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灌砂法检测路基压实度及其影响因素

时间:2017-01-09 访问人数:

 

路基工程压实度(密度) 的检测方法有环刀法、电动取土器法、蜡封法、灌水法、灌砂法及核子密度仪测定法。在公路工程实际施工中常用的有灌砂法及核子密度仪测定法和环刀法。而核子密度仪检测方法的应用具有相当的局限性,同时核子密度仪可能对人体造成的辐射伤害更加剧了这种局限性。灌砂法则因其数值的准确性、操作过程的可控性和结果的可代表性而得到建设各方面的广泛认可,成为目前公路建设中应用最广泛的压实度检测方法。

灌砂法基本原理是用粒径0.3~0.6mm 0.25~0.5mm 清洁干燥干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积,并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。灌砂法因人的检测技术、试验技能而不同,存在诸多影响检测结果的因素,根据经验,对影响灌砂法检测压实度的因素进行分析,以便在今后公路路基压实度检测中尽量避免。

1 室内量砂标定对灌砂法的影响

1.1 标定罐深度对量砂密度的影响

通过现场试验结果发现,标定罐深度每减2cm 砂密度大约降低1%,与《公路土工试验规程》(JTGE40- 2007) 中标定罐每减2.5cm 砂的密度约降低1%基本相符。可见标定罐深度不同对砂密度影响较大。因此,现场试洞深度应尽量与室内标定罐深度一致。

1.2 贮砂筒中砂面高度及砂的总重对量砂密度的影响

《公路土工试验规程》对贮砂筒内砂的高度和质量做了明确规定。筒内砂的高度与筒顶距离不超过15mm,原因是不同砂面高度的砂,其下落速度不同,因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同,这就直接影响了量砂的密度。因为标定时,只要砂总重相同,即砂的自重一样,则其下落速度也能保持一致,从而提高量砂使用的准确性。实践证明,现场测量时,贮砂筒中砂面高度保持一致(自然重量也将一致),则大大提高检测数据的准确性。

1.3 砂的颗粒级配组成对量砂密度的影响

《公路土工试验规程》对砂的颗粒组成对试验的重现性有影响进行了说明,不同颗粒粒径组成的砂,其级配不同,密度也明显不同,根据不同粒径的砂标定漏斗的体积和砂的密度时的重现性表可知,使用粒径0.3~0.6mm 砂的重现性最好,则每次检测使用时量砂必需采用标准砂0.3~0.6mm),且要保持砂的清洁及干燥。

1.4 砂密度大小对试验结果影响

灌砂法基本原理是用标准砂来置换试洞中的集料,利用试洞中的砂质量换算试洞体积。砂密度偏大会造成试洞换算体积偏小,压实度偏大;砂密度偏小会造成试洞换算体积偏大,压实度偏小。1.5 锥砂质量大小对试验结果的影响锥砂质量大小对现场试验精度有直接影响。锥砂质量偏大,造成试洞中砂质量偏小,试洞换算体积相应偏小,压实度值偏大。锥砂质量偏小,造成试洞中砂质量偏大,试洞换算体积相应偏大,压实度相应偏小。故标定锥砂重必须在现场多次重复标定,取平均值,确保试验准确性。

2 现场作业对灌砂法检测的影响

2.1 选点及检测频率

路基压实质量是否满足要求与单个测点压实度及整个路段总体压实度评定结果有关。因此压实度检测选点是否得当,直接影响到压实度的检测结果。进行压实度检测时,选点应得当,随机取点,检测频率要满足规范要求。这样,检测结果才能较客观地反映工程质量的实际情况。

2.2 测点位置的选择

检测点的位置很重要。由于工程结构的特殊性,一般而言,由于设备行车轨迹及机手边缘情结,路基中间部位压实度相对较高,而两侧接近路缘处往往压实度不够,而压实度则普遍较低。千里之堤溃于蚁穴,任何一个薄弱点都可能造成整个工程质量隐患,而压实度检测也应全面检测,对检测出的薄弱点应及时报告现场施工人员,采取补救措施。

2.3 试洞深度对检测结果的影响

按照《公路路基路面现场测试规程》要求,试洞的深度应该等于测定层的厚度,但不得有下层材料混入。由于现场操作时,挖洞这项工作往往由民工完成,其挖洞深度经常达不到要求。压路机在碾压过程中其应力分布呈倒三角形,所以就每压实层而言,越向下的部位其压实度越小。因而,洞的深度不够,将导致测得的压实度值偏大。不过,公路施工均采用透层检测,也即全面消除倒三角形的影响。

2.4 试洞形状对检测结果的影响

试洞深度应尽量等于标定时深度,试洞的形状应该是空的圆柱体,坑壁笔直,上下口直径相等。但实际掘坑时由于检测人员责任心不强,往往会将坑成上大下小的锅底状或上小下大的形状,尤其是在接近试洞坑底将导致较松散部位的土取出得相对较少,导致测得的压实度偏大,反之上小下大的形状将导致压实度偏小。

2.5 灌砂时间对检测结果的影响

因为砂子的流动是从中心开始而后才向边缘扩展的,而我们又无法直接观察到中心部位砂子的流动情况。正确的做法是边缘处标准砂不再流动后还需要等十几秒钟再停止灌砂。如果提前结束灌砂,势必导致灌入的标准砂质量偏少,从而导致测得的压实度值偏大。

2.6 现场含水量对检测结果的影响

现场含水量检测常用酒精法,但要注意酒精是否淹没集料出现自由液面、燃烧次数、所用酒精纯度。在取料做含水量时,应取试洞内有代表性的土样及时检测含水量,若选取了较干燥或较湿的部分或拖延了时间选取势必导致含水量偏差,从而影响压实度值。

2.7 要尽量使检测表面光滑平整

现场测试完后,要检查灌砂筒底板、基板与地面之间是否有砂子漏出,如果有要将其单独清出,称其质量,计算时应扣除这部分质量。若忽略则会影响压实度的真实性。

2.8 现场施工干扰对检测结果的影响

灌砂法检测现场任何产生振动的干扰均会增加试洞内灌砂质量,造成换算试洞体积增大,压实度值偏小。因此,检测现场应严防施工干扰,确保检测结果的准确性。

2.9 现场检测后回收标准砂注意事项

灌砂完毕后,回收试洞中量砂应过重新过筛,除掉杂质及泥粉后,重新标定标准砂的密度。