灌砂法(標(biāo)準(zhǔn)方法,但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測(cè))基本原理是利用粒徑0.30~0.60mm或0.2~0.50mm清潔干凈的均勻砂,從一定高度自由下落到試洞內(nèi),按其單位重不變的原理來(lái)測(cè)量試洞的容積(即用標(biāo)準(zhǔn)砂來(lái)置換試洞中的集料),并根據(jù)集料的含水量來(lái)推算出試樣的實(shí)測(cè)干密度。
一、選點(diǎn)及檢測(cè)頻率
選點(diǎn)是否得當(dāng),直接影響到壓實(shí)度的檢測(cè)結(jié)果。選點(diǎn)太少,位置不客觀,沒(méi)代表性,很難反映實(shí)際情況;選點(diǎn)太多,不但沒(méi)必要,而且浪費(fèi)時(shí)間,降低工作效率。因此,正確的選點(diǎn)在工程施工中具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。
一般在壓實(shí)度檢測(cè)中,試坑的位置應(yīng)選擇在每一設(shè)計(jì)車(chē)道內(nèi)。如設(shè)計(jì)為雙向四車(chē)道,那么應(yīng)在所檢路基的一個(gè)橫斷面上、在每一設(shè)計(jì)車(chē)道內(nèi)選擇一點(diǎn)作為試驗(yàn)點(diǎn),并為試驗(yàn)點(diǎn)編號(hào)。如K13+000,1號(hào)點(diǎn),2號(hào)點(diǎn)……
若在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)有個(gè)別點(diǎn)壓實(shí)度較低時(shí),可根據(jù)該點(diǎn)編號(hào)查找出該點(diǎn),然后在該試坑(距原坑邊5cm的位置)旁邊再選點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。若該兩點(diǎn)壓實(shí)度都合格,證明該點(diǎn)在初次檢測(cè)時(shí)是由于試驗(yàn)人員的操作不當(dāng)所為。若兩點(diǎn)壓實(shí)度都不合格則證明該點(diǎn)壓實(shí)度不合格。
所以進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng),檢測(cè)頻率也要滿(mǎn)足規(guī)范要求。這樣檢測(cè)結(jié)果才能較客觀的反映工程質(zhì)量的實(shí)際情況。
二、灌砂筒的選用及室內(nèi)標(biāo)定
3.1根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒
(1)當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測(cè)定層的厚度不超過(guò)150mm時(shí),宜采用Φ100mm的小型灌砂筒測(cè)試;
(2)當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm,但不大于40mm,測(cè)定層的厚度不超過(guò)150mm,最大不超過(guò)200mm時(shí),應(yīng)用Φ150mm的大型灌砂筒測(cè)試;
(3)如集料的最大粒徑達(dá)到40~60mm或超過(guò)60mm時(shí),灌砂筒和現(xiàn)場(chǎng)試洞的直徑以200mm為宜。
工地上普遍應(yīng)用Φ150mm的灌砂筒,它的測(cè)深為150mm,其所測(cè)壓實(shí)度僅為這150mm的壓實(shí)度。但是現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)層厚度往往在200mm左右,而且一般壓實(shí)度在壓實(shí)表層都比較高,往下就難以保證,因此在山區(qū)現(xiàn)場(chǎng)含碎石較多的集料應(yīng)采用Φ20omm的大灌砂筒檢測(cè)為宜。
3.2室內(nèi)量砂標(biāo)定的準(zhǔn)確與否對(duì)壓實(shí)度的影響
(1)未灌入前,貯砂筒中砂面高度、砂的總重對(duì)量砂密度的影響?!豆仿坊访娆F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》中對(duì)筒內(nèi)砂的高度和質(zhì)量都做了明確規(guī)定。
筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過(guò)15mm,原因是不同砂面高度的砂,其下落速度不同,因而灌進(jìn)標(biāo)定罐內(nèi)砂的密實(shí)程度也不同,這就直接影響了量砂的密度。因此,儲(chǔ)砂筒中砂面高度必須嚴(yán)格控制。
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),貯砂筒中砂面高度應(yīng)與標(biāo)定量砂密度時(shí)貯砂筒中砂面高度保持一致。另外,筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。每次標(biāo)定及以后的試驗(yàn)都維持這個(gè)質(zhì)量不變。因?yàn)闃?biāo)定時(shí),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(zhǔn)確性。
實(shí)踐證明,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致,大大提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
(2)標(biāo)定罐深度對(duì)量砂密度的影響。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):曾經(jīng)做過(guò)試驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)定罐深度每減2.5cm,砂密度大約降低3%。標(biāo)定罐深度每減1cm,砂密度大約降低1.2%??梢?jiàn)標(biāo)定罐深度對(duì)量砂密度的影響較大。因此,現(xiàn)場(chǎng)試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。
(3)砂的顆粒級(jí)配組成對(duì)量砂密度的影響。不同顆粒粒徑組成的砂,其級(jí)配不同,密度也明顯不同,故每次檢測(cè)使用時(shí)量砂必須采用標(biāo)準(zhǔn)砂(0.30~0.60mm或0.25~0.5mm),而且要保持砂潔凈干燥。
由上述可見(jiàn),儲(chǔ)砂筒砂面高度、砂的總重、標(biāo)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(biāo)定準(zhǔn)確與否,也將影響路基壓實(shí)度的檢測(cè)精度。所以,在進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)之前,標(biāo)定工作不容忽視,必須引起足夠的重視。
三、含水量的檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)含水量的檢測(cè)結(jié)果直接影響到壓實(shí)度的檢測(cè)結(jié)果。若含水量偏大,則壓實(shí)度偏小。反之含水量偏小,則壓實(shí)度偏大。所以含水量的檢測(cè)是灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度中至關(guān)重要的一步。
在含水量檢測(cè)中我們應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
(1)土樣的選?。簽榉乐顾终舭l(fā),取試坑中部有代表性土樣2份,迅速裝入鋁盒中,蓋上盒蓋后迅速稱(chēng)量、編號(hào)。
(2)土樣的數(shù)量:對(duì)于粘性土取30~50g,對(duì)于砂類(lèi)土取50~100g。
(3)含水量的檢測(cè):在施工現(xiàn)場(chǎng)一般采用快速檢測(cè)方法,即酒精燃燒法,每一鋁盒內(nèi)的土樣應(yīng)充分燃燒三次,將水份全部燒出。
(4)結(jié)果整理:取兩次含水量的平均值為該點(diǎn)含水量的代表值。
四、檢測(cè)注意事項(xiàng)
(1)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),儲(chǔ)砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時(shí)保持一致。
(2)基板使用:檢測(cè)時(shí),地表面應(yīng)處理平整,若凹凸不平應(yīng)使用基板,以減少試驗(yàn)誤差,盡量使檢測(cè)表面光滑平整?,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試完后,要檢查罐砂筒底板、基板與地面之間是否有砂子漏出,如有要將其單獨(dú)清出,稱(chēng)其質(zhì)量,計(jì)算密度時(shí)應(yīng)扣除這部分質(zhì)量。
(3)量砂的使用:量砂應(yīng)規(guī)則,使用進(jìn)行回收的量砂,下次使用前必須過(guò)篩洗凈、烘干,并放置足夠的時(shí)間,使其與標(biāo)定時(shí)潔凈、干潮狀況一致,以保證量砂密度。換砂時(shí)應(yīng)重新標(biāo)定量砂密度,確保試驗(yàn)準(zhǔn)確性。
(4)試坑的形狀:試坑的形狀應(yīng)該是空的圓柱體,但施工單位往往會(huì)將坑挖成鍋底的形狀,尤其是在接近試坑底部的位置。前面我們談到就每一壓實(shí)層而言,越向下的部位其壓實(shí)度越小,所以,這樣形狀的試坑將導(dǎo)致較松散部位的土取出的相對(duì)較少,導(dǎo)致測(cè)得的壓實(shí)度值偏大。
(5)試坑的深度:按照《公路路基面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》要求,試坑的深度應(yīng)該等于測(cè)定層的厚度,但不得有下層材料混入,一般情況下,每壓實(shí)層厚為20cm,所以,試坑深度也應(yīng)該是20cm。
由于現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí),挖坑這道工序往往由施工單位的民工完成,其挖坑深度經(jīng)常達(dá)不到要求。壓路機(jī)在碾壓過(guò)程中其應(yīng)力分布成倒三角形,所以就每一層壓實(shí)而言,越向下的部位其壓實(shí)度越小。因而,坑的深度不夠,將導(dǎo)致測(cè)得的壓實(shí)度偏大。
試坑深度應(yīng)盡量等于標(biāo)定時(shí)深度,坑壁筆直,上下口直徑相等,避免上大下小或上小下大。建議試洞深度應(yīng)以15cm為宜。因?yàn)榘创松疃冗M(jìn)行檢測(cè),比較符合實(shí)際情況,能較好地反映測(cè)定層的壓實(shí)度,提高檢測(cè)工作效率。
(6)灌砂的時(shí)間:正確的做法是觀察邊緣處標(biāo)準(zhǔn)砂不在流動(dòng)后還需要等十幾秒鐘再停止灌砂。因?yàn)槲覀儫o(wú)法直接觀察到中心部位砂子的流動(dòng)情況,而且砂子的流動(dòng)是從中心開(kāi)始而后才向邊緣擴(kuò)展的。如果提前結(jié)束灌砂,勢(shì)必導(dǎo)致灌入的標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量偏少,從而導(dǎo)致測(cè)得的壓實(shí)值偏大。
(7)含水量的選?。涸谶x取含水量時(shí),應(yīng)將試坑內(nèi)的土壤迅速均勻攪拌,然后再取含水量。