1 數據要求執行。結合表中數據分析，該工程中應用的材料粒徑處于0.3～0.6mm 之間，重現性可以滿足工程的試驗標準。

表1 重現性分析

5 量砂的標定

5.1 標定深度以及砂密度關系分析

按照項目試驗情況分析可知，砂料密度與標定罐砂速度處于正比例關系。若其深度≤2.5cm 時，砂密度會受到影響下降1%左右。所以，要想切實提升測定精度，則需要做好試洞深度以及測定溫度的控制，使其處于相同的系數范圍。

5.2 測定儲砂面高低的影響分析

在密度測定環節，儲砂筒的砂面高度在一定的范圍內與砂密度存在一定關系。所以，如果其內部的高度不足5cm 的情況下，密度就會減小1%左右。在具體的試驗操作環節，為了使測量數據達到穩定性、準確性的標準，需要在實驗中根據需要確定其內部砂面高度、標定密度，以確保數據的精度符合標準要求，且和砂筒中材料高度達到一致性的要求。此外，還要結合上述幾點分析試驗環節，根據試驗需求對砂料進行調節處理，以避免各種影響導致測定數據不準確的情況出現，從而為整個試驗的順利進行提供良好的基礎，防止發生數據偏差嚴重的問題[2]。

5.3 注意量砂自身的穩定性

灌砂法的試驗環節，最為關鍵的幾個部分就是要確保砂的潔凈度、含水量與均勻性等指標滿足試驗需求，同時對于外部影響因素也要考慮在內，例如空氣濕度產生的影響。一般來說，在試驗開始前需要將砂在空氣條件下靜置一定時間，使砂的濕度和環境濕度達到一致性的要求，以此保證試驗順利進行，確定最終試驗數據。檢測工作進行中，需要使量砂試驗按照標準要求連續進行，且保證各項檢測所需要的材料準備充足，一旦出現材料短缺、供應不足就會造成試驗中斷，那么其結果也會存在嚴重偏差。另外，需要更換試驗量砂料時，應按照項目實際情況對測定材料進行標定。這主要是由于不同類型的砂密度差異性不同，試驗結果會出現偏差，因此在試驗環節砂量不是相同批次的，需要更換后進行測定，否則相關數據指標會不準確。

6 路基試驗重點解析

6.1 試驗場地的選擇

通常而言，在試驗地點選擇上需要綜合項目的實際情況，選擇地勢平整的位置進行操作；同時，在設備的要求方面也應該保證設備達到穩定性的標準，安裝到試驗地點滿足試驗的標準要求。在本次工程的實驗中，選擇在整個場地內的40cm×40cm 范圍之內，基板直接安裝到該位置上，使其滿足穩定指標要求，另外操作環節不可出現下落速度過快等問題。當試驗位置確定后，要按照試驗標準做好相關處理，以保證后續測定數據的精度達到設計要求。

6.2 路基粗糙面以及基板的測定

在粗糙面以及基板試驗的過程，首先需要按照規范要求對量砂要求進行標定。操作上可以通過使用量砂筒進行內部的質量檢查和標準，并對量砂筒的留出體積以及標定容量進行計算，從而確定最終的砂量質量。試驗環節由于沙量較多，當滿載指標達到設定要求時，流動速度與密度呈正比，即砂面高度較高，則流速比較快，進而出現大量標定基板與粗糙面的砂質量相差比較大的情況。如果在試驗環節，選取的是光滑度較高的平面，并不需要進行該步驟的操作。因此，在具體試驗工作開始前，必須要深入現場考慮實際情況，綜合性分析表面的粗糙度參數，然后選擇符合本次實際情況的試驗方式，從而使試驗更加精確，同時取得的試驗數據也具備代表性，不影響整體的試驗效果。

6.3 開挖試洞

6.3.1 在整個試驗的環節中，需要根據先中部、后邊緣位置順序的開始試驗檢測。這是由于在路基的施工環節是從兩側到中間的順序開始進行的，且極易導致最邊緣的位置上存在密實度問題，一旦出現數據偏差情況，就會造成整個試驗過程數據偏差嚴重，進而使試驗不能滿足正常的使用標準要求。

6.3.2 試洞的開挖作業過程中，需要保證其達到美觀性、規則性的要求，且操作環節保證試洞壁垂直度指標滿足規定要求。如果不能達到這一標準要求，則會導致量砂流動性不能達到試驗的標準要求，最終出現試驗準確性不足的情況，影響施工質量[3]。

6.3.3 試洞的開挖位置上如果存有土體結構的材質，為了防止水分流失嚴重而出現檢測不合格的問題，需要做好封閉存儲處理，確保不會產生嚴重問題。

6.3.4 試洞內應用的施工材料和試驗材料有著明顯差異的條件下，應該結合實際情況選擇不同的擊實材料進行試洞操作，以達到工程的標準要求。

6.4 灌砂

灌砂正式開始之前，應該做好各個方面的管理和控制，使筒內的量砂全部達到試驗的基礎和要求；同時，在開展灌砂之前需要保證灌砂操作中裝滿的質量與第一次試驗質量數據一致后再進行試驗。

7 試驗結果分析

根據該工程的試驗方案要求以及執行標準，采用三層路基結構開展試驗，并于每個基層設置24 個測試點，一共設置測點72 個。試驗結果可知，通過應用灌砂法，每層結構的參數均滿足測定要求，具體內容見表2。

表2 試驗結果

8 結語

綜上所述，公路路基是公路工程主要的結構組成部分，從實際經驗方面總結可以發現，采取必要的措施可以得到路基穩定性與強度性能的參數。結合本文高速公路項目，并考慮具體情況采取灌砂法作業方式進行壓實度檢查，經過檢查數據分析，其完全滿足該工程的設計方案標準和要求，說明整個工程質量合格，且完全達到運行的標準要求，能夠提高交通運行的安全性。