道路桥梁路基工程的试验检测方法新探 蔺再岩

发表时间:2020/7/22   来源:建筑模拟2020年第6期   作者:蔺再岩
[导读] 试验检测作为道路桥梁工程质量控制的有效手段,可以通过检测压实度、平整度等多个质量项目,保证道路桥梁工程各环节施工质量与现行技术标准一致。有效的试验检测,不仅可以判定材料与技术规定相符性,而且可以为新的道路桥梁工程施工工艺及技术推广提供经验。因此,对道路桥梁工程试验检测关键技术进行恰当分析非常必要。
        北京易成市政工程有限责任公司  北京  100176
        摘要:试验检测作为道路桥梁工程质量控制的有效手段,可以通过检测压实度、平整度等多个质量项目,保证道路桥梁工程各环节施工质量与现行技术标准一致。有效的试验检测,不仅可以判定材料与技术规定相符性,而且可以为新的道路桥梁工程施工工艺及技术推广提供经验。因此,对道路桥梁工程试验检测关键技术进行恰当分析非常必要。
        关键词:道路桥梁;路基工程;试验检测
       
        引言
        路基是公路的基础,承受着自身的岩土重量和路面重力及通过路面传递的行车荷载,是整个公路结构中最为重要的一部分。压实度是检验路基状况的主要指标,若压实度不足,极易影响路基稳定性,甚至产生更大危害,因此,检测路基具有重大意义。当前,已有很多试验检测方法用于路基检测,如灌砂法、环刀法等,这些检测方法各有优缺点,因此,做好试验检测研究是公路建设发展的迫切要求。
        1 路基工程试验检测的意义
        试验检测是进行道路工程质量检测的一种有效手段,也是工程质量管理中重要组成部分,同时也是工程质量控制评定验收的主要环节。公路管理部门与施工企业需要联合控制路基工程施工质量,合理应用工程试验检测技术。将试验检测结果作为参考数据,以此鉴别工程施工质量是否满足技术规范要求。工程质量管理包含工程质量试验检测,在评定和验收施工质量中具有重要作用。从此种角度看,路基工程试验检测工作会对工程施工质量造成直接影响,施工企业必须提升对该项工作的重视度。
        2 路基试验检测存在的问题
        2.1 缺乏完善的试验检测体系
        近年来,路基施工期间,施工单位和工程人员虽然均注重了工程质量的控制工作,并建立了专门的管理机构。但对于路基试验检测工作来说,路基施工检测还是缺乏完善的检测体系,从而影响整个试验检测工作的顺利性,极易出现路线问题,无法有效控制路基施工的质量效益。
        2.2 检测技术与设备落后
        路基工程施工期间,管理人员虽然具备质量控制意识,但并没有深入的研究试验检测技术,从而导致路基试验检测说采用传统方法,技术落后对于路基施工质量控制的影响比较大。路基检测设备先进性不足,在检测过程中会受到多种限制因素影响,无法推广应用与路基施工中。
        2.3 试验检测人员专业性不足
        近年来,各施工单位均注重了对于路基试验检测的质量控制,相应经验丰富的专业技术管理人员缺乏,路基试验检测又是对于专业性要求比较高,对于大部分施工单位的路基试验检测人员来说,专业技术能力不强硬,缺乏检测经验,综合水平低,无法开展完整的路基试验检测,相应导致试验检测结果的准确性不足,不能对路基施工质量进行判断。
        3道路路基试验检测方法
        3.1回弹弯沉试验检测方法
        汽车行驶在道路上轮胎与地面接触的过程中会出现回弹变形情况,当出现此种变形情况时可以利用弯沉仪来观察检测值的变化情况,确保检测精度。回弹弯沉会受到道路路基刚度与强度的影响,当路基刚度与强度变大时回弹弯沉会变小;回弹弯沉变大后会直接影响路基结构,导致路基稳定性下降,留下安全隐患,当载荷过大时会出现地基变形情况也会影响路面的使用时间。若车辆承载过大也会给道路路基带来不利的影响,所以为了有效的保证道路路基的承载力可以满足要求,应合理的采用回弹弯沉试验检测方法,确保检测效果的准确度。
        3.2平整度试验检测方法
        在进行道路路基平整度试验检测时通常会使用3m直尺测量法,找到路面缝隙后放置直尺,虽然此种试验检测方式相对简单,但是测量结果的准确性却无法保证。此外,可以使用连续式平整度仪进行测量,在使用此种方式进行试验检测时可以将平整度仪放在起始位置,匀速拉动仪器,整体操作过程相对简便,但是对仪器设备精准度有着较高的要求。另外颠簸累积法也是较常使用的试验检测方法之一,其应用路基车辆振幅对监测到的数据进行换算,得到准确的试验检测结果,与前两种方式相比颠簸累积法实用性更高。所以在进行试验检测时应根据实际情况进行选择,以此来提升试验检测的效率与质量。
        3.3压实度试验检测方法
        3.3.1灌砂法
        在使用此种方法前技术人员应先对灌砂筒的总质量进行测定,然后再进行路基开挖,同时对灌砂筒进行处理,最后计算出剩余质量,对计算结果进行分析,此种方法虽然简便但检测结果准确率相对较低,需要增加试验检测次数,以此来保证检测结果。当前,在很多工程路基压实度检测中都会采用灌砂法,一般可用于细粒土、砂类土、砾类土密度的现场测定。5~6mm为试样最大粒径范围,150~200mm为密实层厚度范围。但在填石路堤等大孔隙材料压实度检测不太实用。灌砂法的基本原理是从一定高度将洁净的均匀砂(0.25~0.50mm、0.30~0.60mm)自由下落到试验洞中,根据单位重不变的原理进行试验洞的溶积进行测量,换言之,通过标准砂进行试洞内集料的置换,且与集料含水量结合,从而将试样内的实测干密度测算出来。一般情况下,在粗粒土密度检测中也可采用灌砂法。
        3.3.2环刀法
        在道路路基试验检测中环刀法属于比较传统的检测方法,其主要针对路基的压实度、图纸样本收集及土样原位检测方面。环刀法可以实现对路基稳定性的控制,但是在使用时由于技术限制其只能检测小颗粒粘性土,无法对松散土进行检测。此外,在使用环刀法时应确保装置的稳定性,若装置受到外力影响会出现变形情况,增加后续工作的难度,给后续插入装置带来阻力。所以在使用环刀法进行道路路基试验检测时,技术人员应严格控制环刀插入的力度与深度。此外,还应注意的是,在使用环刀法进行道路路基试验检测时应严格的遵守以下步骤,根据路基的实际情况选择环刀的质量与容积,然后实施取样工作,取样完成后对环刀及土样重量进行测量,再利用公式对土壤密度进行计算,保证计算结果的准确性。


        4道路路基试验检测的管理措施
        为了控制道路桥梁工程的施工质量,需要针对路基试验检测存在的问题进行深入分析,不断加大路基试验检测管理力度,保证整个工作的顺利有效开展,以此维护检测结果的真实性和准确性,为工程质量判断提供参考依据。
        4.1制定和完善路基试验检测体系
        在道路桥梁工程施工之前,应当联合工程特点,制定一套完整的路基试验检测体系,明确检测标准,选择适宜的检测设备和方法,以此提升试验检测质量,对路基施工质量进行严格控制。
        4.2做好施工现场的质检工作
        现阶段,施工企业需要创建一个较为完善的质量保证体系,虽然大部分施工单位对工程质量检测工作早已纳入自己的日常管理系统,但仍有一些企业仍未重视起来,工程质量往往关系到一个工程最终的整体水平,因此相关的管理者应当尝试建立起一套完整的企业自检系统,安排专职人员进行跟踪、督促,以促使这项工作变得更加规范。同时,在这个阶段,监理方应该加强对各个施工工序的监管力度,尤其要注意防患于未然,突出过程检测的重要性,以便更有效地解决问题。
        4.3注重评价检测结果
        在路基试验检测期间,必须注重控制质量问题,加大监管力度,对整个试验检测行为进行规范。在施工现场进行取样检测,严格按照标准要求,开展现场检测,确保检测结果,满足实际情况。检测人员还应当复核检测结果,保证结果的准确性,准确判断路基建设质量。
        4.4做好验证试验与抽样试验检测工作
        验证试验是一项最为基础的检测方式,它几乎在各种类型公路建设工程中都会被用到。通过这个对比验证可以检验材料的取样以及试验参数是否合格,还可以确保操作过程以及环境的规范性。在这个过程中,其主要目的是为了及时调整试验方法、内容以及检测结果,以确保总结出更为准确的试验结论。抽样试验则需要对工程所需的原材料或者半成品并包括最后的成品进行检验,通常是针对这类材料的力学、物理性能或者一些强度指标进行试验。但是在进行这类试验时,由于监理方并非可以做到面面俱到,这就有可能造成试验结果的偏差。针对这种情况,业主可以对试样进行随机检测,尤其是对工程质量控制相对较为薄弱的环节进行检测,这样就可以避免上述误差的出现,起到一定的监督的作用。
        4.5提升检测人员的综合素质
        在开展道路桥梁工程施工时,检测人员必须控制检测结果的准确度。施工企业可以通过培训教育方法,组织检测人员和管理人员参与培训活动,以此强化质量安全意识。通过安全生产教育与质量控制教育,不断提升检测人员的业务水平和专业技能,加强职业道德意识与岗位责任。企业应当不定期开展业务技能与安全意识考核,确保所有检测人员都具备熟练的专业技能,了解安全控制工作的重要性,在整个检测过程中落实质量管理措施,不断提升适应检测工作的质量。
        5工程概况
        河北兴隆经济开发区起步区基础设施建设和旧城区路网改造工程,其中包含六条路和两座桥(雨污水管线工程、道路工程、明开沟槽排水方沟工程、桥梁工程),六条路分别为公安局门前路、振兴路、西出口路、鹏鸣路、南出口路、绿化路,两座桥分别为振兴桥和公安局桥。经实地勘察可知,西出口路土质条件不好,且具有较高地下水位。为此,决定采用良好级配的回填土用于路基底基层。根据现场施工情况,决定分层压实,20cm为每层松铺厚度,通过光面压路机(12~15t)进行碾压施工,从而满足施工规范要求。由室内击实试验可得2.20g/cm3为填料,最大干密度7.5%为最佳含水率。按照公路基层压实度相关规范要求,路基压实度应在95%以上。为了确保路基压实度满足施工要求,选择K0+100~K0+320段为试验段,每隔20m随机选点,通过灌砂法进行路基压实度测定,并分析试验结果。
        本试验以K0+100~K0+320段为试验段,按照K0+100~K0+200、K0+220~K0+320,每段100m分2组完成试验,每组取测点6个,碾压遍数以6遍、8遍、10遍进行碾压。通过灌砂法在施工现场将每一个试样的密度测定出来,并取样。随后在恒温烘箱内进行12h烘干,并进行试样含水率计算,从而得出试样的压实度、干密度。
        本试验段的换填后含水率平均值约为7.2%,随着压实遍数的增加,含水率有所下降。原因在于相比室内击实试验测量的最佳含水率,天然土的含水率往往略低,加之室外施工受温度影响,含水率也会有所降低。在K0+220段施工时,含水率达到了10.65%,且该试样的密度最小,仅为1.94g/cm3,因此压实度也有所下降,为90.6%。产生这种问题的根本原因在于土壤含水率下降,将会加大土颗粒之间的内摩擦阻力,当压实度达到一定值时,压实功则无法在对土壤变形抗力产生阻力,因此会影响压实所得的密实度。当加大试样含水率后,在颗粒间水可起到润滑效果,从而增大密实度。若含水率增至某一界限以上,同样会降低土壤的内摩擦阻力,但在此阶段土壤内的水量却在不断增多。基于水的不可压缩特点,反而会降低土壤的密实度。通过现场观察可见,在K0+220段周围地势偏低,而且存在较为明显的毛细作用,含水量大。为改变这一现象,对现场已换填材料进行晾晒,但因施工地点位于山区,雨水量较大,晾晒效果不理想,为了能够保证施工工期及工程质量,建设单位听取设计单位、监理单位及施工单位意见,决定更换换填材料,换填炮渣石进行处理。通过上述分析可得,随压实功能的变化,土的最大干密度、最佳含水率均会随之变化。在压实功能增加时,最大干密度随之增加,但最佳含水率随之下降。这种增加或下降的速率呈递减状态,为此,仅仅依靠增加压实功能的方式来增加土的最大干密度是具有一定局限性的。此外,所有试样中,除K0+220段以外,碾压遍数在6遍及其以上时,单点压实度均在93%以上,为满足规范值95%的要求,碾压遍数定为8遍最为合适。
        结束语
        综上所述,在公路路基工程建设过程中,不仅要提升工程建设速度,还应当通过有效措施维护工程建设质量。通过路基试验检测工作,实行严格的质量控制,全面确保试验检测结果的准确性,为路基工程建设质量提供判断依据。
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