灌砂法在公路路基试验检测中的应用

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在公路工程中路基结构主要用于承载交通荷载，并将分散荷载传递到地基结构，以此保证公路路基结构整体的安全性与可靠性。

其中，灌砂法主要用于评估公路路基土壤的力学性质和工程性质，通过模拟施加在交通路面的荷载来判断土壤的力学变化和分布情况，进而 获得精准的公路路基试验检测结果。

但在实际检测过程中必须按照特定的操作要求和标准，保证灌砂法在试洞开挖、量砂标定、试坑深度、灌砂操作等环节中应用的可靠性。

本文探讨灌砂法在公路路基试验检测中的应用。

1 灌砂法概述
在公路路基试验检测中，灌砂法主要用于检测土壤层的力学性质，在测验过程中需根据实际情况确定荷载大小和应力分布模式，以免影响力学性质决定性试验检
测的准确性。

在实际操作过程中应密切观察荷载施加后的土壤变形、应力及相关基础参数变化，并对土壤层的承载能力、压缩性、变形特性等参数进行记录分析，这也是公路路基土壤力学性质分析与检测的重要参考依据，而工程师也能制定具有针对性的公路路基设计和施工方案。

在公路路基试验检测中灌砂法应用的优点主要体现在以下两方面：① 灌砂法的使用成本低廉、操作便捷，尤其在土壤力学性质和地质条件试验检测工作中有着广泛的应用前景。

② 在公路路基施工区域内模拟交通路面负载并施加一定的荷载，可以直观准确地反映出实验路段的土壤力学性质，为工程设计人员、施工人员提供真实的试验结果。

在公路路基试验检测过程中，主要利用灌砂法操作确定土壤承载能力、变形情况以及路基结构的稳定性等，以此为公路路基工程项目的设计和施工方案提供科学的参考信息。

作者简介：钟海燕，试验员，主要研究方向为试验检测。

灌砂法在公路路基试验检测中的应用
钟海燕
中铁二十二局集团第一工程有限公司，辽宁 辽阳 150000
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2 灌砂法在公路路基试验检测中的具体应用2.1 工程概况
以铁力至科右中旗国家高速公路黑龙江省方正至延寿尚志界段工程建设项目为例，分析介绍灌砂法在公路路基试验检测中的具体应用。

本项目主线采用双向四车道高速公路标准，设计速度为100 km/h，路基顶宽26 m。

本标段施工中路基填方229.13万方，路基挖方251.25 万方，低填段换填砂砾4.04万方，浅挖段换填砂砾12.88万方，水田换填砂砾47.23万方，特殊路基处理换填砂砾25.08万方，台背回填砂砾33.56万方，石灰改良土110.4万方；大桥1317.6 m/4座，中桥139.04 m/2座，主线上跨分离桥511.78 m/9座，主线下穿分离桥321.96 m/3座，天桥419.28 m/4座，通道桥89.04 m/2座，制架T梁656片，制架箱梁458片；涵洞59座；服务区(六团）1处。

为满足工程压实度要求，本项目选用灌砂法完成公路路基试验检测工作。

2.2 前期准备工作
在公路路基试验检测的前期准备工作中，应优先在场地开阔、地势平坦的区域设置检测点，以免对后续的土壤力学性质检测造成干扰。

在本工程项目中施工人员可以结合试验段所处的地理环境，确保检测点周边保持长宽40 cm的空地范围。

在本工程项目的公路路基试验检测过程中，必须保证储砂筒始终处于直立的状态，并在试验段检测区域内放置一个基板，以此保证公路路基整体结构检测的准确性[1]。

与此同时，在公路路基试验检测工作开展前，相关工作人员还需要及时清理施工现场中残存的杂物，以免外部因素影响公路路基试验检测结果的准确性。

但需要注意的是，在检测点布置过程中，由于高速公路中间区域的压实度高于两边区域，因此现场施工人员可以在公路中间区域和两边分别设置一些检测点，通过这种方式保证公路路基压实度试验检测的精准性。

在实际检测过程中现场施工人员还需要开展土地开挖工作，但在实践过程中必须考虑土体水分流失可能带来的负面影响，积极做好土体存储保管工作，避免施工现场的路基试验检测结果出现误差。

此外，在公路路基试验检测项目中，还需要准备灌砂法所需的基板、灌砂筒等工具。

2.3 试洞开挖
在公路路基试验检测过程中，工作人员必须做好试洞开挖工作。

本着从中间向两边的原则开挖，以免发生两侧土体被挤压的情况，甚至因密度变化影响公路路基试验检测结果的可靠性。

在试洞开挖环节，现场施工人员还需要根据本工程项目要求调整试洞几何形状，只有保证试洞壁与底面呈90°直角，才能有效预防试洞倾斜的问题，避免因试洞倾斜而减弱量砂的流动性，甚至影响公路路基试验检测数据的可靠性和精准性。

在试洞开挖施工中现场工作人员应及时密封存储土体，以免因施工现场环境的温湿度差异过大而造成水分流失的情况，从源头上保证公路路基试验检测结果的精准性。

与此同时，在试洞开挖施工中相关工作人员还需要积极检测试坑材料的含水量，如利用酒精燃烧来烘干试坑材料，同时检查土壤内部是否存在其他易燃物质，从而在施工现场创建一个安全的检测环境。

在试洞开挖过程中现场施工人员必须严格遵守灌砂法操作流程及相关安全要求，确保灌砂速度和流量被控制在合理范围内，并在试洞内部均匀填充砂料。

最后，在试洞开挖过程中还需要注意砂料泄漏、渗漏现象，确保试洞开挖操作的稳定性与可靠性，利用真实准确的路基试验检测数据保证公路路基的设计和施工质量。

2.4 量砂标定
在量砂标定过程中相关工作人员应提前准备标定罐和储砂筒，根据标定罐高度确定量砂密度，其中标定罐的高度越高，量砂密度越大。

在量砂标定过程中标定罐高度增加2.5 cm时，量砂密度将随之增大1%。

在实际操作过程中相关工作人员必须提前确定坑洞深度及其稳定性，以便顺利开展后续的公路路基试验检测工作。

与此同时，储砂筒的砂面高度和量砂密度之间也存在一定的
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正比关系，其中砂面高度越高，量砂密度越大。

当砂面高度增加5 cm时，量砂密度增大1%。

由此可见，在公路路基试验检测工作中砂面高度、量砂密度、量砂高度三者之间存在必然的联系，因此需要通过科学的数据控制来提高公路路基试验检测数据的精准[2]。

最后，在量砂灌注过程中应确保其处于自由落体的状态，从而高效化完成公路路基试验检测工作。

2.5 试坑深度
灌砂法在高速公路路基质量检测工作中应用的关键在于遵循特定的试验操作流程和规范，以待测层的厚度为依据调整试坑深度，但在项目试验检测过程中不应包含试坑下方材料。

本工程项目的路基压实度厚度主要保持在20 cm，在实际施工中应根据该参数确定试坑深度，但在实际施工过程中必须考虑外部因素对试坑深度带来的影响，避免试坑深度与预期设想的深度存在偏差。

在现场施工作业中使用各种压路设备时，必须均匀施加碾压力，以免路基上部压实度低于下部压实度。

因此，在试坑开挖施工中相关工作人员必须明确试坑深度及其覆盖范围，确保试坑深度与待测层厚度相一致。

在试坑开挖过程中应用灌砂法时，现场施工人员必须始终保持匀速的灌砂状态，通过加强灌砂速度和流量控制，确保试坑内部的砂料填充均匀。

在试坑灌注环节现场施工人员还需要密切关注各种渗漏问题，第一时间对渗漏现象进行调整，在保证试坑灌注均匀性的同时，从整体上提高高速公路路基结构的质量。

2.6 灌砂操作
在灌砂操作过程中相关工作人员必须提前检测量砂质量，确保砂料质量与本工程项目的试验检测要求相符，同时严格把控每一次的灌砂量，为后续的公路路基试验检测操作奠定良好基础。

在砂料质量试验检测过程中必须遵循特定的检测方法和要求，充分了解颗粒大小、含水量等数据信息，避免因砂料质量不合格而影响灌砂法操作的可靠性与有效性。

在灌砂法应用过程中极容易出现砂料停止流动的情况，因此需要等待10～20 s再停止灌砂，从源头上预防灌砂不足或过度灌砂的现象，这也是提高公路路基试验检测准确性的重要举措。

在试验前相关工作人员必须提前勘测试验路段的现场实际情况，并结合路面检查情况、灌砂位置、灌砂方式等参数保证灌砂操作的准确性，避免因灌砂操作失误而产生砂料流失的情况。

相关检测人员在现场勘察工作中还可以积极引入先进的灌砂技术，在技术支持下保证灌砂操作及试验结果的准确性[3]。

最后，相关工作人员还需要严格执行灌砂设备调整、试验参数记录等流程，按照既定的操作要求和操作规范提高项目试验检测结果的可比性。

3 灌砂法在公路路基试验检测中应用的注意事项
3.1 试验路段控制
在本工程项目开展的28 d前，应结合项目施工要求科学制定技术保障方案，明确项目填筑方法、检测手段、检测频率等指标，经监理工程师审批后，应确保试验路段内使用的路堤填料铺筑长度达到200 m以上，并将最终的试验结果反馈给监理工程师，以表格的形式详细记录试验结果、试验路堤施工方案、施工位置、施工设备及人员组织等。

整个试验路段的长度应不小于200 m（全幅），在填筑施工中监理工程师应做好监督工作，并由专门的工作人员记录各种原始数据，以此为后续的试验路段资料整理提供科学的参考依据。

此外，相关工作人员还需要记录试验路段所得的压实系数、压实遍数、施工现场最佳含水量、各施工工序的组合形式、机械配置方式等数据，并交由监理工程师审批，使其成为全面施工的重要参考依据。

3.2 试验步骤控制
在试洞开挖施工中现场工作人员应注意以下几点事项：①一旦表面粗糙度过大，应及时检测粗糙消耗的量砂。

②在试动开挖过程中必须最大限度地缩短施工时间，避免因边缘土体失稳而导致公路路基结构整体的稳定性下降。

③在试洞开挖过程中必须保证试洞结构的规则性，
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重点关注试洞边缘的垂直度，避免试洞开挖呈现梯形结构。

一旦发现试洞边缘结构过于复杂，还需要提前做好相应的控制处理措施，避免量砂大面积流动而影响试验结果的真实性与可靠性。

④根据室内标定高度确定灌砂筒内量砂质量及其高度，避免试验检测期间出现外部干扰因素，确保量砂处于松散状态。

3.3 做好操作控制
灌砂法在公路路基试验检测中应用的前提在于了解试验指导手册或试验标准，对试验目的、试验要求及操作规范进行明确划分，并准备灌砂法操作所需的设备、试验材料等。

在项目试验检测过程中还需要科学调整试验参数，根据本项目检测要求控制砂粒颗粒大小、厚度、密实度等参数，同时参考项目检测路段的土壤力学性质和试验目的有针对性地加强参数控制，进而突出强调项目试验检测具有的代表性。

在试验路段的土壤表面均匀铺设砂料时，相关操作人员应控制砂料铺设的速度和过程，确保砂料铺设的均匀性和一致性达到项目试验要求[4]。

但需要注意的是，相关工作人员还需要注意砂料堆积、空洞等问题，实时记录监测设备的读数变化，保证监测数据记录的精准性，以免土壤变形、应力、压缩性等参数变化影响公路路基试验检测结果的精准性。

3.4 保持量砂稳定性控制
在量砂操作过程中相关检测人员应结合项目施工要求及试验检测标准，全方位管控量砂操作的过程，注意外部因素可能对量砂密度造成的影响。

与此同时，相关检测人员还需要结合试验路段内的温湿度差异变化选择适合的量砂，确保施工现场的温湿度参数与量砂使用要求相一致。

另外，相关工作人员还需要根据实际的检测需求确定量砂数量，以免影响量砂检测的有序性和规范性。

一旦检测人员发现外部环境出现波动，应立即开展换砂作业，并对新入场的量砂进行标定。

4 结语
目前，灌砂法已在公路路基压实度试验检测工作中得到了广泛应用，这种方法主要适用于路面基层、底层砾类土检测工作，而土体空隙过大或内部孔洞过大则不适用于应用灌砂法。

在公路路基试验检测过程中必须提前标定标准砂的密度，要求相关工作人员严格遵守标准砂烘干的操作要求，以此保证标准砂密度标定的准确性。