王衍旭(中鐵二十三局集團第一工程有限公司測試中心,山東 日照 276826)
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探析高速公路試驗檢測中需要注意的一些問題
王衍旭
(中鐵二十三局集團第一工程有限公司測試中心,山東 日照 276826)
摘 要:對高速公路試驗檢測工作中存在的問題進行分析并探究解決對策,有助于全面提升試驗檢測工作水平與數據可信度,有助于工程的順利進行。本文從鋼筋試驗、混凝土強度實驗、路基壓實度試驗、擊實試驗和CBR試驗四個方面探討了試驗工作中存在的問題與解決對策,希望能為高速公路施工服務。
關鍵詞:高速公路;試驗檢測;壓實度;擊實試驗;問題
高速公路作為我國重要基建項目,建設中試驗檢測工作結果與質量直接影響工程施工進度、質量、效率與成本等諸多指標,雖然近年來我國高速公路試驗檢測技術與理念有所進步,但是在實際工程建設中仍然存在不少問題,這對于工程建設產生了一定影響,因此做好高速公路試驗檢測中問題的解決具有重要意義。
高速公路鋼筋最容易出現鋼筋質量問題:
(1)瘦身鋼筋:小型鋼筋加工企業購買國標產品經過熱處理后進行拉伸減小工程直徑以追求經濟效益一種非標鋼筋。主要表現形式鋼筋外觀尺寸、延米重量均小于國家規定下限值,這種加工方式不僅使得鋼筋混凝土的握裹力嚴重降低、降低了鋼筋在混凝土的韌性作用直接影響到實體結構設計的穩定性。同時鋼筋經適當冷拉后屈服強度明顯提高、極限強度也有所增加,屈服強度的增加也降低了鋼筋混凝土的安全系數,降低混凝土抵抗外力的彈性空間。(2)非標鋼筋或小廠鋼筋:生產企業技術水平、生產水平及控制能力均達不到國家要求生產的品質較差鋼筋。這種鋼筋不合格表現形式較多外觀質量、延米重量、力學指標、化學指標等。而且在質量的穩定性上更差,爐號不同質量偏差很大,有的可能超過國家標準,有的則嚴重不合格。(3)國標大型企業生產的鋼筋在普遍瘦身的形式下,基本上為GB1499規定尺寸和延米重量的負偏差,生產控制中也會出現各項指標臨近或不達標現象。這些不合格源頭就要求試驗檢測在技術上更加標準和精細。
目前鋼筋的主要檢測項目:外觀尺寸、延米重量偏差、拉伸、彎曲、伸長率、強屈比等。鋼筋進場后要嚴格對應出場材質單與線材實物鐵牌進行對應,避免非標產品冒用國標牌號及材質單,按標準取代表性試樣對鋼筋外觀尺寸、延米重量偏差、力學性能進行檢測,需要注意的是彎曲試驗經沖頭冷彎后,并不能達到規范要求90度,需要進行平行壓板再次冷彎,只有標準嚴格的試驗才能為施工鋼筋材料的應用提供指導。
試驗中認識不到位、操作不準備、設備未提前檢查或數值未矯正、冷彎試驗壓頭選擇不當等因素的存在會影響檢測結果,具體試驗過程中必須做好試驗準備,對材料、儀器設備等進行校正,對試驗報告進行校核,對于出現誤差情況要及時進行分析,誤差較大者要追根溯源并進行重新試驗,確保最終結果的準確性與可靠性。
目前混凝土強度的評定方法主要以立方體28天標準養護試件的抗壓強度為基本方法,雖然試驗很簡單,但出現問題往往會引發比較大的糾紛、經濟損失,嚴重影響到施工進度、企業形象、工程造價等問題,往往問題的關鍵都出在混凝土試件的制作、養護、試驗等基礎環節。
這就要求制取的相對于體積很小的試件如何在標準養護后能具有代表性,反應實體的真實強度。凝土強度試件的制作,要根據集料最大粒徑選擇規定尺寸試模,對相鄰面夾角、邊長尺寸、內部允許偏差等進行嚴格控制,結合混凝土塌落度采用適當成型方式進行試件制作,確保試件質量。要嚴格注意塑料試模帶來的不均勻變形問題與誤差,注意二次收漿確保平整性等確保試件制作的標準。試件修整時,將養護到指定齡期的混凝土試件取出,擦除表面水分,檢查測量試件外觀尺寸,看是否有幾何形狀變形,如果出現蜂窩缺陷,可在試驗前二天用水泥漿填補修整,但需在報告中加以說明。
進行壓力實驗時,嚴格按照GB/T 50081標準進行試驗,注意要試件取出后要立即進行試驗,以成型時的側面作為受壓面,將混凝土置于壓力機中心并使位置對中,按標準規定施加荷載,當試件接近破壞而開始迅速變形時,應停止調整試驗機的油門,直到試件破壞,記錄破壞時的極限荷載,對試驗數據進行整理并出具試驗報告,混凝土強度檢測時要注意嚴格控制施加荷載的速度以免數據誤差過大,對混凝土強度的影響。
路基壓實度作為高速公路試驗檢測的關鍵指標之一,主要是對現場壓實后密實情況進行檢測,公路路基土最大干密度的測定結果決定于本身的基土類型與性質。路基壓實度實際檢測中經常出現壓實度達不到要求和超密現象。除了實體填筑壓實質量、壓實工藝出現問題,現場檢測的不標準,土的擊實試驗不具有代表性等試驗檢測檢測的不標準操作造成。
以較多應用的灌砂法為例,灌沙法適用于細粒土、砂類土和礫類土的密度,是高速公路路基檢測比較常用的一種檢測方法。JTGE60-2008做出了明確的試驗方法,應當注意的是量砂的粒徑要求、洗凈烘干且與施工現場濕度達到平衡;用標定好的砂再標定圓錐體;圓錐體標定及現場壓實度檢測是灌砂筒內砂的初始質量應保持一致,灌砂筒內標準砂的質量或高度會給下部圓錐體及試坑內砂密度產生影響,造成試驗偏差;試坑保證垂直度,倒錐形時由于土的支撐作用砂密度降低,使試驗結果偏大,正錐形則偏小;會影響到壓實結果,將取出土樣密封好防止水分流失并進行稱重與記錄;在試坑上進行灌砂操作期間嚴禁晃動與振動等等諸多細節因素的影響。
施工工藝不符合要求、現場試驗操作不規范、標準試驗結果誤差控制不當、實際填土與標準試驗土樣存在變化性等,這些因素都會影響最終結果。比如施工工藝符合要求,同等荷載作用下但層次填土厚度偏薄則會造成壓實度大幅度提升甚至超密,厚度偏厚則壓實度不夠,實際含水量不在最佳含水量有效范圍內都會嚴重影響到壓實效果。試驗中儀器、環境、設備、試樣等受到干擾時都會影響結果可靠性與準確性。在檢測中要合適的測定方法并規范檢測盡量減小試驗不確定度,以提升數據可靠性。確保標準擊實試驗的代表性,對結果進行控制要注意土樣本身的個性,做到同源土樣同樣的擊實標準,盡可能降低以上因素對結果的干擾以及人為因素帶來的負面影響,為試驗數據的獲取提供保障。
擊實試驗與CBR試驗是路面結構整體強度、使用壽命的關鍵,擊實試驗結果與CBR試驗的進行息息相關,擊實試驗過程中要準確求出土的最大干密度和最佳含水量為后續CBR試驗奠定良好基礎,前者試驗檢測結果一旦出現較大誤差,對于后續結果的準確性將會帶來嚴重負面影響,更甚者會導致CBR試驗無法進行,因此必須要先做好擊實試驗,削弱各類人為因素與意外因素的影響。
擊實試驗嚴格按照JTGE40試驗規程進行操作,要注意提前備料,應用風干試料按照四分法取樣,以確保有充足試驗試樣,按照相關試驗規定對試樣的粒徑進行控制,風干試料搗碎直徑則要進行控制,確保其具有試樣代表性。為確保試驗結果的可靠性與準確性,要對土粒直徑進行嚴格控制,及時剔除不合格者以削弱其對試驗結果的影響。土樣制備干土法最佳,濕土法則要先進行天然含水量的測定再進行風干、干土制備,操作工序的增加導致誤差增大,一般而言干土法最好,制備過程中要將環境溫濕度變化帶來的影響考慮在內,拌合過程中要保證同組試樣含水量在偏差允許控制范圍內,隨后應用人工或機械施加夯壓能量,使土顆粒重新排列緊密,短時間內得到新的結構強度。
根據擊實得到的最佳含水量即可進行CBR試件的制備,制備時至少要準備三個試件以滿足實驗需要,對試料按照規定層數、每層擊數擊實,求試料的最大干密度和最佳含水量。CBR試驗中要做好貫入實驗,完成單位壓力與貫入量之間間關系曲線的繪制,必要時進行原點修正,通過所得數據完成試驗結果整理,獲得材料膨脹量、干密度、吸水量等數據。試驗過程中要注意均勻灑水、充分浸潤,試驗結果可為公路路基填料質量控制提供有力支持,能夠更加準確評定出填料狀況,為公路施工中填料選用起到指導性意義。
綜上所述,高速公路試驗檢測工作的進行對于確保工程進度與質量、加強造價管控有重要意義,要從多個試驗檢測環節入手加強控制提升施工水平,確保檢測數據的準確性、可靠性,減少試驗工作中各類問題的負面影響,最大限度的服務高速公路建設。
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