浅谈土方路基检测方法

　　摘要：路基是高速公路的主体，路基是路面的基础，路面靠路基来支承，没有稳固的路基就没有优良的路面。土方路基应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路基时，应控制其含水量在最佳压实含水量的±2%内。含水率的检测方法较多，由于烘干法试验简便，结果稳定，故以此法作为测定含水率的标准方法。
　　关键词：土方路基施工；检测；处理方法
　　路基是路面的基础，路面靠路基来支承，没有稳固的路基就没有优良的路面。因此如何做出高质量路基是修筑出高质量公路之关键。随着高速公路的迅速崛起，控制路基施工质量也就成了高速公路工程施工的重中之重。但具体到填土路基施工质量控制的细节，尚不多见，并在施工过程中被忽视，以至于出现较多质量问题。本人结合多年施工工作实践，专门就高速公路填土路基的施工质量及检测方法控制进行剖析，以期在今后施工中近一步提高高速公路的整体品质。
　　路基施工前施工单位应在全面熟悉设计文件和设计交底的基础上，进行现场核对和施工调查。做好开工前测量工作，其内容包括导线、中线、水准点复测工作。
　　土方路基应分层填筑压实，用透水性不良的土填筑路基时，应控制其含水量在最佳压实含水量的±2%内。细粒土、沙类土不论采用何中机械压实机械，均应在该种土的最佳含水量±2%内压实。否则，应均加水或将土摊开、晾干，使达到上述要求后放可进行压实。其含水量若接近最佳压实含水量时，应迅速压实。
　　当需要对土采用人工加水时，达到压实最佳含水量所需要的加水量可按以下公式估算：
　　M=(ω-ω0)Q/1+ω0
　　式中：m-所需加水量（kg）
　　ω0-土原来的加水量（以小数计）
　　ω-土的压实最佳含水量（以小数计）
　　Q-需要加水的土的质量（kg）
　　路基土的最佳含水量及最大干密度以及其他指标应在路基填筑半个月前，在取土地点取具有代表性土样进行击实试验确定。击实试验操作方法按现行部颁《公路土工实验规程》进行。每一种土至少应取一组土样试验。具体检测项目有：土的液限、塑限、塑性指数、天然稠度、液性指数；颗粒大小分析试验；含水量试验；密度试验；相对密度试验；土的击实试验；土的强度试验（CBR值）；有机质含量试验及易溶盐含量试验。
　　施工中如发现土质有变化，应及时补做全部土工试验。
　　含水率测试的目的及方法：
　　土的含水率是指土在105～110°温度下烘干至恒量时所失去水的质量与干土质量的比值。以百分数表示。含水率是土的基本物理指标之一。它反映了土的干、湿状态。土的含水率是计算干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等指标的基本数据和评价土的工程性质的重要依据，是研究土的物理学性质的重要指标。含水率的检测方法较多，由于烘干法试验简便，结果稳定，故以此法作为测定含水率的标准方法。如果测试条件不能满足采用烘干法或需快速测定含水率时，可分别用如下方法：
　　1、 酒精燃烧法：适用于不含有机制的砂类土、粉土和黏土。
　　2、 碳化钙减量法：本方法的原理是用过量碳化钙与土中游离水混合接触产生化学反应，生成乙炔气体。根据乙炔气体逸出失去的质量，计算求得土的含水率。
　　3、 核子射线法：使用现场远位测定填料为细粒土和砂类土的含水率。
　　压实度的现场检测方法主要有灌砂法、环刀法、核子密度仪法、弹性模量Evd检测法等。环刀法操作简便但适用范围较小只适用天细粒土填筑的路基，核子密度仪法在我国高速公路建设中应用的也不是十分广泛，下面就弹性模量Evd检测法进行详细介绍。
　　检测方法，弹性模量Evd检测法：
　　在路基工程施工中，土体压实是一个最基本的问题，但仅用密实度指标来检测和判断路基的质量有其局限性。因为路基填土的施工方法不同，含水量的差异和击实标准的差别，相同密实度的土体其力学性能指标有较大差异。因此，在检测密实度的基础上，将强度及变形指标作为反映路基承载力的压实标准，是国内外路基施工质量检测技术的发展方向。
　　试验主要工具：
　　◇反应基座，此反应基座的质量必须足以保证基其至少能够向静装卸板施加8000十牛顿的压力。
　　◇装卸板，该装卸板必须满足直径等于300毫米正负±2毫米（另一种为600毫米）且误差不得超过0.2毫米。该装卸板必须具有足够大的刚度，以保证其至少能够承受作用于其中心的F=1000±50十牛顿的压力；此外该装卸板的中心与其边缘之间部分的柔韧性必须严格遵守下图表的规定。
　　
　　◇ 可以控制并测量装卸板所受压载作用力大小的设备，该设备必须满足以下要求：向装卸板进行正常装载的时候使该装卸板对平台产生一定的压力，该压力的强度可以通过装卸板下面所受的压力来控制，一般条件下，该装卸板的下部所受的平均压力要达到0.25MPa；并要求其能够测量出装卸板所受的承载力。
　　◇ 测量装卸板下陷深度的设备，通过该设备测量装卸板下陷的深度，测量精度值要精确到0.002毫米，此外，该仪器的最大测量值至少要达到10毫米。测量设备可以放在装卸板的同一个点上，但是该点距离装卸板中心不得超过2厘米。也可放置在3个不同的点上，但要求这三个点必须均匀排列于装卸板的柱面边缘上，相邻两点与圆心相连构成120±10度，且每点与圆心距离必须相等（+0/-5毫米）
　　◇瓦刀一把
　　◇长度至少为0.8米的刮尺一把
　　◇体积至少为20升的干净备用沙0/2毫米（水泥沙）
　　◇瓦工常用的托泥板
　　◇短柄小扫把一个
　　◇如果试验过程中采用的测量静装卸板下陷浓度的设备对于稳定非常敏感的话，还要配备一个可以遮阳的仪器。
　　试验准备：
　　标记出试验过程将要使用平台上的各个听测点。用刮尺将平台睥各个听测点刮平，该平台的面积大约为0.7米×0.7米，一定要确保平台的表面上没有直径超过15毫米的凸出点或者凹陷点。向光滑的平台表面铺上一层干净的细沙，然后利用托泥板将这些细沙摊开，细沙越薄越好。将静装卸板放到该平台表面中心位置，为了确保该装卸板被放置在合适的位置，进行此步操作的时候，可以让表装卸板旋转2至3次，每次旋转角度在30至45度之间。尽可能的保证试验过程的反应基座，静装卸板，装载设备以及测量设备都安装在最佳位置，以便在对装卸板压载500±50十牛顿的作用力试验过程时能测量出最合理有效的数据。将此压载过程保持10至15秒，然后再对此静装卸板卸载。启动下陷深度测试仪。
　　预压
　　压力(千牛) 百分表读数(1/100mm)
　　 表1 表2 表3 累计 平均值
　　0.00     
　　5     
　　
　　对装卸板进行首次加载作用，该过程至少要持续30秒，且压载力为7068±140十牛顿当平台受到压载力的时候，收到平均压强应为0.25MPa。
　　第一次加压
　　压力(千牛) 百分表读数(1/100mm)
　　 表1 表2 表3 累计 平均值
　　10     
　　20     
　　30     
　　40     
　　50     
　　60     
　　70.68     
　　
　　保持此压强一直不变，持续15秒，记录静装卸板下陷深度S0。
　　进行第二次压载，试验过程中采用于首次加载过程的同等速度进行，但要注意要将压载力控制在5654±110十牛顿大小。此压力对平台产生的压强为0.20MPa。持续对装卸板进行加载，直至平台不再下陷为止。当平台不再下陷时，测量其下陷全部深度S1，匀速卸载。
　　第二次加压
　　压力(千牛) 百分表读数(1/100mm)
　　 表1 表2 表3 累计 平均值
　　10     
　　20     
　　30     
　　40     
　　50     
　　56.54     
　　计算：弹性模量Evd（dynamicmodulusofdeformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力和冲击时间作用下抵抗变形能力的参数。根据平板压力公式，变形模量可按下式计算：Evd＝1.5×r×σ/s（MN/m2）式中：1.5－承载板形状影响系数；r－承载板的半径，这里为150mm；σ－路基最大动应力；s－承载板的沉陷值（mm）。此公式表示按照弹性各项同性半空间理论，并假定横向变形系数为0.21时，圆形刚性板在竖向集中荷载作用下的地面沉陷。
　　适用范围：Evd平板荷载试验适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料，测试有效深度范围为400～500mm。也能适用于场地狭小的困难地段的检测，如路桥（涵）过渡段及路肩的检测。
　　路基压实程度检测方法多种多样，但是检测只能说明结果，然要确保路基压实质量，更重要的却是过程控制。这样检测和过程控制想结合，才能保证路基压实质量。本人依据自己多年的施工经验总结出在施工过程中尤其应做好以下几项工作：
　　一是通过试验准确确定不同种类填土的最大干密度和最佳含水量。
　　二是现场控制填土的含水量。实际施工中，填土的含水量是一个影响压实效果的关键指标，路基施工中当含水量过大时应翻松晾晒或掺灰处理，降低含水量；当含水量过低时，应翻松并洒水闷料，以达到较佳的含水量。
　　三是分层填筑、分层碾压。施工前，要先确定填土分层的压实厚度。最大压实厚度一般不超过20厘米。
　　四是加强现场检测控制。填筑路基时，每层碾压完成后应及时对压实度、平整度、中线高程、路基宽度等指标进行质量检测，各项指标符合要求后方能允许填筑上一层填土

《浅谈土方路基检测方法》

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