保(bǎo)證路基應有強度和穩定性的最經濟有效的技術措施是路基壓實(shí),而現場路基壓實的質量通常用壓實度來衡量。路基壓實度的檢測(cè)有環刀法、灌(guàn)砂法、核子密度儀法等試驗方法,而灌砂法是路基壓實(shí)度檢測中最(zuì)常用的試驗方法,適用於現(xiàn)場測定細粒土(tǔ)、砂類土和礫類土的密度。文章根據路基工程中壓實(shí)度(dù)檢測的(de)實踐經驗,綜合考慮了影響灌(guàn)砂法檢測路基壓實度精確度(dù)的各個相關因素,對如何(hé)保證(zhèng)灌砂法檢測路基壓實度的精度進行(háng)了分析與探討。
關鍵詞:灌砂法;檢(jiǎn)測;路基;最(zuì)大(dà)密度;含水量
一(yī)、路基檢(jiǎn)測方法(fǎ)概(gài)述
保證路基應有強(qiáng)度和穩定性的一(yī)項最經濟有效的技術措施是路基壓實,而現場(chǎng)路基壓(yā)實的質量通常用(yòng)壓實度來衡(héng)量。路基(jī)壓實度的檢測有環刀法、灌(guàn)砂法、核子密度儀法(fǎ)等試驗方法,而(ér)灌砂法是路基壓實(shí)度檢測中最常用的試驗方法,適用於現場測定細粒土、砂類土和礫類土(tǔ)的密度。灌砂法雖簡(jiǎn)單易學,但影(yǐng)響測試結果的因素較多,如果掌握不好,容易引起較大誤差或錯誤(wù)。如何(hé)保證灌砂法檢測路基壓實度的精度,作者(zhě)結合近幾年(nián)在(zài)幾條公路上的實踐(jiàn)經驗對這方麵進行了分析與(yǔ)探討。
二、土的最大幹密度的確定
壓實度就是土在壓(yā)實後達到接近最大幹(gàn)密度的程度,施工壓(yā)實度公式:
K=ρd /ρc ×100
式中:K——測設地點的(de)施工壓實度(dù)(%);
ρd——試樣的幹密度(g/cm3);
ρc——由擊實試驗得到(dào)的(de)試樣的最大幹密度(g/cm3)。
試樣最大幹密度ρc 的值通過(guò)擊實試驗方(fāng)法來確定,而(ér)且土質(zhì)不同(tóng)它的值也不相同。
(一)擊(jī)實試(shì)驗(yàn)方法(fǎ)的選取
《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004)中明確規定,路基壓實(shí)度以重型擊實試驗法為準。
現在(zài)各國使用的擊(jī)實試驗方法分為輕(qīng)型擊實試驗法和重型擊實試驗法,兩種擊實試驗法的差異主要是擊實功能的差別(bié),重(chóng)型擊實試驗法的單位擊(jī)實功比輕型擊實試驗法(fǎ)要提高4.5倍,這樣對同樣的土(tǔ)質來講,采(cǎi)用重型擊實試驗法時其最大幹密度提(tí)高(經試驗一般可提高6%~20%)。但有的施工單(dān)位卻仍使用輕型擊實試驗法,這樣得出的最大(dà)幹密度值比實際要(yào)小,導致計算得到的壓實度值偏大。
(二)不(bú)同類土最大幹密度的確(què)定
不同性質的土其(qí)最大幹密度差別很大,因此應嚴格按規範中相關規定來確定不同土(tǔ)類、不同取土場的土的最大幹密度(dù)。有些施工單(dān)位及監理單(dān)位為了省事,施工段中(zhōng)僅(jǐn)用一個或極少數幾個最大幹密度值,當用土數(shù)量、土(tǔ)類發生變化和取土場更換時(shí)也不(bú)去重(chóng)新做擊實試驗來確定該類土的最大幹密度,而是仍采用原(yuán)來的試驗值,這樣所選(xuǎn)取(qǔ)的最大幹(gàn)密度已經沒有了代表性,從而使計算得到的壓實度不能真正反映實際(jì)壓實質量。
三、灌砂筒的選用
施工中用灌砂法測定壓實度時(shí),應符合(hé)下列規(guī)定:
1.當集(jí)料的(de)最大粒徑小於13.2mm,測定(dìng)層的厚度不超過150mm時,宜采用φ100mm的小型灌(guàn)砂筒(tǒng)測試。
2.當集(jí)料的最大粒徑(jìng)等於或大於13.2mm,但不大於31.5mm,測定層的厚度(dù)不超過200mm時,應用φ150mm的大型灌砂筒測試。
3.如集料的最大粒徑超過31.5mm,則應相(xiàng)應地增大灌(guàn)砂筒和標定罐的尺寸,灌砂筒的直徑以200mm或大於200mm為宜。
目(mù)前市麵(miàn)上隻有φ150mm的大型灌砂筒和φ100mm的小型灌(guàn)砂筒兩種,工地上(shàng)普遍應用φ150mm的灌砂筒,它(tā)的測深為150mm,其所測壓實度僅為(wéi)這150mm的壓實度(dù)。但是近(jìn)幾年壓實機械壓實功能增大,相應的壓實層(céng)厚度往(wǎng)往超過(guò)200mm左(zuǒ)右,而且路(lù)基填方如為礫類土,最大粒徑往往超過(guò)31.5mm,如果(guǒ)再繼續用φ150mm的灌砂筒測出的壓實度結果的(de)準確性就可想而知了,這就需(xū)要相關部門製(zhì)定出新的(de)灌砂筒標準來適應各種路基填料的要求。
四、量砂鬆方密度的標定
(一)儲砂筒中砂麵高度、砂的總重對量砂密度的影響
《公路土工試驗規程》中對筒內砂的高度和質量都做了明(míng)確規定(dìng)。筒內砂的高度與筒頂的距離不超過15mm,原因是不同高度的砂,其下(xià)落速度不同,因而灌進標定(dìng)罐內砂的密實程度也不同(tóng),這(zhè)就(jiù)直接影響了量砂的密度(dù)。因此,儲砂筒中砂麵高(gāo)度(dù)必(bì)須嚴格控(kòng)製。另外,筒內砂的(de)質量準確至1g,每次標(biāo)定及以後的試驗都維持這個質量不變,因為標定時,隻(zhī)要砂總重(chóng)相同,即砂的自(zì)重一樣,顯然其下落速度也能保持一致,從而(ér)提高量砂使用的準確性。實踐證明,現場測試時,儲砂筒中砂麵高度(dù)和重量與室內標定(dìng)時保持一致,大大提(tí)高了檢測數據的準確性。
(二)標(biāo)定罐深(shēn)度對量砂密(mì)度的影響(xiǎng)
砂的密(mì)度隨著標定罐深度的變(biàn)化其數(shù)值有較明顯的變化(huà)。《公路土工試驗規程》中說明:標定罐深度減少2.5cm,砂的密度約降低1%。現(xiàn)在假定(dìng)土樣最大幹密度為1.78g/cm3,灌砂筒和砂的總質量為7000g,錐體及基板和粗糙麵間砂的總質量為850g,灌砂後筒和砂(shā)的質量為3100g,濕土重4000g,含(hán)水量10%,如果采用20cm標定罐標定的砂的密度(dù)1.433g/cm3,得出碾壓層(céng)的壓實度為96.0%,如果采(cǎi)用15cm標定罐來標定砂的密度,其數(shù)值應該是1.405g/cm3,那麽,此時(shí)壓實度為94.1%。由此看來,對於同一個試坑,采用不同標定(dìng)罐標定的砂密度,對壓實度數值產生了較大影響。因此,現場試洞(dòng)深度(dù)應與室內(nèi)標定罐深度一致。
(三)量砂的顆粒級配組成(chéng)對量砂密度的(de)影響
不同顆粒粒徑組成的砂,其級配不同,密(mì)度也明顯(xiǎn)不同,故每次檢測使用時量砂必須采用粒徑0.25~0.50mm 或0.30~0.60mm的標準砂,而且要保持砂的潔淨(jìng)幹燥,如果重(chóng)複使(shǐ)用時一定要注意晾幹,篩除雜質,並且(qiě)經常標定,否則影響量砂的鬆方密度。
由(yóu)上述可見,儲砂筒砂麵高度(dù)、砂的總重、標定(dìng)罐深度、砂的顆(kē)粒組成等均在一定程度上影響量砂的密(mì)度。量砂密度標定準確與否(fǒu),將影響路基壓實度的(de)檢測精度。所以,在進(jìn)行路基壓實度檢測之前(qián),標定工作不容(róng)忽視,必須引起足夠的重視(shì)。
五、現場檢測注意(yì)事項
(一)試(shì)坑數量(liàng)、位(wèi)置、深度、形(xíng)狀的選擇
1.檢測點數量。施工(gōng)單位在完成每一壓實層後應該首先自檢,自(zì)檢頻(pín)率按照技(jì)術規範的規定進行全頻率試驗。依據《公路路基施工技術規範》中的規定:檢驗(yàn)頻率為每(měi)1000m2至少(shǎo)檢驗2點,不足1000m2時檢驗2點,必要時可根據需要增加檢測點。灌砂法檢測每點需要(yào)操作時間約15min,如果以報檢寬度為(wéi)30m 的路基為例,即使(shǐ)每(měi)天隻報檢500m,每天的報檢麵積為15000m2,需要檢測點數為30個點,需要時間約為7.5h,僅(jǐn)僅自檢的現場操作就需要如(rú)此漫長的時間,如果再加上現場監(jiān)理抽檢時間,那就更長(zhǎng),這就需要現場(chǎng)監理、施工單位自檢和抽檢一塊進行。
2.試坑的位置。檢測點地表(biǎo)麵處理(lǐ)要平,隻要表麵(miàn)凸出一點(diǎn)(即(jí)使(shǐ)1mm),使整個表麵高出一薄層,其體(tǐ)積便算到試坑中去(qù)了,將影響試驗結果,因此除非非常的平,否則應先放上基板測定一次粗(cū)糙表麵消耗的量砂。必須注重對薄弱點的(de)檢測,由於工程結構的特殊性,一般路基中間部位的壓(yā)實度較兩側接近路邊緣處壓(yā)實度高,所(suǒ)以(yǐ)加(jiā)強對路基邊部的檢測(cè)也是非常必要的。
3.試坑(kēng)的深(shēn)度。按照《公路(lù)路基路麵現場測試規程》要求,試坑的(de)深度應該等於測定層的(de)厚(hòu)度,但不得有下層材料混入。一般情況下(xià)每壓實層厚度約為15cm,所以試坑深度也應該(gāi)為15cm。由(yóu)於現場操(cāo)作(zuò)時,挖(wā)坑這道(dào)工序往往由工地務工人員完成(chéng),其挖坑深度經常達不到要求(qiú)。壓路機在碾壓過程中其應力分布呈倒三(sān)角形(xíng),所以就每一壓實層(céng)而言,越向下的部位其壓實度越(yuè)小。因此,坑的深度不夠,將導致測得的壓實度值偏(piān)大。
4.試坑的形狀。試坑的形狀應該是圓柱體,坑洞周壁應豎直,但實際操(cāo)作中會出現上大下小或上小下大的情形,這樣形狀的試坑導致測得的壓(yā)實度(dù)值偏大(dà)或偏小。
(二(èr))土的含水量的測定
含水量試驗最準確的方法是烘幹法,在測定中粒土(tǔ)和粗粒土的(de)含水量時(shí),不能僅取其中的細(xì)粒土,因為它無代表性。用酒精法測含(hán)水量與土類(lèi)有關,因該種方法測含水量會由(yóu)於將土壤中的有機質(zhì)燃燒(shāo)掉而產生誤差,另外,潮濕的黏(nián)性土難於粉碎,也使酒精法的精(jīng)度降(jiàng)低。路基經過(guò)風吹日曬,路基表(biǎo)麵含水量偏低,所以,在做含水量時,應將試坑(kēng)內取(qǔ)出的土(tǔ)壤迅速均(jun1)勻攪拌,然後再測含水量。在鑿(záo)洞過程中,應隨時將(jiāng)鑿鬆的土取出裝入塑料袋中,不使水分蒸發(fā)。