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浅谈影响灌砂法测压实度精度的几个问题

发布者：发布时间：2014-07-12

摘要：路基现场压实质量用压实度表示，即土在压实后达到接近最大干密度的程度。其压实度的检测方法有灌砂法、核子密湿度仪法、环刀法、钻心取样法、无核密度仪法等。
关键字：灌砂法、压实度、质量、精度
路基现场压实质量用压实度表示，即土在压实后达到接近最大干密度的程度。其压实度的检测方法有灌砂法、核子密湿度仪法、环刀法、钻心取样法、无核密度仪法等。而灌砂法是路基压实度检测中最常用的试验方法，适用于现场测定基层（或底基层）、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度。灌砂法虽简单易学，但影响测试结果的因素较多，如果掌握不好，容易引起较大误差或错误。又因为它是测定压实度的依据，所以是质量检测部门与施工单位之间发生矛盾的环节，因此应严格遵循试验规程的每个细节，以提高试验精度。为使试验做得准确，应注意以下几个环节：
一、压实度的依据--击实试验
最大干密度及最佳含水量的确定
（一）击实试验方法的选取
《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）中明确规定，路基压实度以重型击实试验法为准。现在各国使用的击实试验方法分为轻型击实试验法和重型击实试验法，两种击实试验法的差异主要是击实功能的差别，重型击实试验法的单位击实功比轻型击实试验法要提高4.5倍，这样对同样的土质来讲，采用重型击实试验法时其最大干密度提高（经试验一般可提高6％～20％）。但有的施工单位却仍使用轻型击实试验法，这样得出的最大干密度值比实际要小，导致计算得到的压实度值偏大。
（二）不同类土最大干密度的确定
不同性质的土其最大干密度差别很大，因此应严格按规范中相关规定来确定不同土类、不同取土场的土的最大干密度及最佳含水量。当用土数量、土类发生变化和取土场更换时要重新做击实试验来确定该类土的最大干密度及最佳含水量，这样所取的最大干密度才能有代表性，从而使计算得到的压实度才能真正反映实际压实质量。
（三）超尺寸颗粒的修正
JTG E40-2007规程中明确规定：当土中最大颗粒粒径大于或等于40mm，并且大于或等于40mm颗粒粒径的质量含量大于5%时，则应使用大尺寸试筒进行击实试验，或按相关条款进行最大干密度修正。由于实际施工中路基土多数都含有超颗粒，所以这一步骤显得尤为重要。
二、量砂松方密度的标定
（一）储砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响
《公路土工试验规程》及《公路路基路面现场测试规程》中对筒内砂的高度和质量都做了明确规定。筒内砂的高度与筒顶的距离为15mm，原因是不同高度的砂，其下落速度不同，因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同，这就直接影响了量砂的密度。试验证明：储砂筒中砂面的高度降低5cm，砂的密度约降低1%。因此，储砂筒中砂面高度必须严格控制。另外，筒内砂的质量准确至1g，每次标定及以后的试验都维持这个质量不变，因为标定时，只要砂总重相同，即砂的自重一样，显然其下落速度也能保持一致，从而提高量砂使用的准确性。实践证明，现场测试时，储砂筒中砂面高度和重量与室内标定时保持一致，大大提高了检测数据的准确性。
（二）标定罐深度对量砂密度的影响
砂的密度随着标定罐深度的变化其数值有较明显的变化。《公路土工试验规程》中说明：标定罐深度减少2.5cm，砂的密度约降低1％。现在假定土样最大干密度为1.78g/cm3，灌砂筒和砂的总质量为7000g，锥体及基板和粗糙面间砂的总质量为850g，灌砂后筒和砂的质量为3100g，湿土重4000g，含水量10％，如果采用20cm标定罐标定的砂的密度1.433g/cm3，得出碾压层的压实度为96.0％，如果采用15cm标定罐来标定砂的密度，其数值应该是1.405g/cm3，那么，此时压实度为94.1％。由此看来，对于同一个试坑，采用不同标定罐标定的砂密度，对压实度数值产生了较大影响。因此，现场试洞深度应与室内标定罐深度一致。
（三）量砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响
不同颗粒粒径组成的砂，其级配不同，密度也明显不同，故每次检测使用时量砂必须采用粒径0.25～0.50mm 或0.30～0.60mm的标准砂（0.30～0.60mm的重现性更好一些），而且要保持砂的洁净干燥，如果重复使用时一定要注意晾干，筛除杂质，并且经常标定，否则影响量砂的松方密度。
由上述可见，储砂筒砂面高度、砂的总重、标定罐深度、砂的颗粒组成等均在一定程度上影响量砂的密度。量砂密度标定准确与否，将影响路基压实度的检测精度。所以，在进行路基压实度检测之前，标定工作不容忽视，必须引起足够的重视。
三、现场检测时的注意事项
（一）关于试坑深度的探讨
现在很多单位对灌砂法所挖试坑的深度要求不太统一，有的要求15cm，有的要求20cm，有的则要求碾压层有多厚挖多厚。
要确定这个问题并不难。首先，我们对灌砂筒应了解，一般灌砂筒总高36cm，而锥体部分9cm，所以盛砂筒就只有27cm了。在灌砂时扣除锥体的砂量（大约3cm的厚度）和筒顶预留的高度（1.5cm），那么能灌进试坑的砂的深度就只有不到22.5cm。因此，一般灌砂法只能测定小于或等于20cm厚度的碾压层，大于20cm的情况，则采用别的办法。
其次，实验室中的标定罐一般只有15cm和20cm两种，而《公路土工试验规程》6.5.2.2条注解中规定，如由于某种原因，试坑不是15cm和20cm时，标定罐深度应该与拟挖试坑深度相同。6.5.4.2条又规定试坑深度等于碾压层厚度，由此看来，在标定灌砂筒前，应先根据试验、经验、和其他方法来确定一个拟挖深度，然后根据此厚度来定制标定罐，定制出标定罐后再标定灌砂筒和量砂的密度。由此可见：现场所挖试坑深度应与标定灌的高度及碾压层厚度相同。
由于现场操作时，挖坑这道工序往往由工地务工人员完成，其挖坑深度经常达不到要求。压路机在碾压过程中其应力分布呈倒三角形，所以就每一压实层而言，越向下的部位其压实度越小。因此，坑的深度不够，将导致测得的压实度值偏大。

摘自：该信息出自中国工程机械品牌网资料馆

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