高速公路灌砂法檢測壓實度的方法分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u12224高速公路灌砂法檢測壓實度的方法分析綜述 188731.1路基壓實度檢測方法和適用范圍 159241.2灌砂法應用要點 294671.2.1灌砂筒、標定罐的選擇 22081.2.2標準量砂的選擇 2183621.2.3量砂標定 2257141.2.4現場試驗場地的選擇 3306762改進措施 518503灌砂法檢測壓實度中應注意的問題 61.1路基壓實度檢測方法和適用范圍路基材料壓實和均勻度的測試壓實的方法常規(guī)路基檢測密實的主要方法目前大致有如下的三種,即:核子密度儀測量法、環(huán)刀檢測法、灌砂法等。核子密度儀法可以用于檢測任何粒徑、級配組成結構的土壤和石頭等。利用銫和镅發(fā)出的微量射線直接貫穿試驗材料,利用計算機可以快速檢測路基材料的密度和含水量,但是發(fā)出的射線對人體會有危害,雖然耗費的人工會更少。而且在現場測試的過程中周邊結構有破壞的會影響測定數據的準確性,所以在使用此方法檢測的時候須加以常規(guī)的試驗方法用于佐證,驗證其可靠性。試驗評價規(guī)范對此也有特殊規(guī)定,核子密度儀法試驗只限于適用的現場的快速評定,不適用于仲裁性試驗結果和現場驗收結果的快速評定試驗;環(huán)刀法適應于土質較為均衡、有可塑性的粘性土。環(huán)刀法取樣是一種利用已知的固定質量厚度和固定容積尺寸的環(huán)刀進行切取試驗土樣,環(huán)刀法不能準確代表路基整個壓實土層面的平均壓實度,壓實度數值一般也都是從整個路基表層開始從上到下逐層遞減,如若是環(huán)刀取從其上部取樣或者其下部開始取樣,則都會導致其壓實度數值會偏大一些或者會偏一些小,而其實我們更需要知道的是整個壓實層的實際平均的壓實度,并絕對不是指路基壓實層本身的某一部分。且環(huán)刀法的取樣材料質量數據較少,往往就會容易對壓實試驗數據準確度造成一些影響,適用性范圍也是不夠的廣泛,有少量粗料顆粒的或者有松散的材料顆粒的就基本無法再使用了;灌砂法主要適用于各種材料試樣的相對密度的測試,原理是使用0.30mm至0.60mm粒徑的標準量砂或0.25mm至0.50mm粒徑的一塵不染且均勻的標準量砂來置換從開挖出來的試坑所掏出來的填料試樣,利用公式計算試洞的體積。灌砂法步驟較為繁雜,需要大量標準量砂,且試驗時需要多次稱量。但灌砂法檢測壓實度的準確性,操作的可控制性得到公路路基工程最廣泛的壓實度檢測方法。1.2灌砂法應用要點1.2.1灌砂筒、標定罐的選擇灌砂筒有:Ф100、Ф150、Ф200三種直徑型號。Ф100mm小型灌裝砂筒測定層底直徑不允許超過150mm,試驗坑顆粒直徑應小于15mm。Ф150mm灌砂筒測定層厚150mm~200mm之間,試坑顆粒直徑在15mm~40mm之間。超過40mm粒徑的則可相應要求增大灌砂筒口徑和調整標定罐的直徑和尺寸。當填料粒徑大于或等于60mm,灌砂筒孔徑和試洞直徑各應確定為Ф200mm。路基工程規(guī)定必須分層填筑分層碾壓,且每層壓實后的厚度不宜超過20cm,所以,巴平高速公路選用的灌砂筒型號為Ф150的灌砂筒。標定罐與灌砂筒配套。1.2.2標準量砂的選擇顆粒不同組成的量砂會對試驗產生較大的影響，松方密度也會有不一樣的變化，所以量砂要達到潔凈度的標準，且量砂的均勻性也要合格。項目應用的量砂粒徑為0.30～0.60mm之間。經過試驗室的篩選試驗，滿足工程試驗的要求。經過篩選的量砂還需要經過烘干處理，由于不同袋裝的量砂所含水分不一致，或有袋裝的量砂有滲水而不為人知，且未摻拌均勻的量砂會影響標定，所以會將篩選好的量砂放入烘箱進行烘干處理。量砂易附著水分，烘干處理后的量砂需要放置儲存在干燥的地方，靜置等待進行標定。1.2.3量砂標定量砂密度的標定是一個非常重要的環(huán)節(jié),灌砂法檢測壓實度的各項數據都與量砂密度息息相關。量砂質量標定數據的高準確性對壓實度的準確度影響都很大,儲砂筒體中的量砂面的相對高度、量砂質量對量砂密度的準確度影響在《公路土工試驗規(guī)程》國家標準(JTJ051-93)體系中,對砂筒內貯砂體的壓實高度誤差和壓實質量精度都已經有明確相關技術規(guī)定。量砂平面高度與灌砂筒頂的距離不超過15mm,因為不同高度的砂,在下落過程中速度不同,導致灌注進砂標定罐的內砂的相對密實度高低也都會發(fā)生不同,影響到量砂標定的砂密度。所以儲放砂筒上的儲砂面高度也必須有嚴格地控制,且每個儲放在砂筒內的砂數需要盡可能精確控制至大于1g。每次標定及進行試驗都要以這個質量為準。只有砂的質量相同時才能保證每次量砂下落速度相同,在試驗的時候才能保證準確。在現場測試時也要與試驗室標定保持一致,如此才會提高現場檢測時數據的準確性。在量砂密度的標定或試驗測定過程中如果標定罐深度平均每深度減少了約為10mm,量砂密度就只僅會只因此而降低到大約在1.2%左右。由此我們又可知標定罐中的深度的減小對所測定量砂密度值的實際影響就可能僅是達到相當的較大的限度的。所以在我們現場在進行現場的取樣或檢測化驗工作時,挖的深和出來后的試樣坑深度也必須是盡量保持的并與標定罐的實際深度和要求完全一致。不同的粒徑所能組成的量砂,級配和密度也不同,每次檢測完成都需要把雜質篩掉,保證量砂潔凈干燥。量砂密度標定參數的計算準確性,會顯著影響灌砂法所檢測出路基壓實度數據計算結果的準確性。量砂重復使用時,必須要進行干燥處理,減少密度的影響。更換量砂時,密度也必須重新檢測,所以要事先準備好數量較多的量砂。嚴禁現場試驗檢測時量砂不夠臨時加未經過篩分標定過的量砂及使用標定量砂的標定數據。所以,灌砂法檢測路基壓實度量砂標定工作必須要加以重視。1.2.4現場試驗場地的選擇灌砂法現場試驗檢測時，需要提前準備相關的試驗工具。檢測準備工具：1灌砂筒；2金屬標定罐；3、基板；4玻璃板；5、試樣盤；6、天平（精確至0.1g）；7、量砂；8、盛砂用容器（可用桶子）；9、電子稱（kg）10、錘子、鑿子、挖土用小瓢（飯勺或湯勺）；11、酒精?，F場檢測工具如圖3圖3灌砂法檢測路基壓實度現場（來源：現場拍攝）準備好試驗需要的相關工具便可以進行選點。現場選點方式的選用的得當及正確掌握與否也都會間接大大地影響到壓實度的最后一次檢測結果。選點位置過少或不夠客觀,很難得到路基壓實度的真實情況;選點過多又會增加工作量,不僅浪費時間還會降低工作效率,且選點應盡量選取平整的路基面層。1.2.4.1試坑位置由于公路路基工程結構具有特殊性，路基中部區(qū)域的壓實度會比路基邊緣的路肩區(qū)域部位要高，因為路肩是路基的邊緣，壓實的機械力難以進行有效碾壓,所以在路基邊緣區(qū)域的整體壓實度質量會較為的薄弱,有這個薄弱點的話就更有可能就存在了質量隱患,所以加強這種薄弱點區(qū)域的安全自檢顯得非常地必要。在實地檢測工作中若發(fā)現待測點位置土壤壓實度仍不夠,應要求立即及時上報現場施工管理部門采取相關處理的措施。減少返工現象和挽回不必要人員的實際經濟損失。1.2.4.2試坑深度按《公路工程土工試驗規(guī)程》JTGE40-2007的規(guī)定，試坑深度與灌砂筒配套標定罐深度應一致。而按《路基路面現場測試規(guī)程》JTGE60-2008的規(guī)定要求，試坑深度等于該檢測壓實層層厚。沒有特殊情況的話，路基每層的填土壓實厚度為20cm，而試坑深度要求也為20cm。結合項目選取的灌砂筒直徑Ф150配套標定罐深度要求，均滿足以上兩個規(guī)程的規(guī)定要求。按壓路機壓實時應力分布的特點，就每一壓實層呈倒三角式分布應力，越往下壓實度數值就會越小，試坑深度過淺檢測的壓實度值就會越大。1.2.4.3試坑形狀試坑的不規(guī)則形狀也會影響壓實檢測數據，試坑的形狀應為一個內空的圓柱體，試坑內壁應直順，坑頂與坑底直徑應盡量保證相同，測定的數據才能真實反應壓實層的壓實度。就壓實應力分布而言，分包單位會把試坑形狀挖成內空的倒圓錐體，這樣坑底松散的土就會取出較少，這樣就會導致壓實度計算數據偏大。所以需要現場管理人員嚴格要求分包單位按要求挖坑。1.2.4.4試坑試樣的選取檢測試坑試樣含水量前，應將從試坑取出的土進行充分均勻攪拌，再進行試樣含水量檢測。充分攪拌的原因就是避免選取到較為干燥或較為潮濕的土樣，讓測試結果更加接近路基壓實層的整體含水量情況。選取的試樣含顆粒較多或者較干燥的話，導致測定含水量可能偏低，相同的干密度、濕密度偏大，壓實度值就越大。所以在試樣選取時也應注意避免此等問題。1.2.4.5灌砂時間的控制灌砂時，剛開始的砂流會呈圓錐體狀向試坑四周不斷延伸流動，在灌砂過程我們無法觀察砂流的實際情況。這時候我們可以觀察灌砂筒量砂面邊緣的流動情況，等待灌砂筒量砂流動停止后，靜待15秒左右，再終止結束灌砂。靜待原因是灌砂期間無法進行觀察，無法知道灌砂筒中心量砂流動情況。莽撞式的提前結束了灌入砂時間,導致實際標準量砂灌入時質量數值偏少,計算得到的壓實度數值往往比實際更大。良好的灌砂情況應是由灌砂筒灌入的量砂灌滿試坑后，標準量砂堵住灌砂筒的灌砂口，致灌砂筒量砂面完全停止，移開灌砂筒時，量砂落成呈一個規(guī)則的錐體。2改進措施根據因果分析圖壓實度不能滿足要求的主要重點因素制定改進措施：編制虛假資料。成立專門負責資料編制小組和審核小組，試驗相關管理人員報檢前首先進行自檢，自檢數據及驗收數據由現場管理提交給資料編制組。項目部試驗管理人員進行現場監(jiān)督，及施工現場管理人員在試驗檢測時一同加以監(jiān)視，嚴格記錄試驗時的每一個數據，最后對照試驗結果。現場操作工人未專業(yè)學習。對路基壓實度檢測操作指定勞務人員進行專業(yè)培訓，要求其觀看標準操作視頻及對其進行現場操作培訓。在自檢時，需經項目部試驗管理人員檢驗合格，再對監(jiān)理處進行報驗。試驗人員責任心不強。制定有計劃的質量會議，反復強調企業(yè)宗旨，加強相關人員的責任心，并制定獎懲措施，激發(fā)實驗人員的積極性。選用壓路機型號不合理。路基勞務施工隊伍為節(jié)省經濟，并沒有按碾壓工藝安排機械進場。沒有小型壓路機進行預壓，直接使用大型光面壓路機進行碾壓。正常碾壓過程，應先使用小型或中型壓路機進行預壓，就是先輕后重。然后再使用大型壓路機進行靜壓，靜壓完成后再經行振動壓實，也就是先靜后動。碾壓的過程通常是從最外側開始往最中間方向碾壓,碾壓對速度也有更嚴格一些的速度控制要求,過快過慢都會影響壓實效果,一般控制在2~4km/h。所以項目及項目現場管理人員，應對路基施工隊伍使用機械及碾壓過程作出嚴格要求。灌砂筒頂與量砂面高度。試驗人員檢測時也應首先嚴格要求控制好灌砂筒頂部和量砂面間的相對高度，不得超過15mm，且保證灌砂筒和灌注量砂質量均應該能與標定時測定的實際質量一樣，確保量砂在試驗過程中的可靠性。標定罐與試坑深度。根據《公路土工試驗規(guī)程》規(guī)定，標定罐深度需與實際試坑深度基本一致才能真正保證灌砂法檢測試驗結果使用的計量準確性和試驗可靠性。按國標《路基路面現場測試規(guī)程》的規(guī)定要求,試坑深度必須等于該坑檢測的壓實層層厚。按路基層厚碾壓的要求，每層也為20cm，根據選用的灌砂筒型號，兩個規(guī)程也沒有沖突，都是20cm。也就是要求在進行現場試驗時，試坑深度不能超挖或者少挖。試坑位置、表面積土。在選擇試坑位置的時候，應該在縱橫兩向選取均勻的測點，且應當選取表面比較平整的薄弱點。路基壓實層表面積淀下的塵土，應當采用毛刷清掃干凈試坑位置的塵土后再進行挖坑。試坑形狀。試坑開挖后的形狀應是內空的圓柱體，根據3.2.4.3要求進行。3灌砂法檢測壓實度中應注意的問題檢測前認真檢查試驗設施，檢查操作一起數量及儀器性能是否完整，并對操作人員進行技術交底。試樣含水量的檢測采用的烘干方法目前有烘箱自動烘干法和酒精自動燃燒干燥法,現場的檢測樣品含水量基本都是采用了酒精自動燃燒干法,用這種方法進行檢測試樣含水量時,會將土里含有的雜質一起燃燒掉,可能會產生偏差,受現場條件限制。現場自檢是控制壓實度的關鍵階段，試驗管理人員應按規(guī)范要求認真執(zhí)行，不放過每一處容易忽略的小細節(jié)，嚴格執(zhí)行規(guī)范要求。自檢工作不細致就會有出現許多問題，須加以重視。增強試驗人員的質量意識和責任感，嚴禁編制虛假報告資料，對于施工方自身而言，依靠自檢能夠很大程度上控制好施工質量，自檢就是動態(tài)的一個過程，是把質量隱患扼殺在萌芽時期最有效的舉措。為滿足工程要求的質量，各方工作參與方人員其自身工作的整體工作質量亦必須能夠得到合理保證?；谄髽I(yè)已樹立起的高度質量意識和