在道路工程施工中，土方路基的压实度是衡量工程质量的重要指标之一。为了确保路基具有足够的强度和稳定性，必须对土方路基进行严格的检测与控制。而灌砂法作为一种常用的现场密度测定方法，在实际工程中被广泛应用。本文将详细介绍如何利用灌砂法来计算土方路基的压实度，并提供具体的计算公式。

一、灌砂法的基本原理

灌砂法通过向试坑内灌入已知密度的标准砂，测量所需砂的质量，从而推算出试坑体积内的土体密度。这种方法简单易行，适用于各种类型的土壤材料。

二、所需工具及准备工作

1. 灌砂筒：用于装填标准砂。

2. 天平：用于称量砂的质量。

3. 量筒或量杯：用于标定灌砂筒内砂的质量。

4. 标准砂：具有固定密度的砂子。

5. 直尺或其他测量工具：用于测量试坑深度和直径。

6. 试坑挖掘工具：如小铲子等。

三、具体操作步骤

1. 确定标准砂的密度

首先需要标定灌砂筒内砂的质量。具体做法如下：

- 将灌砂筒装满砂后，称取总质量 \( M_1 \)；

- 倒出部分砂使灌砂筒底部形成一个锥形漏斗状空腔，再称取剩余砂的质量 \( M_2 \)；

- 记录灌砂筒内剩余砂的高度 \( h \)，以及底面直径 \( D \)；

- 根据公式计算标准砂的密度 \( \rho_s = \frac{M_1 - M_2}{V} \)，其中 \( V = \frac{\pi}{4}D^2h \)。

2. 挖掘试坑并称量试坑中挖出的土样

- 在选定位置挖掘一个足够大的试坑，保证能够完全容纳灌砂筒；

- 称量试坑中挖出的所有土样的质量 \( m_b \)。

3. 向试坑内灌砂并记录数据

- 将灌砂筒放置于试坑中央，打开阀门缓慢灌入标准砂直至灌砂筒内的砂不再下落为止；

- 称量灌砂筒剩余砂的质量 \( M_3 \)。

四、压实度计算公式

根据上述步骤获得的数据，可以计算出土方路基的压实度 \( K \)，其公式为：

\[

K = \frac{\rho_t}{\rho_{\text{max}}} \times 100\%

\]

其中：

- \( \rho_t = \frac{m_b}{V_t} \)，即试坑内土体的实际密度；

- \( V_t = \frac{M_1 - M_3}{\rho_s} \)，即试坑体积；

- \( \rho_{\text{max}} \) 为土的最大干密度。

五、注意事项

1. 测量过程中应尽量避免外界因素干扰，确保数据准确可靠。

2. 不同类型的土壤可能需要调整某些参数值以提高精度。

3. 实际施工时还需结合设计要求和规范标准进行综合判断。

综上所述，通过正确使用灌砂法并遵循上述步骤，我们可以有效地测定土方路基的压实度，进而保障工程质量。希望以上内容能帮助您更好地理解和应用这一技术！