路基压实度超百现象讨论

路基压实度超百现象讨论1.1 内容摘要路基是道路的主体和路面的基础。路基压实度超百现象施工过程中比较常见的现象。在公路工程路基施工中，压实度是保证路基压实度质量的关键参数， 是路基内在质量控制及质量评定的主要指标。路基的施工质量将直接影响露面工程质量以及道路的使用效能，公路路基压实度达不到要求是造成路面局部沉陷或过早破坏的主要原因之一。但由于一些原因，压实度普遍出现超百，至使人为地误判为过压而减少压实遍数， 给质量留下了隐患，为真正地反映该种填料的压实程度， 确保路基施工的内在质量，本文就路基施工过程中，压实度超百现象产生的原因，以及如何保证路基压实整体的品质进行了探讨。希望对今后的路基压实度工程起到一定的参考。关键词：压实度 超百 含水量1. 造成压实度超百的原因分析1.1 水含量对压实度的影响。采用试验路法来确定该种天然砂砾材料的最大干密度。试验路法就是通过铺筑试验路来确定某种填料与压实机械相适应的最大干密度和最佳含水量。将实际用于路基填筑材料在施工前铺筑几段不同含水量的试验路，每段一种含水量，并应可能使中间的含水量接近预估的最佳含水量。将路基填筑材料按要求的松铺厚度整平后，用工地实际拥有的压实机械进行碾压，在碾压过程中，每碾压一遍检测一次不少于六次干密度，直到干密度不再增加为止，用最后得到干密度的平均值作为相应含水量(也取平均值)下的最终干密度，利用不同含水量极其相应的最终干密度绘制含水量与干密度关系曲线，并根据曲线确定适合所用机械被压材料的最佳含水量和最大干密度。材料变化时，需要另铺试验路，重新确定其最佳含水量和最大干密度。试验路法的主要优点是：它考虑了所用全部材料的的颗粒，并且是在工地的实际条件下得到的；它的缺点是得到的标准干密度受压实机械的影响，且工作量较大。通过在该工程第一、二、三合同段现场的实际应用，用试验路法得到的最大干密度均在2.45g/cm32.61g/cm3 之间( 碾压67 遍)，用该结果进行压实度控制检测，在碾压25 遍时检测压实度均小于95%， 固体体积率均小于80%，而在碾压67遍时压实度均在95%99%，无一测点超过最大干密度的100%，用其固体体积率进行验证均大于85%。路基压实质量得到了有效的控制，完工12 年后无一处因路基不均匀固结沉陷导致路面局部沉陷开裂。1.2 采用的最大干密度不能真正代表施工路段的最大干密度压实度的大小等于检测点的干密度与最大干密度的比值乘以百分之百，而最大干密度是根据规范规定的重型击实试验来确定的，也就是说压实度是一个相对值，它相对于达到最大干密度的百分比。采用的最大干密度不能真正代表施工路段的最大干密度。例如，对一施工路段所采用的最大干密度控制值为1.83g/cm3，而由于实际施工中土质发生了变化， 实际最大干密度可达到1.93g/cm3。当这一结构要求的压实度代表值不小于95%时，按照正常的施工程序、碾压机械类型、碾压方法、碾压遍数进行碾压，检测数据95%的可能大于( 1.930.95) /1.83100%，即为100.2%。土样采集时的标准试验与现场不附，对该路段所选用土场进行实地踏勘，确认所用土样取自同一土场。要注意的是，土场过大时，表层土密度普遍比深层土密度小，只选取一个范围进行试验，会造成其他范围内压实度的不标准。这时，很有可能会出现超百现象。1.3 材料性质及击实试验方法对压实度的影响材料性质及击实试验方法的影响该线路基填筑材料均为河里的天然砂砾料、均匀性差，多属级配不良，细粒土偏少，2mm以上的颗粒(砾组)多达70%以上，2mm以下的颗粒基本为砂，无粘聚性，而0.074mm以下颗粒含量少于5%，无粘聚性、塑性指数多在2- 5之间，这种天然砂砾材料属于小于0.074mm颗粒含量小于15%的无粘性自由排水的粗粒土或巨粒土。由于受击实筒空间、击实功的限制，采用普通重型击实法：锤重：4.5kg，锤击面直径50mm，落高: 450mm，试验所得的最大干密度往往偏小，我们也采用表面拖动法和振动方法进行了最大干密度试验，试验结果也偏小，多在： 2.26 g/m32.34g/m3 之间根据所得结果的最大干密度不能对路基压实质量进行有效地控制，通常过早地出现压实度超百现象。我们采用普通重型击实方法所得的最大干密度对该线几个段落进行了压实度检测(碾压遍数6遍)，即使进行了超尺寸颗粒的修正，单点压实度也均在103%118%之间。所以，现行土工试验最大干密度确定方法不适于该种天然砂砾料。1.4 施工的不均匀性对压实度可能造成的现象按照公路工程无机结合料稳定材料试验规程的重型击实试验方法对石灰剂量为4%14%的石灰稳定粉性土进行重型击实试验，它们的最佳含水量及最大干密度如表1所示。表1 最佳含水量及最大干密度值石灰剂量(%)468101214最佳含水量(%)14.4 14.9 15.215.6 16.2 17.1最大干密度( g/cm3)1.81 1.801.791.76 1.75 1.72从表1中可以看出，随着石灰剂量的增加，最佳含水量不断增大，最大干密度则不断减少。如果石灰剂量不均匀，检查路段的压实度允许值为95%，则每一剂量达到所要求的压实度时所对应的工地干密度分别不小于1.72、1.71、1.70、1.67、1.66、1.634；如果这一段施工的石灰剂量为14%，用此值的最大干密度来进行控制检测的话，上述干密度所对应的压实度应分别大于100%、99.4%、98.8%、97.1%、96.5%、95%，这也造成了压实度超百。1.5 施工水平的不均匀性对压实度产生的影响施工水平的均匀性高低可以通过检测数据的偏差系数Cv的大小来反映。Cv越大，施工水平的均匀性越差，施工管理水平越差。反之，越好。根据统计，施工质量好的路基压实度的偏差系数Cv约为3%，一般为4%，有时甚至超过5%。另外，符合规范要求的压实度平均值K随Cv的不同而有所不同:当Cv=0.04 时，K98.2 当Cv=0.05 时，K99.1当Cv=0.06 时，K99.9 当Cv=0.07时，K100.8也就是说，施工水平的均匀性越差，施工管理水平越差，要想满足规范的压实度，单个点的检测值越大，超过100%的几率也就越多。1.6 施工机械的影响由于现代施工机械的发展，大功率施工机械用在公路施工中较普遍，压实机械均在18t32t，甚至个别振动达到了40t。有的轮胎压实机重达30t以上，加之现有的土工试验方法对该种天然砂砾材料的室内击实结果往往偏小，采用所得结果来进行路基压实度的控制，使路基填筑在碾压23遍后(有的甚至只碾压1遍) 就达到了规定的压实度。而我们在用固体体积方法进行检验时，固体体积率均低于80%，空隙率达20%以上，而根据相关资料表明，固体体积率在80%以下， 其压实度小于95%。1.7 检测设备及方法的影响以前，我们普遍采用150mm的灌砂筒，而相应标定量砂的标定灌深度、直径均为150mm，而规范规定现场的试洞深度应与标定缺的深度成1：1的比例关系，这主要是为了在试验过程中量砂的密度保持不变，但采用150mm灌砂筒检测单层压实200mm厚度的压实度就只能检测到整个碾压层中上层的压实度。但根据实际试验表明，压实度在压实层厚上部5cm最高，当随着压实深度的增加压实功能逐渐减小，压实度也随之下降，而规范规定了压实度应该是整个碾压层的平均密实程度，试洞的深度应等于碾压层厚度。所以当碾压层厚200mm时就应采用200mm灌砂筒来检测压实度。中心试验室对改建工程第一、三合同段的路基施工路段：K2+000K2+500、K14+000K14+500、K16+500K17+000。检测了32个点进行对比试验，结果表明，采用200mm灌砂筒普遍比采用150mm灌砂筒检测的压实度低0.5-2个百分点，但压实度普遍超百现象依然存在。1.8 试验人员操作精度的影响通过对试验人员现场测试的了解，发现专业水平有限，特别是压实度检测， 都认为很简单，不遵守试验规程，随意挖个洞、灌点砂、称一下就行了，所以在试验操作过程中就出现了不规范的操作现象，这是影响压实度检测结果真实性、准确性的主要因素，其表现在：不按规范要求在测定前先测定一次粗糙表面消耗的砂(只有在表面非常光滑的情况下方可省去此操作步骤)，否则，这样所测的压实度就不准确。在挖洞时，试坑洞洞壁不垂直，不是上大下小就是上小下大，多数情况是上大下小，甚至上下小，中间部分大，这样压实度检测结果多数会偏大。检测的压实度应是整个碾压层的平均压实度，但一般情况下，试洞只打了上半部，没有使试洞等于整个碾压层的厚度(采用小的灌砂筒) 。在凿洞过程中不仔细，不能保持填料的原状，将大砾石或凸出一半的石块人为地打碎，使碎石块误判为小于38mm颗粒计算到湿土样中，又未能将该部分超百尺寸颗粒纳入超尺寸颗粒进行干密度校正，造成湿密度偏大。量砂重复使用后未及时进行处理，或处理不彻底，致使量砂的密度发生变化， 影响试验结果。2.避免路基压实度超百现象的措施2.1 采用能代表检测路段的最大干密度来作为压实度控制标准采用能代表检测路段的最大干密度来作为压实度控制标准，施工中严格执行施工程序， 观察有关土质变化情况，一旦发现土质变化较大，就要重新对该路段的土质进行重型击实试验， 以取得真实的最大干密度来控制压实度指标， 保证工程质量。当检测的压实度超过100%的数据较多时，应对所检测路段的土质或混合料重新进行重型击实试验，以便使检测的压实度真实地反映工程实际。2.2 采用试验路法来确定该种天然砂砾材料的最大干密度通过铺筑试验路来确定某种填料与压实机械相适应的最大干密度和最佳含水量。将实际用于路基填筑材料在施工前铺筑几段不同含水量的试验路，每段一种含水量，并应可能使中间的含水量接近预估的最佳含水量。将路基填筑材料按要求的松铺厚度整平后，用工地实际拥有的压实机械进行碾压，在碾压过程中，每碾压一遍检测一次不少于六次干密度，直到干密度不再增加为止，用最后得到干密度的平均值作为相应含水量(也取平均值)下的最终干密度，利用不同含水量极其相应的最终干密度绘制含水量与干密度关系曲线， 并根据曲线确定适合所用机械被压材料的最佳含水量和最大干密度.材料变化时，需要另铺试验路，重新确定其最佳含水量和最大干密度。试验路法的主要优点是：它考虑了所用全部材料的的颗粒，并且是在工地的实际条件下得到的，它的缺点是得到的标准干密度受压实机械的影响，且工作量较大。通过在该工程第一、二、三合同段现场的实际应用，用试验路法得到的最大干密度均在2.45g/cm32.61g/cm3之间( 碾压67遍) ，用该结果进行压实度控制检测，在碾压25遍时检测压实度均小于95%，固体体积率均小于80%，而在碾压67遍时压实度均在95%99%，无一测点超过最大干密度的100%，用其固体体积率进行验证均大于85%。路基压实质量得到了有效的控制，完工12年后无一处因路基不均匀固结沉陷导致路面局部沉陷开裂。2.3 提高施工质量检测控制压实度的最大干密度当采用重型施工机械进行碾压施工时，规范规定压实度宜提高1%2%，为避免过多地出现超百现象，可用下面方法解决：如击实得到的最大干密度为1.75g/cm3，在一般情况下规范求的压实度为95%，当采用多种重型碾压机械施工时要求的压实度可达到97%，此时的检测密度应大于1.70g/cm3，推算出这一密度按95%压实度的控制标准计算的最大干密度为1.79g/cm3，施工质量检测控制压实度的最大干密度可采用1.79g/cm3。按照一般情况下规范要求的压实度进行正常检测数据评定，这样也可以有效地避免压实度超百现象，也能保证工程的质量。2.4 填土厚度的控制填土厚度对压实效果具有明显的影响，在土质含水量等相对不变的条件下，且在相同的压实遍数下，不同的填筑厚度，其密实度随填土厚度的增大而逐渐减小。因此，施工要严格控制铺土厚度。控制方法：（1）施工员按填土厚度、松铺系数，计算出每工作段单位面积的用土量。（2）现场设专人指挥车辆倒土，严格收方计量。并随时用钢尺测量、检查松铺厚度并记录。（3）测量人员事先将每工作段虚铺土厚度用红布条绑在边桩上。（4）为保证运输土的一致性，在取土场装车时，采用装载机和挖掘机装土，操作手严格控制每车的斗数，现场并派专人发票计数。2.5 含水量的控制施工现场测定土的含水量时，控制方法：(1) 可先采用目测的简易方法。手抓一把土，捏紧后松开手，土不散或握紧后扔于地上即刻散开，这时土的含水量最为适宜。(2) 在分段分层填土时，采用同一土场的土源，并尽可能地短时间集中填土，这样就能够使一个工作段的填土的含水量基本一致。(3) 工地试验室测定填土的含水量最适用的方法就是酒精燃烧法。含水量过小时，现场派洒水车洒水，平地机随洒随拌，现场随时测定含水量至接近最佳含水量时，方可辗压。含水量过大时，采用平地机配合推土机翻拌晾晒，直至检测的含水量接近或达到最佳含水量时，再碾压。对于出现“弹簧”现象时，要坚决挖除换填，避免给工程质量带来严重隐患。2.6 碾压程序的控制压实机具的选择，以及操作程序的合理与否，都会影响路基压实度的效果。根据土质，有条件的情况下，可合理选定压实机具。在碾压时，操作程序必须遵循“先轻后重，先慢后快、先边后中，相邻两轮道重合轮宽的三分之一”的原则。通过试验路段及工作经验，总结出压实规律及碾压程序。若压实厚度为30f，含水量接近最佳含水量且路基处于96区的条件下，当土质为砂性土时，选用25t振动压路机碾压时，先静压一遍，开振动碾压二遍，再静一遍，即可达到压实度。当土质为粘土时，选用18t振动压路机碾压时，先静压一遍，再开振动碾压三遍，再静压一遍，即可达到压实度。为有效保证压实度质量，碾压工作尽可能安排在白天，以防漏压、重复碾压等现象。2.7 保证混合料的均匀性为了保证混合料的均匀性在施工中应加强填料的控制，对填料均匀性差、级配不好的填料应予以改善后使用，加大检测力度，及时作到以试验数据指导施工，控制质量。有条件的可采用机械拌和进行摊铺，无条件进行场拌施工时，应严格混合料的配合比比例，保证各种材料剂量的准确性，同时增加拌和遍数，采用良好的拌和机械，这些都可以提高混合料的均匀性，从而避免由于混合料的不均匀性造成的压实度超百现象，还能够有效地控制施工质量。2.8 合理选用试验检测设备合理选用试验检测设备精心操作，规范操作，对不同压实层位选用不同检测设备，对试验人员加强业务知识和实际操作能力的培训教育，对在试验检测工作中出现的的问题认真分析，找出原因，加以解决，做到对现场的检测真实、可靠并能准确地反映现场的施工质量。2.9 压实度的检测由于本标段路基填料均为土质路基，土的实际干容重测定方法采用环刀法。现场取样