摘要：保證路基應有強度和穩定性的最經濟有效的技術措施是路基壓實，而現場路基壓實的質量通常用壓實度來衡量。路基壓實度的檢測有環刀法、灌砂法、核子密度儀法等試驗方法，而灌砂法是路基壓實度檢測中最常用的試驗方法，適用於現場測定細粒土、砂類土和礫類土的密度。文章根據路基工程中壓實度檢測的實踐經驗，綜合考慮了影響灌砂法檢測路基壓實度精確度的各個相關因素，對如何保證灌砂法檢測路基壓實度的精度進行了分析與探討。
關鍵詞：灌砂法；檢測；路基；最大密度；含水量
一、路基檢測方法概述
保證路基應有強度和穩定性的一項最經濟有效的技術措施是路基壓實，而現場路基壓實的質量通常用壓實度來衡量。路基壓實度的檢測有環刀法、灌砂法、核子密度儀法等試驗方法，而灌砂法是路基壓實度檢測中最常用的試驗方法，適用於現場測定細粒土、砂類土和礫類土的密度。灌砂法雖簡單易學，但影響測試結果的因素較多，如果掌握不好，容易引起較大誤差或錯誤。如何保證灌砂法檢測路基壓實度的精度，作者結合近幾年在幾條公路上的實踐經驗對這方面進行了分析與探討。
二、土的最大幹密度的確定
壓實度就是土在壓實後達到接近最大幹密度的程度，施工壓實度公式：
K=ρd /ρc ×100
式中：K——測設地點的施工壓實度（％）；
ρd——試樣的幹密度（g/cm3）；
ρc——由擊實試驗得到的試樣的最大幹密度（g/cm3）。
試樣最大幹密度ρc 的值通過擊實試驗方法來確定，而且土質不同它的值也不相同。
（一）擊實試驗方法的選取
《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）中明確規定，路基壓實度以重型擊實試驗法為準。
現在各國使用的擊實試驗方法分為輕型擊實試驗法和重型擊實試驗法，兩種擊實試驗法的差異主要是擊實功能的差別，重型擊實試驗法的單位擊實功比輕型擊實試驗法要提高4.5倍，這樣對同樣的土質來講，採用重型擊實試驗法時其最大幹密度提高（經試驗一般可提高6％～20％）。但有的施工單位卻仍使用輕型擊實試驗法，這樣得出的最大幹密度值比實際要小，導致計算得到的壓實度值偏大。
（二）不同類土最大幹密度的確定
不同性質的土其最大幹密度差別很大，因此應嚴格按規範中相關規定來確定不同土類、不同取土場的土的最大幹密度。有些施工單位及監理單位為了省事，施工段中僅用一個或極少數幾個最大幹密度值，當用土數量、土類發生變化和取土場更換時也不去重新做擊實試驗來確定該類土的最大幹密度，而是仍採用原來的試驗值，這樣所選取的最大幹密度已經沒有了代表性，從而使計算得到的壓實度不能真正反映實際壓實質量。
三、灌砂筒的選用
施工中用灌砂法測定壓實度時，應符合下列規定：
1．當集料的最大粒徑小於13.2mm，測定層的厚度不超過150mm時，宜採用φ100mm的小型灌砂筒測試。
2．當集料的最大粒徑等於或大於13.2mm，但不大於31.5mm，測定層的厚度不超過200mm時，應用φ150mm的大型灌砂筒測試。
3．如集料的最大粒徑超過31.5mm，則應相應地增大灌砂筒和標定罐的尺寸，灌砂筒的直徑以200mm或大於200mm為宜。
目前市面上只有φ150mm的大型灌砂筒和φ100mm的小型灌砂筒兩種，工地上普遍應用φ150mm的灌砂筒，它的測深為150mm，其所測壓實度僅為這150mm的壓實度。但是近幾年壓實機械壓實功能增大，相應的壓實層厚度往往超過200mm左右，而且路基填方如為礫類土，最大粒逕往往超過31.5mm，如果再繼續用φ150mm的灌砂筒測出的壓實度結果的準確性就可想而知了，這就需要相關部門制定出新的灌砂筒標準來適應各種路基填料的要求。
四、量砂松方密度的標定
（一）儲砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響
《公路土工試驗規程》中對筒內砂的高度和質量都做了明確規定。筒內砂的高度與筒頂的距離不超過15mm，原因是不同高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標定罐內砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲砂筒中砂面高度必須嚴格控制。另外，筒內砂的質量準確至1g，每次標定及以後的試驗都維持這個質量不變，因為標定時，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確性。實踐證明，現場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內標定時保持一致，大大提高了檢測數據的準確性。
（二）標定罐深度對量砂密度的影響
砂的密度隨著標定罐深度的變化其數值有較明顯的變化。《公路土工試驗規程》中說明：標定罐深度減少2.5cm，砂的密度約降低1％。現在假定土樣最大幹密度為1.78g/cm3，灌砂筒和砂的總質量為7000g，錐體及基板和粗糙面間砂的總質量為850g，灌砂後筒和砂的質量為3100g，溼土重4000g，含水量10％，如果採用20cm標定罐標定的砂的密度1.433g/cm3，得出碾壓層的壓實度為96.0％，如果採用15cm標定罐來標定砂的密度，其數值應該是1.405g/cm3，那麼，此時壓實度為94.1％。由此看來，對於同一個試坑，採用不同標定罐標定的砂密度，對壓實度數值產生了較大影響。因此，現場試洞深度應與室內標定罐深度一致。
（三）量砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響
不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故每次檢測使用時量砂必須採用粒徑0.25～0.50mm 或0.30～0.60mm的標準砂，而且要保持砂的潔淨乾燥，如果重複使用時一定要注意晾乾，篩除雜質，並且經常標定，否則影響量砂的松方密度。
由上述可見，儲砂筒砂面高度、砂的總重、標定罐深度、砂的顆粒組成等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂密度標定準確與否，將影響路基壓實度的檢測精度。所以，在進行路基壓實度檢測之前，標定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。
五、現場檢測注意事項
（一）試坑數量、位置、深度、形狀的選擇
1．檢測點數量。施工單位在完成每一壓實層後應該首先自檢，自檢頻率按照技術規範的規定進行全頻率試驗。依據《公路路基施工技術規範》中的規定：檢驗頻率為每1000m2至少檢驗2點，不足1000m2時檢驗2點，必要時可根據需要增加檢測點。灌砂法檢測每點需要操作時間約15min，如果以報檢寬度為30m 的路基為例，即使每天只報檢500m，每天的報檢面積為15000m2，需要檢測點數為30個點，需要時間約為7.5h，僅僅自檢的現場操作就需要如此漫長的時間，如果再加上現場監理抽檢時間，那就更長，這就需要現場監理、施工單位自檢和抽檢一塊進行。
2．試坑的位置。檢測點地表面處理要平，只要表面凸出一點（即使1mm），使整個表面高出一薄層，其體積便算到試坑中去了，將影響試驗結果，因此除非非常的平，否則應先放上基板測定一次粗糙表面消耗的量砂。必須注重對薄弱點的檢測，由於工程結構的特殊性，一般路基中間部位的壓實度較兩側接近路邊緣處壓實度高，所以加強對路基邊部的檢測也是非常必要的。
3．試坑的深度。按照《公路路基路面現場測試規程》要求，試坑的深度應該等於測定層的厚度，但不得有下層材料混入。一般情況下每壓實層厚度約為15cm，所以試坑深度也應該為15cm。由於現場操作時，挖坑這道工序往往由工地務工人員完成，其挖坑深度經常達不到要求。壓路機在碾壓過程中其應力分布呈倒三角形，所以就每一壓實層而言，越向下的部位其壓實度越小。因此，坑的深度不夠，將導致測得的壓實度值偏大。
4．試坑的形狀。試坑的形狀應該是圓柱體，坑洞周壁應豎直，但實際操作中會出現上大下小或上小下大的情形，這樣形狀的試坑導致測得的壓實度值偏大或偏小。
（二）土的含水量的測定
含水量試驗最準確的方法是烘乾法，在測定中粒土和粗粒土的含水量時，不能僅取其中的細粒土，因為它無代表性。用酒精法測含水量與土類有關，因該種方法測含水量會由於將土壤中的有機質燃燒掉而產生誤差，另外，潮溼的黏性土難於粉碎，也使酒精法的精度降低。路基經過風吹日曬，路基表面含水量偏低，所以，在做含水量時，應將試坑內取出的土壤迅速均勻攪拌，然後再測含水量。在鑿洞過程中，應隨時將鑿松的土取出裝入塑膠袋中，不使水分蒸發。
六、結語
文章對灌砂法技術要點的提出，從根本上解決了壓實度檢測結果的不準確性，對提高路基壓實度檢測的精確度，加強路基壓實度監控將起到重要作用。
參考文獻:
[1]公路路基路面現場測試規程（JTG E60-2008）[S]．北京：人民交通出版社，2008．
[2]公路工程質量檢驗評定標準（JTG F80/1-2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004.
[3]公路土工試驗規程（JTG E40-2007）[S]．北京：人民交通出版社，2008．
作者簡介：孫衍泉（1973-），男，山東肥城人，山東省肥城市公路局工程師，研究方向：公路施工技術。