摘要:当前,我国交通运输线路越来越完善,其中公路工程是其中很重要的构成部分。因此必须加强对公路的质量管理,注重各种施工技术、检测方法合理运用,才能更好地提高公路整体质量。
关键词:公路路基;检测方法;试验
引言
随着我国国民经济的不断增长和工程技术的日益娴熟,公路的建设和运营得到了飞速发展,而在发展过程中,既有公路路基病害问题也逐渐显现出来,影响着公路施工和日后投入使用的质量,为了保证公路相应施工的质量,对于路基病害的检测和相关预防治理是必不可少的,而公路路基的病害大多是因为环境等多种元素造成的不同类型不同程度的病害,因此想要对路基质量进行有效的改善,就要针对不同的病害进行专门检测技术的研究。目前来说,国内外对于这项技术的研究尚不成熟,对于公路路基检测的相关技术仍处在较为落后的状态,我国有关部门曾先后引进美国、日本等相关公路路基检测方法,并且结合我国实际的公路工程进展研究了新的检测规定和技术,但是目前普遍存在的问题仍是许多检测方法和评价指标有局限性,因此,对于既有公路路基状况的检测以及相关的评价技术,仍需要进一步发展。
1工程概况
本文依托某公路路基施工建设项目,总长度为23km,地势较为平坦,地面高程处于2800~3400m范围,呈北高南低。路线内不良地质不发育,无特殊岩土,按照浅部地质情况划分,①层粉土:厚度为0.20~0.50m。②层中密卵石土:厚度为0.20~0.40m。③层密卵石土:厚度为0.5~0.7m。④层很密卵石土:厚度为0.6~1.00m。其中存有一段农田路段,上有硬塑状砂质粉土覆盖,厚度为1~2m,施工前,必须对路基承载力、变形模量等参数进行详细确定。作为浅层土基原位检测的主要方式,平板载荷试验可准确检测土层性质,且能够保证数据真实、可靠。
2浅层平板载荷试验分析
该公路工程路基检测选用平板载荷试验,主要利用载荷平台的反力系统将竖向压力施加于承压板,从而达到测定地基承载力与变形沉降的目的。液压油泵、千斤顶等都是构成载荷平台的主要成分,荷载需一级一级地施加,在试验时,荷载大小可通过液压油泵显示,根据工程实际情况,试验设备可选用半自动稳压载荷试压设备。该设备具体装置如表1所示。
表1 试验装置系统表
在确保试验场地表面平整的情况下,即可安装承压板,如不平整,则需进行平整处理。通常可将一层1~2cm厚中砂垫层铺设到路基表面,随后通过水平尺找平即可。安装加荷设备过程中,应保证千斤顶与载荷台架中间部位对准,而在安装沉降观测设备时,则需固定到不受变形影响处,且需对称分布设置。
3试验检测
1)试坑准备。平板载荷试验中,试坑尺寸可根据承压板面积确定,通常在承压板宽度3倍以上控制试坑宽度。同时,保证路基土层结构形式、湿度等条件在载荷试验中处于原有天然状态。
2)逐级加载。通过逐级加载法进行平板载荷试验,一般在8级内控制总级数,在设计要求2倍内控制加载最大量。通常可按照下述两种加载方式进行试验,即单循环慢速维持荷载加载法、荷载逐级递增加载法。利用逐级施加荷载的方法满足设计要求。在具体操作过程中,根据工程实际情况,本工程以慢速维持荷载法进行现场试验,按照设计要求,地基土承载力必须控制在180kPa以上,为此,本工程选用0.64m2方承压板,以360kPa为此次试验加载最大值,分8级加载、4级卸载,45kPa为各级加载量,按照此数值卸载量为90kPa,为其2倍。
3)沉降量观测。每施加一级荷载,在第1h内根据相应的时间间隔观测地基沉降情况,该时段前30min时间间隔分别为10min,后30min时间间隔分别为15min。在第2h内,时间间隔可适当延长,为30min。根据相关施工技术规范规定,地基沉降稳定标准“当天2h观测时间内,沉降量控制在0.1mm/h即可认为地基已趋于稳定”,随后可施加下一荷载。
4)判定终止加荷条件。完成上述施工作业后,当出现表2任意一种情况,便可终止加荷。
5)确定承载力特征值。完成加载试验后,需及时开始卸载回弹试验。相比加载级差,卸载级差为其2倍左右。待结束平板载荷试验后,可依据试验结果,进行荷载-沉降曲线图的绘制,并通过分析曲线图对承载力特征值进行准确确定。
6)计算变形模量。按照试验测量获取的相关信息、数据,通过公式计算,获取地基变形模量。
表2 终止加荷情况
4结论分析
通过现场检测,试验均可加载到360kPa,满足设计要求,且沉降趋于稳定。在3个试验点内,无显著拐点,且陡降段不明显,伴随荷载增加,整个变形过程中中土体将逐步产生压缩变形现象,通过分析可见,其承载力在180kPa设计要求地基承载力特征值以上,与设计要求相符。通过实地勘查可知,1号试验点为圆砾土层,且伴有少量卵石,岩性稳定。通过分析1号试验点曲线图可见,加载小的情况下,载荷试验具有较快沉降速率,但在不断增加加载量的时候,沉降量速度也逐步减慢,最终逐步趋于稳定。由此说明,在1号试验点范围内,场地上部土层具有较小密实度,但下部土层密实度正好相反,土层稳定。
5其他检测试验方法
5.1无损检测方法
无损检测方法最大的好处就是不影响路基的使用,对于行车没有影响,对于公路路基不需要格外的开采工程,目前常用的无损检测方法有波速法、瞬态瑞利波法、贝克曼梁式弯沉仪法、自动弯沉仪及落锤式弯沉仪法。瞬态瑞利波法通过检测瑞利波速来评价既有公路路基质量及工作状态,这种方法的仪器在近些年已经得到了更精密的研制,是一种便于携带、操作简单、检测速度快、分辨率高,并且不影响行车的检验技术。而弯沉仪主要用于对公路路面弯沉的检测和承载能力的评定,同时还能进行路面强度的评定,弯沉仪经过几代的发展,已经到了新的动力模量快速无损检测设备阶段,在公路实施阶段,得到了更多的应用。
5.2 EVD法
EVD法也是一种对于公路压实度的检验方法,它的工作原理是建立动态变形模量(EVD)与压实度(K)之间的关系,从而快速、高效的得到路基的压实度,检验仪器多为便携式动态变形模量测试仪。比起传统的路基压实度检验方法,这种方法操作简便、准确性好,干扰较小且易排除,自动化程度高,是信息时代下的检测仪器,能够节省人力物力,因此是国内近几年大力推崇的一种路基检验方法。
5.3贝克曼梁法
贝克曼梁法是一种较为常见的检测方法,适用于对路面或者路基的回弹弯沉检测,因此在国内比较盛行。它的检测仪器有测试车、路面弯沉仪和接触式路面温度计。该方法可以评定路基的整体承载力,由此可以对结构设计提供理论基础,并且在工程验收时,贝克曼梁法可以直接作为测定依据,也有助于后期整体养护。
结语
在公路的施工过程中,路基处理的好坏直接影响工程的质量,因此路基检测特别是软基的检测要格外重视,我们应当注重检测方法的正确运用,并对试验数据进行科学处理,认真做好施工过程中的每一道环节,保障公路路基的稳定性。
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论文作者:楼斌1,黄赵舟2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签:路基论文; 载荷论文; 公路论文; 荷载论文; 加载论文; 承载力论文; 土层论文; 《基层建设》2019年第13期论文;