探究公路工程路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方法

作者簡(jiǎn)介：王穩(wěn)強(qiáng)（1986.06.23），男，漢，籍貫：甘肅省平?jīng)鍪校究疲こ處煟饕獜氖拢汗窇?yīng)急搶險(xiǎn)工作。

摘要：公路工程作為我國(guó)交通事業(yè)必不可少的項(xiàng)目，開(kāi)展公路工程建設(shè)必須要加強(qiáng)整體質(zhì)量，確保行車(chē)穩(wěn)定性與安全性。以提高路基壓實(shí)度施工質(zhì)量為前提，討論壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)的有效方法。根據(jù)某公路工程建設(shè)概況，闡述路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)的基本要求，并且介紹灌砂法、環(huán)刀法、核子密度儀法、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法在路基壓實(shí)度檢測(cè)中的應(yīng)用，最后從精準(zhǔn)采集路基壓實(shí)度數(shù)據(jù)、加強(qiáng)路基壓實(shí)度檢測(cè)規(guī)范性、路基標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)精準(zhǔn)控制、重點(diǎn)關(guān)注試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程這四個(gè)方面提出建議。通過(guò)切實(shí)可行的試驗(yàn)檢測(cè)方法，保證路基壓實(shí)度作業(yè)效果，以期能夠推動(dòng)公路工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：公路工程;路基;壓實(shí)度;試驗(yàn)檢測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1

公路工程建設(shè)中路基是非常重要的施工環(huán)節(jié)之一，直接關(guān)系到工程后期使用質(zhì)量與行車(chē)駕駛穩(wěn)定性、安全性。那么在路基施工期間，壓實(shí)度檢測(cè)變成為十分重要的一項(xiàng)工作。可以通過(guò)路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果了解路基強(qiáng)度，從而調(diào)整路基施工方案，將公路工程使用期限延長(zhǎng)。現(xiàn)階段針對(duì)路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)的方法，無(wú)論是在選擇階段還是實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)均存在一些疑問(wèn)，要結(jié)合公路工程建設(shè)實(shí)際情況加以分析。

一、工程概況

某公路工程路基土建項(xiàng)目全長(zhǎng)為7km，合同段內(nèi)結(jié)構(gòu)物包括路基土石、橋梁、排水工程等。路基土石方的挖方是175.24萬(wàn)方，填方是135.49萬(wàn)方，等級(jí)，為雙向四車(chē)道公路，計(jì)算行車(chē)速度是80km/h，路基寬度整體式24.5m、分離式是12.30m，設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅰ級(jí)。為了保證路基施工質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)門(mén)組織了路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)。

二、公路工程路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)要求

該公路工程項(xiàng)目在路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)中，主要采用路基碾壓的方式，確保干密度達(dá)到試驗(yàn)最大值，有利于提高路基整體穩(wěn)定性、強(qiáng)度。若試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度與設(shè)計(jì)要求不符，會(huì)直接影響到后期工程質(zhì)量以及安全性。一般路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方法包括環(huán)刀法、灌砂法、核子密度以法等，施工過(guò)程中路基碾壓質(zhì)量、強(qiáng)度、穩(wěn)定性之間關(guān)聯(lián)密切，利用路基壓實(shí)度可以了解碾壓施工成效。而填挖方法、路槽底端間距也與壓實(shí)度規(guī)范性有明確的聯(lián)系^[1]。

本次公路工程采用土質(zhì)路基，并且設(shè)定重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)技術(shù)規(guī)范一級(jí)公路壓實(shí)度必須大于等于93%。組織路基施工期間主要填料選擇紅黏土，因?yàn)樵摬牧暇哂休^大的含水量，擊碎、翻曬存在一定難度，加之公路工程施工周期較長(zhǎng)，因此給成本控制帶來(lái)一定的問(wèn)題。基于此，一旦滿足最大干密度要求，路基壓實(shí)度則小于85%，當(dāng)路基吸水膨脹，那么壓實(shí)度會(huì)持續(xù)性降低，導(dǎo)致路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性受到影響。所以，濕粘土路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)需要適當(dāng)調(diào)整，控制降幅小于5%。

三、路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方法與應(yīng)用

第一，灌砂法。公路工程路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)經(jīng)常使用灌砂法，選擇粒徑范圍在0.3～0.6mm、0.25～0.5mm，保證粒徑顆粒均勻，置換試洞體積內(nèi)的梁砂，實(shí)施路基密度、壓實(shí)度精準(zhǔn)計(jì)算。在應(yīng)用灌砂法過(guò)程中，路基厚度代表碾壓層厚度，檢測(cè)人員要將整個(gè)碾壓層作為檢測(cè)的對(duì)象^[2]。在實(shí)施檢測(cè)之前，將量砂、灌砂筒及時(shí)標(biāo)定，并且在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)打洞。由此可見(jiàn)，該方法的缺點(diǎn)即勞動(dòng)強(qiáng)度增加。與此同時(shí)，灌砂法不適合在大空隙壓實(shí)層檢測(cè)中應(yīng)用，站在路基層角度，若空隙率大，建議將試洞體積置換為水代法，可以保證壓實(shí)度檢測(cè)效果。

第二，環(huán)刀法。公路工程路基壓實(shí)度檢測(cè)中，環(huán)刀法是相對(duì)傳統(tǒng)的一種檢測(cè)方法，通過(guò)路基施工現(xiàn)場(chǎng)密度測(cè)量，實(shí)施檢測(cè)的最終得出的結(jié)果無(wú)法代表碾壓層平均密度。針對(duì)土密度進(jìn)行檢測(cè)，確定測(cè)試點(diǎn)密度可以直接代表碾壓層平均密度，但檢測(cè)期間各項(xiàng)操作面臨一定困難，如果環(huán)刀取土位于碾壓從中間位置，對(duì)比灌砂法檢測(cè)結(jié)果，采用環(huán)刀法最終效果有可能會(huì)與之一致。檢測(cè)細(xì)粒土層密度建議應(yīng)用環(huán)刀法。如果路基包括粗顆粒或是松散材料，那么壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)便不適宜采用環(huán)刀法。

第三，核子密度儀法。針對(duì)公路工程路基壓實(shí)度的試驗(yàn)檢測(cè)，如果采用核子密度儀這一方法，通過(guò)放射性元素檢測(cè)土路面材料密度以及含水量，可以提升檢測(cè)效率，并且不需要大量的工作人員^[3]。但放射性元素會(huì)對(duì)人體帶來(lái)一定的危害，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)必須進(jìn)行打洞，且打洞期間很有可能會(huì)對(duì)周?chē)馏w結(jié)構(gòu)造成破壞，不僅會(huì)降低檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性，還直接增加了檢測(cè)環(huán)節(jié)的工作量，一般子密度儀法會(huì)作為現(xiàn)場(chǎng)施工控制的一種方法，對(duì)比灌砂法、環(huán)刀法，該方法的可靠性更強(qiáng)。

第四，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法。如果公路工程高填方路堤、路基的深度較大，采用常規(guī)方法無(wú)法滿足壓實(shí)度檢測(cè)要求，便可以采用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法。通過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)儀器，既能夠保證壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，又不會(huì)破壞檢測(cè)路基質(zhì)量，可以達(dá)到無(wú)損檢測(cè)效果。

四、公路工程路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)建議

（一）精準(zhǔn)采集路基壓實(shí)度數(shù)據(jù)

實(shí)施路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)，其中數(shù)據(jù)的采集分析是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，采集數(shù)據(jù)之前要按照要求填寫(xiě)表格，明確掌握路基現(xiàn)狀。通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化壓實(shí)度檢測(cè)方案，要求檢測(cè)人員積累豐富的經(jīng)驗(yàn)，例如路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集方法、信息技術(shù)與軟件操作要領(lǐng)、壓實(shí)度數(shù)據(jù)分析等的經(jīng)驗(yàn)^[4]。最后根據(jù)分析結(jié)果實(shí)施評(píng)價(jià)，了解壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)方案可行性。

（二）加強(qiáng)路基壓實(shí)度檢測(cè)規(guī)范性

公路工程路基壓實(shí)度的試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)檢測(cè)人員要求非常高，不僅要了解壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求，還要明確質(zhì)量檢測(cè)參數(shù)（如表1）。所以負(fù)責(zé)壓實(shí)度檢測(cè)的工作人員需要科學(xué)應(yīng)用檢測(cè)系統(tǒng)，由檢測(cè)人員實(shí)施跟蹤與監(jiān)督，從而加強(qiáng)壓濕度檢測(cè)的規(guī)范性。實(shí)施檢測(cè)期間，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員負(fù)責(zé)壓實(shí)度檢測(cè)全過(guò)程的監(jiān)管，尤其要重點(diǎn)防范路基壓實(shí)度影響因素。

（三）路基標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)精準(zhǔn)控制

為了優(yōu)化路基壓實(shí)度，需要做好標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)控制工作，模擬施工條件，公路工程路基土壓實(shí)最大干密度、最佳含水量，建議采取標(biāo)準(zhǔn)化擊實(shí)設(shè)備得到。若標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)存在失誤，此時(shí)最大干密度、最佳含水量也無(wú)法保證精準(zhǔn)性^[5]。開(kāi)始路基施工之前，根據(jù)公路工程相關(guān)規(guī)范，需要選取土樣組織試驗(yàn)，若在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)樣本變化變要重新取樣實(shí)施試驗(yàn)。與此同時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)就地取樣可以及時(shí)處理異常值點(diǎn)段落，保證含水量和施工碾壓條件要求，并且為標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)的展開(kāi)提供支撐。按照試驗(yàn)獲得最大干密度可以計(jì)算得出路基壓實(shí)度，并且在評(píng)價(jià)之后了解路基壓實(shí)程度，是否需要持續(xù)性?xún)?yōu)化。

路基在荷載應(yīng)力作用下，路基上方壓實(shí)度相應(yīng)提高，如果公路等級(jí)高，那么對(duì)應(yīng)的路面等級(jí)也比較高，從而提出更為嚴(yán)格的路基強(qiáng)度要求。路基壓實(shí)度按照標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)公路路基壓實(shí)路床在0-80cm范圍內(nèi)，需要大于95%，路堤處在80-150cm范圍內(nèi)需要大于93%，低于150cm則要大于90%^[6]。本次公路工程處于處在特殊干旱地區(qū)，平均年降雨量不足150mm。制定壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值可以降低3%左右。由于所處地區(qū)雨量較少，加之地下水位不高，所以天然土含水量小于最佳含水量。要想通過(guò)加水的方式達(dá)到最佳含水量，那么在壓實(shí)操作中存在一定難度。壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)減小也不會(huì)對(duì)路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性帶來(lái)明顯的影響。建議先展開(kāi)穩(wěn)定處理，隨后再進(jìn)行壓時(shí)。

（四）重點(diǎn)關(guān)注試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程

1、含水量測(cè)量

路基壓實(shí)度檢測(cè)期間，土壤含水量是最終壓實(shí)效果的直接影響因素，實(shí)施壓實(shí)作業(yè)，壓實(shí)土結(jié)構(gòu)與土顆粒之間產(chǎn)生的相互作用力關(guān)系密切，若含水量與結(jié)合水膜厚度增加，那么引力會(huì)不斷降低，且處在一致功能條件下，很有可能會(huì)出現(xiàn)土顆粒移動(dòng)、擠密現(xiàn)象，由此保證理想的壓實(shí)成效^[7]。針對(duì)路基土壤而言，并非含水量越高，路基的壓實(shí)度越好，一旦含水量達(dá)到限定值，會(huì)受土壤力結(jié)合水膜擴(kuò)大、引力減小等作用影響降低壓實(shí)度。除此之外，檢測(cè)含水率期間要想加強(qiáng)檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性，所取土樣通常會(huì)展開(kāi)兩次平行試驗(yàn)，進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果綜合分析。

2、精準(zhǔn)選點(diǎn)且控制檢測(cè)頻率

路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)最終得到的結(jié)果，會(huì)受前期選點(diǎn)影響而無(wú)法保證準(zhǔn)確性，若選點(diǎn)數(shù)量較少且所處位置不合理，會(huì)降低選點(diǎn)代表性，也無(wú)法透過(guò)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果掌握路基施工狀況;若選點(diǎn)數(shù)量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，并且降低施工效率。建議控制路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)的頻率^[8]。根據(jù)公路工程試驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)要求以及路基路面測(cè)試規(guī)定等，實(shí)施路基壓實(shí)度檢測(cè)，負(fù)責(zé)該項(xiàng)工作的檢測(cè)人員嚴(yán)格按照規(guī)章制度，保證最終檢測(cè)結(jié)果，可以真實(shí)全面的反映出路基壓實(shí)效果。

3、設(shè)備與量砂標(biāo)定處理

路基施工實(shí)施壓濕度試驗(yàn)檢測(cè)，最為常見(jiàn)的檢測(cè)方法便是灌砂法，進(jìn)行檢測(cè)期間量砂、灌砂筒一旦出現(xiàn)變化便要重新標(biāo)定，以保證壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在公路工程施工中路基壓實(shí)度需要施工人員加強(qiáng)重視，從路基壓實(shí)度施工的各個(gè)流程著手，根據(jù)壓實(shí)度規(guī)范參數(shù)以及設(shè)計(jì)要求調(diào)整試驗(yàn)檢測(cè)方案，結(jié)合公路工程實(shí)際情況選擇檢測(cè)方法，加強(qiáng)最終檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性。工作人員在獲得檢測(cè)結(jié)果之后，分析、評(píng)價(jià)了解現(xiàn)階段公路工程路基施工情況，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或者安全隱患，也可以及時(shí)解決，有利于優(yōu)化路基施工效果，從而加強(qiáng)公路工程整體質(zhì)量，保證后期公路工程投入使用的安全性。

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