土方路基壓實質量的控制和現場檢測分析

摘要：鐵路建造對我國發展具有重要影響，土方路基壓實質量控制與現場檢測對鐵路建造起著至關重要的作用。文章論述了土方路基質量控制及現場檢測分析的具體方法，從而提高我國鐵路路基施工質量，以便延長我國鐵路的使用壽命。

關鍵詞：土方路基；壓實質量；質量控制；現場檢測分析；鐵路建造 文獻標識碼：A

中圖分類號：U213 文章編號：1009-2374（2016）06-0104-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.052

鐵路是我國城市與城市之間相互交流的重要通道之一，同時也對我國各方面發展具有積極影響，鐵路已與人們的生活息息相關。然而在鐵路使用過程中，卻常常出現問題，如鐵軌出現扭曲甚至部分鐵軌出現變形的現象，從而對火車通行造成影響。而造成這一現象的原因之一，便是因為施工人員在路基施工過程中，壓實度不符合標準規定。因此，各個鐵路施工企業應引起注意，積極探索如何控制土方路基壓實度的質量，同時完善對施工現場的檢測分析，以便提高施工質量，確保鐵路能夠長期使用。

1 土方路基壓實質量控制的具體方法

1.1 路基填料控制

1.1.1 路基填料的選擇。施工人員在選擇路基填料時，應選擇可以將填料壓實至規定密實度且能夠成為較為穩定的填方路基的材料，如粗粒無黏性土、細粒含量小于30%的混合土和砂黏土，不得用黏粉土、黏土和有機土、液限高于32及塑性指數大于12的土壤。與此同時，鐵路路基填料中不得含有雜物及容易腐壞的物質，如草皮、樹根。施工企業若遇到特殊情況，必須使用細粒含量超過30%的混合土和粉砂時，施工人員必須將填料進行處理，直至其符合施工要求，方能將其作為鐵路路基填料使用。

1.1.2 使用填土材料前需進行試驗。施工人員在使用路基填料實施填土作業前，必須確保完成以下試驗：液塑限試驗、土地強度試驗、土地擊實試驗。施工人員通過試驗所得出的數據，利用理論知識判定該區域土壤類型，清除不符合施工要求的土質。施工人員利用土地重型擊實試驗能夠得出含水量與干密度的相關數據，施工人員根據數據可繪制關系圖，從而了解不同類型土壤密度的最大值，同時了解當土壤干密度達到最大值時的最佳含水量。

1.2 試驗段控制

施工企業選取試驗段的目的是通過在試驗段施工，確定整體施工方案，并為之后的施工提供工程數據與技術參數。試驗段控制包括以下內容：壓實設備的選取、壓實作業的具體流程、壓實作業的實施次數、壓路機前進速度與路基填料厚度。施工人員在選擇試驗段時，必須選擇高于200米的路段。鐵路路基壓實實驗中，施工人員應認真記錄各已定填筑材料壓實的具體作業流程，同時確定材料相應的設備類型。不僅如此，施工人員對填筑材料中的松方厚度、壓實遍數、高程變化及含水量界限等參數進行記錄，直至試驗段路基壓實度符合規定密度，方可停止記錄，整理記錄并將其提交至施工設計人員處，施工設計人員根據記錄制定相應的施工計劃，從而保證施工質量。

1.3 施工現場壓實質量控制

施工現場是鐵路路基施工最為重要的部分，施工現場壓實質量的控制直接影響到整體施工質量。施工人員在施工過程中，應注意以下三點控制：

1.3.1 含水率的現場控制。施工人員在實施鐵路土方地基壓實作業之前，應先測量路基填料的含水量，并通過加工使之與最佳含水量相近。當路基填料含水量過大，應將其晾曬或風干，直至其達到最佳含水量，方能對其進行碾壓。施工人員在施工過程中應盡量保持連續作業，避免停歇，從而降低路基填料受到雨淋或暴曬的幾率，影響土壤的含水量。若周圍無能夠判斷土壤含水量的設備，施工人員可將土壤捏成團狀，若過程較吃力，手掌不含水印，且當土團從50厘米處做自由落體運動落地時碎成塊狀，自1米處落下則立刻松散時，施工人員可判斷土壤此時與最佳含水量相近。

1.3.2 平整度控制。通過分析大量的施工經驗可知。壓路機若在平整度較高的路面上行駛，則其對施工區域各地的壓實功能相同，施工區域各地受力均勻。壓實作業完成后，各地壓實度數據較為詳盡，數據離散度較小。而當壓路機在平整度較低的路基上工作時，壓路機對路基土質產生由上向下的壓力，因為力的分布存在差距，壓實作業完成后，各地的壓實度并不相同，容易出現某一區域的壓實度上不足以達到要求。因此，施工人員應提高檢測頻率，對不合要求的區域進行二次碾壓。

1.3.3 壓實方式及巖石層厚度控制。路基施工過程中，施工企業并不重視填土的松鋪厚度，導致過厚碾壓這一現象的出現。由于填土厚度超過標準，使得路基填土上層雖然與標準相符，然而當施工人員開挖后會發現路基依舊松散，路基的穩定性依舊無法得到保障，在此之上建立的鐵路安全系數較低。通常情況下，施工人員在使用18～25t光輪及22～25t振動壓路機實施壓實作業時，應對壓實厚度實施控制，要求厚度應低于20cm，松鋪厚度應小于30cm，以便提高施工人員的工作效率，使得填土的壓實質量能夠得到保證。施工人員在實施壓實作業中，壓路機的行駛速度也會影響壓實效果，若施工方案對土層壓實度要求較高且土層較厚時，壓路機速度不宜過快，當土層漸漸密實時，壓路機駕駛員可適當提升速度。不僅如此，施工人員在施工初始階段應控制碾壓強度，盡量輕壓，當土層漸漸密實，方可加重碾壓強度。

2 壓實質量現場檢測分析

壓實質量現場檢測具體有三種方法：環刀法、核子密度儀測定法及灌砂法。然而在實際檢測工程中，大部分施工企業檢測壓實度時更偏向于采用灌砂法。相比環刀法和核子密度儀測定法，灌砂法所得到的數據更為準確，同時還具有較高的可控性、結果也更為具有代表性，因此灌砂法成為現今鐵路施工企業使用的主要檢測方法。但是灌砂法也具有部分缺點，如其操作過程較為復雜，施工人員需頻繁測定標準砂的密度及錐體重量。企業在使用灌砂法時應注意以下問題：

2.1 灌砂筒的選取及室內標定

施工人員在選擇灌砂筒時應以集料的最大粒徑為標準。現今灌砂筒基本有三種規格：100mm、150mm、200mm，其分別對應不同試坑直徑及集料最大粒徑。以規格為150mm的灌砂筒為例，其所對應的測試深度為150mm，然而實際工程當中，壓實層厚度常常在200mm上下浮動。通常情況下，壓實表層的壓實度數值比較高，但壓實表層下方的壓實度便難以得到保障。故而，鐵路施工企業在山區當中，且施工區域的集料中含有較多碎石時，應選用規格為200mm的灌砂筒作為檢測工具。

2.2 量砂、灌砂筒中沙面高度與砂體重量對量砂密度的影響

灌砂法的檢測原理是通過均勻沙礫以測定試洞的容積，從而推測壓實度。灌砂法所用沙礫的粒徑應控制在0.36～0.60mm或0.25～0.50mm，且保持所用沙礫的潔凈。施工人員所用量砂應與規范要求相符，且量砂不得出現存在雜物或受潮的現象。施工人員在替換量砂之后必須測量松方密度，錐體當中量砂的數量值也應重新測量、記錄。施工人員可通過砂面高度對裝砂質量進行控制，一般情況下，砂面與筒頂相距15cm。因為砂面高度存在差異便會導致其自重出現不同，下落速度也存在差異，因此施工人員在灌入砂時還需注意砂的密實程度，這便對量砂的密度產生一定的影響。故而施工人員應對砂面高度進行把關，檢測過程中，應保持灌砂筒內砂面的高度與重量同室內標定相同。

2.3 含水量測定

含水量測定是施工人員在現場檢測時必須進行的步驟之一。通常情況下，路基施工都選在夏天實施。夏天天氣干燥炎熱，容易令新修建的路基含水量下降。施工人員在取樣過程中，應將取出的樣本及時封入塑料袋中。對含水量進行取樣過程中，施工人員應把試坑內所取出的試樣快速攪拌，并使其更為均勻，之后再獲取含水量信息。施工人員檢測含水量通常使用烘干法及酒精法，所得結果如在允許范圍內，則證明此時的含水量合格，鐵路路基可正常使用。施工人員在檢測過程中需要注意，利用酒精法檢查含水量時，酒精純度不得低于95%，若施工人員使用純度不高的酒精，不僅不能夠使酒精充分燃燒，酒精反而會成為水分融入土壤，從而對檢測結果形成干擾。

2.4 標準密度對壓實度檢測的影響

施工人員若要保證壓實度準確，必須先確認土壤的標準密度。而要做到填土密度準確，需從兩方面入手：一方面保證實驗用土質量合格；另一方面保證沖擊試驗合理。施工人員在選用樣圖之前，必須對目標土樣進行顆粒分析、天然含水量測驗、天然密度測試等試驗，通過得出的數據判別土樣的種類，排除不合格土質，并以此決定該料場是否滿足工程需求及決定土壤的挖掘深度。施工人員在取樣過程中應注重土樣的廣泛性及代表性，按照施工方案規定的頻率選取土樣，以保證實際施工過程中所用填料與實驗室所用土樣相同。除此以外，施工人員應明確，工程實際壓實條件、影響因素與實驗室存在一定的差別。例如施工人員在施工過程中往往使用碾壓器械，而在實驗過程中則使用自由落錘，兩種方法有著明顯的差異。施工人員使用碾壓器械，土壤承受的是碾壓力，而實驗過程中，土壤受到的是沖擊力。施工人員在實驗時，針對含超粒徑的土樣應先校對土樣的最大干密度及最大含水量，同時保證悶料時間及控制擊實筒內土樣的高度。

3 結語

施工企業應幫助施工人員樹立責任感，令施工人員對待工作的態度更為積極認真，對施工質量嚴格控制，以保證工程項目能夠順利實施。同時施工人員在檢測過程中也應認真負責，嚴格按照檢測步驟實行，避免出現失誤與漏洞，使土方路基壓實度存在問題，從而為之后鐵路的使用埋下隱患。

參考文獻

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作者簡介：王劍波（1988-），男，中鐵二十五局集團第三工程有限公司助理工程師，研究方向：路基填料壓實質量。

（責任編輯：秦遜玉）