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        談路基壓實(shí)度的控制

        2013-01-18 12:44:58王曉峰
        山西建筑 2013年28期
        關(guān)鍵詞:土質(zhì)填料含水量

        王曉峰

        (太原市市政公用工程質(zhì)量監(jiān)督站,山西太原 030012)

        0 引言

        市政道路施工現(xiàn)場(chǎng)路面壓實(shí)質(zhì)量是用壓實(shí)度來(lái)表示的。對(duì)于路基來(lái)說(shuō),壓實(shí)度就是指工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)所得的最大干密度的比值,是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。壓實(shí)度在道路施工工程中檢測(cè)項(xiàng)目最多,屬于工程質(zhì)量監(jiān)督管理的重要指標(biāo)之一,為保證路基的強(qiáng)度、剛度、路面的平整度以及延長(zhǎng)路的使用壽命,必須對(duì)路基結(jié)構(gòu)層進(jìn)行充分壓實(shí)。對(duì)于市政工程而言,由于地下埋設(shè)管線較多,對(duì)路基壓實(shí)質(zhì)量要求更為嚴(yán)格,路基壓實(shí)質(zhì)量控制不好就容易出現(xiàn)塌陷等問(wèn)題,影響路面整體的穩(wěn)定性,以及城市的美觀,而且事后的維修也會(huì)給城市的交通帶來(lái)不便,所以,壓實(shí)度作為現(xiàn)場(chǎng)控制路基質(zhì)量的檢測(cè)方法。

        下面我就結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況,簡(jiǎn)單介紹下常用的壓實(shí)度的檢測(cè)方法,以及根據(jù)影響壓實(shí)度的因素來(lái)處理現(xiàn)場(chǎng)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題。

        1 壓實(shí)度的檢測(cè)方法

        壓實(shí)度的檢測(cè)方法有許多,通常有:環(huán)刀法、灌砂法、水袋法、蠟封法、核子密度濕度儀等等。其中蠟封法和水袋法適用于堅(jiān)硬土和巨粒土的檢測(cè),一般在工程中很少用到。而核子密度濕度儀具有放射性物質(zhì),對(duì)人體的傷害比較大,所以在市政工程中也不會(huì)用到。因此市政工程用于路基壓實(shí)度檢測(cè)的常用方法通常為灌砂法和環(huán)刀法兩種。其中環(huán)刀法一般適用于細(xì)粒土的檢測(cè),所測(cè)得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度,不能代表整個(gè)碾壓層的平均密度。因?yàn)槟雺和翆拥拿芏鹊囊?guī)律是從下到上逐步增加的,如果取在碾壓層的下部,所檢測(cè)到的密度數(shù)值會(huì)偏小,如果檢測(cè)的是碾壓層的上部,則所檢測(cè)到的數(shù)值往往偏大。灌砂法適用范圍廣,我項(xiàng)目在路基質(zhì)量控制中常用的方法也是灌砂法。下面簡(jiǎn)單介紹灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度以及試驗(yàn)時(shí)注意的事項(xiàng)。

        1.1 試驗(yàn)方法與試驗(yàn)步驟

        1)在試驗(yàn)地點(diǎn),選一塊平坦表面,并將其清掃干凈,其面積不得小于基板面積。

        2)將基板放回清掃干凈的表面上,沿基板中孔鑿洞,鑿洞時(shí)應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真及時(shí),確保鑿出的材料不能隨意丟棄,將取出的材料及時(shí)裝入袋中或試樣盒內(nèi)進(jìn)行密閉,不能讓水分蒸發(fā)。試洞的深度應(yīng)與測(cè)定層厚度相同,并要將鑿松全部材料取出,稱出其質(zhì)量。

        3)抽取有代表性的樣品,放在鋁盒中,測(cè)定其含水量。

        4)在試坑上安放基板,然后在基板中間將灌砂筒放好,使灌砂筒的下口對(duì)準(zhǔn)基板的中孔及試洞,打開(kāi)灌砂筒,讓砂流入試坑內(nèi),直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí),關(guān)閉開(kāi)關(guān)。仔細(xì)取走灌砂筒,并稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量。

        5)用規(guī)范中的公式計(jì)算如下:

        式中:mb——填滿試坑的砂的質(zhì)量,g;

        m1——灌砂前灌砂筒內(nèi)砂的質(zhì)量,g;

        m2——灌砂后灌砂筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量,g;

        mw——填滿試坑的砂的質(zhì)量,g;

        γs——量砂的單位質(zhì)量,g/cm3;

        ρw——試驗(yàn)的濕密度,g/cm3;

        ρd——試驗(yàn)的干密度,g/cm3;

        ρc——由擊實(shí)試驗(yàn)得到的試樣的最大干密度,g/cm3;

        w——試坑材料的含水量,%;

        K——測(cè)試地點(diǎn)的施工壓實(shí)度,%。

        1.2 試驗(yàn)中注意的問(wèn)題

        灌砂法是施工過(guò)程中最常用的試驗(yàn)方法之一。此方法表面上看起來(lái)較為簡(jiǎn)單,但實(shí)際操作時(shí)常常不好掌握,并會(huì)引起較大誤差,所以施工中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循試驗(yàn)環(huán)節(jié),注重每個(gè)試驗(yàn)細(xì)節(jié),盡量提高試驗(yàn)精度,確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差減少,為測(cè)定壓實(shí)度提供支持依據(jù),這就要求在試驗(yàn)中注意以下問(wèn)題。

        1)量砂時(shí)要使用相同的規(guī)則進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn),應(yīng)測(cè)定量砂的松方密度,同時(shí)要注意晾干,處理一致。

        2)切勿引用以前數(shù)據(jù)。試驗(yàn)要求準(zhǔn)備較多數(shù)量量砂,使漏斗中砂的數(shù)量能夠滿足每次重做一次都能換一次量砂,同時(shí)要求每次都測(cè)定松方密度。避免試驗(yàn)時(shí)才臨時(shí)找砂,更不容許使用以前的數(shù)據(jù)。

        3)為避免影響試驗(yàn)結(jié)果,要求地表面處理平整,不能凸凹不平,計(jì)算體積盡量減少誤差,所以試驗(yàn)時(shí)可考慮放上基板先測(cè)定一次粗糙表面消耗的量砂,然后在計(jì)算時(shí)剔除此基數(shù)為妥。

        4)試坑挖掘時(shí)應(yīng)保持四周坑壁光滑筆直,上下口徑大小一致避免誤差較大,影響檢測(cè)密度數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

        5)灌砂時(shí)不能只取上部也不能取到下一個(gè)碾壓層中,檢測(cè)厚度應(yīng)為整個(gè)碾壓厚度。

        2 影響壓實(shí)效果的因素

        2.1 含水量對(duì)壓實(shí)過(guò)程的影響

        土的含水量對(duì)填土壓實(shí)性有很大的影響,土的含水量不高時(shí),土的顆粒把水吸附在土粒表面,由于土顆粒沒(méi)有毛細(xì)管作用而互相聯(lián)結(jié)很弱,致使土粒在受到夯擊等沖擊作用下出現(xiàn)分散而密實(shí)度不大。土的含水量很高時(shí),由于土中多余的水分在夯擊時(shí)很難快速排出而在土孔隙中形成水團(tuán),導(dǎo)致土顆粒間的聯(lián)結(jié)關(guān)系大大削弱,從而使土粒潤(rùn)滑變得易于移動(dòng),壓實(shí)效果出現(xiàn)下降。所以,在路基設(shè)計(jì)和施工中對(duì)填土指標(biāo)應(yīng)充分考量土的最佳含水量和最大干密度這兩個(gè)指標(biāo),一般情況下在最佳含水量情況下壓實(shí)的土水穩(wěn)性最好。

        2.2 碾壓厚度對(duì)壓實(shí)的影響

        壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果的影響是十分明顯的。通過(guò)眾多案例實(shí)踐證明,碾壓厚度有一般的適應(yīng)性數(shù)據(jù),碾壓厚度太大或太薄都會(huì)影響壓實(shí)效果。如果碾壓層過(guò)厚,下層的壓實(shí)度就可能達(dá)不到規(guī)范要求,同時(shí)也影響上層的壓實(shí)度。通常情況下壓實(shí)工具類型、土質(zhì)等條件的不同,會(huì)使有效壓實(shí)深度有所不同。

        2.3 壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)的影響

        根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,同一類性質(zhì)的土最佳含水量是有規(guī)律變化的,一般情況下是隨著壓實(shí)功能的加大而減小,但是土的最大干密度則會(huì)因壓實(shí)功能的逐漸加大而增大。所以現(xiàn)場(chǎng)施工中往往通過(guò)增加壓實(shí)功能措施來(lái)提高土的干密度,不過(guò)在土質(zhì)偏干的情況下影響會(huì)大一些,偏濕時(shí)則基本無(wú)影響。所以,對(duì)于含水量過(guò)大的土質(zhì)來(lái)說(shuō),通過(guò)采用加大壓實(shí)功能的辦法來(lái)提高土的密實(shí)度的方法有時(shí)是不成功的,因?yàn)楫?dāng)壓實(shí)功能加大到一定程度后,對(duì)于最佳含水量的減小和最大干密度的提高效果不是很明顯。

        2.4 土質(zhì)影響壓實(shí)效果

        不同的土質(zhì)對(duì)壓實(shí)效果影響很大,壓實(shí)后的質(zhì)量性能也有很大不同,通常對(duì)市政道路的填土壓實(shí)來(lái)說(shuō),應(yīng)該是砂土、砂礫土等砂性土的土質(zhì)最為適宜。因?yàn)檫@些土容易被壓實(shí),壓實(shí)后有足夠的穩(wěn)定性,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間后沉陷變化不會(huì)很大。另外,粘土最難壓實(shí),鑒于其土質(zhì)最佳含水量偏大、最大干密度卻又偏小,經(jīng)壓實(shí)后透水性又不好的特點(diǎn),其在潮濕狀態(tài)下土質(zhì)很不穩(wěn)定影響壓實(shí)效果。總之,不同的土類在相同的壓實(shí)功能作用下,具有不同的最佳含水量和最大干密度;而在同一壓實(shí)功能作用下,不同的土類其特征也不同,其中含粗顆粒較多的土,其最大干密度就越大。

        3 現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的控制方法

        由壓實(shí)度的影響因素得知,控制現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度必須做好路基填料、試驗(yàn)段、含水量、土質(zhì)、壓實(shí)機(jī)械及厚度控制等工作,具體分析如下。

        3.1 路基填料控制

        路基填料應(yīng)選擇易被壓實(shí)且穩(wěn)定的材料,沼澤土、凍土等材料和塑性指數(shù)超過(guò)26、液限超過(guò)50的土不宜作為路基填料,并且路基填料中不宜有大量草皮等易腐朽物質(zhì),如果必須選擇黃土等材料做路基填料時(shí),也應(yīng)對(duì)填料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,在各?xiàng)指標(biāo)滿足要求后才能使用。

        在路基填料使用前,需要進(jìn)行填料前試驗(yàn),從這些試驗(yàn)中得出填料的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù),從而篩選填料,確定相應(yīng)的工藝流程。具體的填料前試驗(yàn)通常包含以下試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)據(jù):填料顆粒分析、填料含水量和密度、填料液限、塑限指標(biāo)以及強(qiáng)度試驗(yàn)等等。

        3.2 試驗(yàn)段控制

        試驗(yàn)段控制是在正式施工前在試驗(yàn)段進(jìn)行壓實(shí)機(jī)械、工序、遍數(shù)、速度、厚度等方面的試驗(yàn),試驗(yàn)段不應(yīng)短于200 m,在試驗(yàn)過(guò)程中需要詳細(xì)記錄各種數(shù)據(jù),包括壓實(shí)工序、機(jī)械類型、含水量、壓實(shí)厚度等參數(shù),必須在達(dá)到一定密實(shí)度后才能結(jié)束壓實(shí)試驗(yàn)。

        3.3 含水量控制

        在施工開(kāi)始前,需要做好排水設(shè)施的建設(shè),降低地下水位,采用無(wú)機(jī)結(jié)合料等材料和方法避免地下水位上升,將施工場(chǎng)地的排水工作一一落實(shí),將土方含水量控制在最佳含水量附近,對(duì)土方水分散失進(jìn)行測(cè)定能夠有效指導(dǎo)土方含水量的控制工作,保證土方含水量處于合適范圍之內(nèi)。

        3.4 土質(zhì)控制

        土質(zhì)不同則壓實(shí)效果不同,因而需要針對(duì)具體的土質(zhì)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理,以保證壓實(shí)效果。例如對(duì)于難以壓實(shí)的砂性土,可以通過(guò)水沖密實(shí)法來(lái)提高含水量,在土方附近開(kāi)挖試坑,用網(wǎng)狀過(guò)濾層和小型抽水機(jī)抽出多余的水,穩(wěn)定1 d~2 d后用輕型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí),可以取得較好的壓實(shí)效果。

        3.5 壓實(shí)機(jī)械及厚度控制

        不同壓實(shí)機(jī)械的有效壓實(shí)厚度不同,同一壓實(shí)機(jī)械不同階段的有效壓實(shí)厚度也不同,按照壓實(shí)厚度的大小排列依次是夯擊式、振動(dòng)式、碾壓式,壓實(shí)遍數(shù)增加時(shí)有效壓實(shí)厚度隨之減小。因此如果土層較厚時(shí)需要降低壓實(shí)速度,先輕后重,先靜后振,才能保證路基壓實(shí)的密度和平整度。

        4 結(jié)語(yǔ)

        道路施工的重要工序之一就是道路路基的壓實(shí)并達(dá)到合理的密實(shí)度,這是實(shí)現(xiàn)城市道路服務(wù)質(zhì)量和使用壽命的重要質(zhì)量保證之一。要使道路路基質(zhì)量達(dá)到規(guī)范質(zhì)量的要求,就必須通過(guò)對(duì)道路壓實(shí)度的檢測(cè)來(lái)驗(yàn)證,只有充分壓實(shí)才能保證路基土的強(qiáng)度,從而降低路基在有荷載作用下發(fā)生變形損壞,以延長(zhǎng)道路的使用壽命和確保道路使用性能的充分發(fā)揮。

        [1] JTG E40-2007,公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

        [2] JTG E60-2008,公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)規(guī)程[S].

        [3] 馮 春.土方路基壓實(shí)質(zhì)量控制及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2011(5):10-11.

        [4] JTG J033-95,公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

        [5] 李 靜,魯 偉.影響公路壓實(shí)質(zhì)量的各種因素控制[J].華章,2010(12):92-93.

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