淺論公路工程檢測中壓實度超密問題
2015-07-23
引言
實際中合格的壓實度應該不比規(guī)范壓實度低。另外,含水量要求高于或不低于最佳含水量的1%左右?，F(xiàn)場對壓實層的濕密度進行檢測,然后把實際干密度計算出來,并把最大干密度與實際干密度的比值作為實際的壓實度。壓實度在實際的施工檢測中經(jīng)常會出現(xiàn)比100%大的情況,是不正常的現(xiàn)象，這就是所謂的超密現(xiàn)象，在檢測中超密點不算作合格點。沒有嚴格的對比界限，如果超密值過大，就被當做不合格點處理。這種情況的存在使得施工單位無法保證控制正常質(zhì)量的準確性，同時也使得驗收檢測真實性得不到保證。怎樣對實測結(jié)果超密的正確性進行判斷，壓實度大于100%時究竟是否正確？本文分析了理論推導的絕對最大干密度、實試驗求得的最大干密度及實驗室標準擊實的最大干預度,在此基礎上提出了一些方法來對超密問題進行解決。
根據(jù)標準擊實的最大干密度和現(xiàn)場實測干密度來確定壓實度,計算公式是:K =ρd/ρdmax ,在公式中，K表示壓實度，ρd 表示實測干密度，ρdmax表示試驗室標準擊實的最大干密度。由此可以看出, 標準擊實取得的最大干密度值偏小,現(xiàn)場檢測確定的干密度較實際值偏大,都會導致超密現(xiàn)象出現(xiàn)。在參加2003年的改造呼包高速公路輔道技術(shù)的施工監(jiān)理中,出現(xiàn)過各種類型的超密現(xiàn)象。對其原因進行,大概有以下幾種情況。
1. 測量干密度實值的偏差問題
對干密度確定，用體積置換法（也稱灌砂法）對試樣的質(zhì)量和體積進行測定。因操作不當造成在實踐工作中, 實測的干密度偏大，測量的試坑體積偏小。歸納起來大致有下面一些原因?qū)е铝诉@種系統(tǒng)誤差的出現(xiàn): 第一，把基板找平面的方法用在對壓實度進行實測的過程中,事實上往往只可以做到目測的平整。在基板控制中由于平整度的原因,導致坑口范圍不平整,有較少質(zhì)量的標準砂存在于產(chǎn)生的麻面中, 一般不計算這部分砂的重量,這是導致左右壓實度超密的原因之一。第二，由于錐體砂質(zhì)量受標準砂密度變化的影響產(chǎn)生了變化,導致在標定灌砂筒錐體時, 試坑體積在測量時的準確無法得到保障。實踐可以表明,多次標定錐體體積能夠?qū)υ嚳拥捏w積較進行準確地測量。第三，標準砂雖經(jīng)現(xiàn)場過篩但因長期使用,仍含有部分的細粒土。往往在施工過程中只對其標定一次,這樣做的結(jié)果就是常用標準砂的密度變小, 但仍用標定過的較大的密度值來計算體積。所以, 使得試坑體積在置換測量后偏小,導致干密度偏大。
2.材料的含石量比例問題
試樣的干密度值會直接受到含石量的比例影響，含石量就是指粒徑大于5mm的石質(zhì)材料。在對第三合同段路面基層進行施工的過程中,設計采用綜合穩(wěn)定天然砂礫、石灰和水泥，厚度為20cm, 將97%作為壓實度的標準。經(jīng)駐地辦檢查,在施工過程中的施工工藝控制較好、砂礫材料級配合格。抽樣檢查時發(fā)現(xiàn)，因為標準擊實干密度固定不變,導致了超密點的出現(xiàn)。隨著粒料的含石量比例增加，實測干密度也隨之增大，在抽檢壓實度時曾發(fā)現(xiàn)有超密點出現(xiàn)。對于這些情況, 在施工中可以對含石量與擊實干密度比例的對應關系以及無機結(jié)合料的標準進行確定。為了科學合理地對試樣的壓實度進行測定,消除超密現(xiàn)象。在檢測時, 要確定含石量比例，對試樣進行篩分試驗,利用找到的對應關系對相應的標準擊實干密度進行確定, 然后把實測壓實度計算出來。
3. ρdmax 值（最大干密度）偏大的問題
駐地辦在對第二合同段的路基壓實度進行抽檢的過程中,得到一組數(shù)據(jù),見表1。用天然級配砂礫作為路基填料，施工層位為95區(qū)。有兩組壓實度值很高，試樣2、4出現(xiàn)超密。排除其他因素,經(jīng)過分析認為問題存在于路基填料的最大干密度。正開挖的斷面中經(jīng)實際到取料場查看后發(fā)現(xiàn),粗集料明顯增加。對其取樣篩分, 標準擊實的料樣比方孔篩9.5 mm以下的粒徑累計篩余多出10.6%, 這就表明用于目前施工的天然砂礫料偏粗。然后再重新取樣,對三組標準擊實進行試驗,得到的數(shù)據(jù)見表2 。
由此可以看出,在先期的標準擊實試驗中對干密度進行確定的值比較片面,存在不確定性。采用w=7.30%，ρdmax = 2.21g/cm這種擊實標準,可以很好的對當前路基施工中壓實度的超密問題進行解決。在施工過程中及時進行液、塑性聯(lián)合測定和篩分試驗,結(jié)合料源變化,填料的性質(zhì)變化粒徑和其組成進行正確判定, 對擊實重新進行試驗,及時的找到有代表性的、科學的最大干密度值，以此對檢測進行指導。這是目前解決最大干密度偏大問題的方法。
4. 在解決實際超密問題時要運用兩種最大干密度
以G111線扎蘭屯-新林北段路基的施工為例說明, 在上路床第六層的施工中, 使用碎(礫)石土作為填土材料的,通過擊實試驗得到，土顆粒比Gs= 2.46g/cm3，最佳含水量 ω0= 4. 6%,最大干密度ρdmax= 2.18g/ cm3。抽查8組數(shù)據(jù)對200m長路段( k1518+ 500~ k1518+ 700)調(diào)查發(fā)現(xiàn),其中壓實度大于100% (即超密)的有三組數(shù)據(jù)，對其正確性用理論絕對最大干密度進行檢驗。壓實度值為合格點，理論絕對最大干密度大于實測干密度,雖然實測壓實度有一點超密。當檢測含水量正確時, 最大干密度小于檢測的干密度, 其值一定是錯誤的,對象的壓實度為不合理點。絕對最大干密度大于檢測的干密度時, 其值及對應的壓實度為正常值。
5.結(jié)語
1) 應采用與所用壓實設備擊實功能相同的室內(nèi)擊實試驗來對控制工程施工壓實填料的標準進行確定。這樣可以更準確地對控制施工質(zhì)量和施工進行指導，求出的最佳含水量和最大干密度更符合施工需要。
2) 可以根據(jù)理論公式來求得絕對最大干密度，對某一含水量的填筑材料出現(xiàn)超密的情況進行數(shù)據(jù)正確性的檢測。
3) 在不同巖層面施工料場的粒徑和粒石含量各有不同，所用土料變化復雜。所以, 應根據(jù)料質(zhì)不同對同一料場求得相應的最大干密度值，而擊實試驗中取得的最大干密度只是一個相對值。
總而言之，因是在室內(nèi)按施工規(guī)范的要求和土工試驗規(guī)程進行擊實試驗的, 有一定的出入存在于從材料到測量工具的現(xiàn)場抽檢中。所以，會有超密情況發(fā)生在道路施工中檢測路面基層的壓實度、路面底基層、路基的過程中。因此, 實值和檢測結(jié)果有一定的客觀偏差。為了在實際中杜絕超密點的出現(xiàn)，需采取科學的手段正確的分析具體情況。
