1、前言
路基工程質(zhì)量的好壞,壓實(shí)度是最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一,只有對(duì)路基進(jìn)行充分壓實(shí),才能保證路基的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性,并保證和延長(zhǎng)公路的使用壽命。路基現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)主要檢測(cè)方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、水袋法等檢測(cè)方法。根據(jù)施工實(shí)際情況和業(yè)主要求,在十漫高速公路上主要運(yùn)用灌砂法進(jìn)行路基壓實(shí)度檢測(cè)。本文結(jié)合工程實(shí)踐,對(duì)路基壓實(shí)度檢測(cè)中的一些問(wèn)題,作簡(jiǎn)要地分析和探討。
2、灌砂法基本原理
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0.25~0.50mm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。
3、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,但不超過(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40mm~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φ200mm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)儲(chǔ)砂筒中砂面高度、砂的總重對(duì)量砂密度的影響
《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ 051-93)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;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)標(biāo)定罐深度每減1cm,砂密度大約降低1.2%?梢(jiàn)其深度不同對(duì)砂密度影響較大。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)量砂必需采用標(biāo)準(zhǔn)砂(0.30~0.60mm 或0.25~0.50mm),而且要保持砂的潔凈干燥。
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。
4、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)注意事項(xiàng)
4.1 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。
4.2 盡量使用基板,確保試驗(yàn)精度。
4.3 盡量使檢測(cè)表面光滑平整,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試完后,要檢查灌砂筒底板、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。
4.4 使用進(jìn)行回收的量砂,下次使用前必需過(guò)篩洗凈、烘干,并放置足夠的時(shí)間,使其與標(biāo)定時(shí)的潔凈、干潮狀況一致。
4.5 現(xiàn)場(chǎng)含水量檢測(cè),通過(guò)烘干法與酒精法(淹沒(méi)集料出現(xiàn)自由液面,燃燒三次)對(duì)比,其結(jié)果不超過(guò)1%,證明是可行的。但要注意的是所用酒精純度必須要達(dá)到95%,劣質(zhì)酒精不但不能充分燃燒反而會(huì)變成水份,影響檢測(cè)結(jié)果。
4.6 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。
5、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(guān),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),嚴(yán)格按《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTJ 059-95)附錄A規(guī)定的檢測(cè)頻率進(jìn)行檢測(cè),具有很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)意義。所以,進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)時(shí),選點(diǎn)應(yīng)得當(dāng),隨機(jī)取點(diǎn),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(guān)地反映工程質(zhì)量的實(shí)際情況。
6、ρdm、wo對(duì)壓實(shí)度檢測(cè)的影響
壓實(shí)度K=ρd實(shí)/ρdm,其中ρdm為最大干密度,是通過(guò)室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)取得的。若試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況偏差太大,必將影響壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。作標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí),施工單位與監(jiān)理單位應(yīng)共同取樣,并應(yīng)盡量取有代表性的集料,作對(duì)比試驗(yàn)。另外,針對(duì)山區(qū)高速公路的地質(zhì)情況,對(duì)集料最大干密度的獲得除標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)外也可考慮使用表面振動(dòng)壓實(shí)儀法。對(duì)于測(cè)定無(wú)粘性自由排水粗粒土和巨粒土的最大干密度表面振動(dòng)壓實(shí)儀法更接近于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)碾壓的實(shí)際狀況。通過(guò)多種方法的驗(yàn)證、對(duì)比才能保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性,以免造成不必要的損失。
7、結(jié)語(yǔ)
灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度是施工中最常用的試驗(yàn)方法之一,此方法看起來(lái)簡(jiǎn)單,但實(shí)際操作時(shí)常常不好把握,會(huì)引起較大誤差,也是施工單位與監(jiān)理關(guān)注的重點(diǎn)。以上所述只是和廣大同行交流看法,希望各位多提寶貴意見(jiàn)。