試析公路試驗(yàn)檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

李浩然

摘要： 公路試驗(yàn)檢測(cè)是公路工程管理中的重要一環(huán)，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制主要以它作為科學(xué)依據(jù)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制要點(diǎn)，優(yōu)化施工技術(shù)內(nèi)容。本文重點(diǎn)探討了當(dāng)前公路試驗(yàn)檢測(cè)中比較常用的平板載荷試驗(yàn)技術(shù)過程，并結(jié)合試驗(yàn)分析結(jié)果提出公路現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的一系列控制要點(diǎn)。

Abstract： Highway test is an important part of highway project management. The quality control of construction site mainly regards highway test as the scientific basis for design quality control to optimize the construction technology content. This article focuses on the flat load test technology commonly used in current highway test and proposes a number of road construction site quality control points combined with the results of the test.

關(guān)鍵詞： 公路試驗(yàn)檢測(cè)；平板載荷試驗(yàn)；現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制

Key words： highway test；flat load test；site construction quality control

中圖分類號(hào)：U415.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）11-0040-02

0 引言

通常情況下公路在土基建設(shè)方面多以天然地基為主，不過天然地基在形成過程中存在不穩(wěn)定因素，例如它的剛度與硬度可能與施工要求不相符，需要采用人工技術(shù)方法進(jìn)行檢測(cè)鑒定，通過科學(xué)分析計(jì)算提高地基承載力，提高公路現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制水平。

1 關(guān)于平板載荷試驗(yàn)

公路地基承載力勘察能有效提高公路設(shè)計(jì)水平與現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制水平，當(dāng)前針對(duì)公路地基勘察的最直接有效手段就是載荷試驗(yàn)檢測(cè)。像平板載荷試驗(yàn)方法就是為公路地基基礎(chǔ)構(gòu)建載荷模型，通過相對(duì)直觀的方法對(duì)地基承載力進(jìn)行確定?？陀^講平板載荷試驗(yàn)所涉及技術(shù)內(nèi)容復(fù)雜，非常適用于淺層公路地基檢測(cè)工作，可有效提高公路試驗(yàn)檢測(cè)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性與科學(xué)性[1]。

2 平板載荷試驗(yàn)在公路地基檢測(cè)試驗(yàn)中的應(yīng)用

本文以某高速公路建設(shè)項(xiàng)目為例論述其采用平板載荷試驗(yàn)進(jìn)行地基檢測(cè)試驗(yàn)應(yīng)用的全過程。

2.1 工程概況及施工狀況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全長(zhǎng)50km，其中包含了軟土地基路段和跨線橋，這里以軟土地基段為例展開分析，看其采用平板載荷試驗(yàn)進(jìn)行地基檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用全過程。

該項(xiàng)目地基中軟土層的埋藏深度較低，距離地面約為1.0～2.0m距離，而且該項(xiàng)目所涉及到的地下水部分水位偏高，因此結(jié)合過往的國(guó)內(nèi)外公路軟土地基處理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該工程采用了比較有效的填土預(yù)壓處理技術(shù)，提高軟土地基強(qiáng)度，避免出現(xiàn)地基在施工過程中出現(xiàn)短期沉降。在具體的施工過程中，要將地表上的所有軟土層都徹底挖除清理掉，換填砂礫，再在砂礫基礎(chǔ)上鋪上60～70cm厚度的砂礫，保證預(yù)壓效果優(yōu)質(zhì)。

2.2 基于平板載荷試驗(yàn)的軟土地基檢測(cè)

為了保證施工安全性，本工程才用到了平板載荷試驗(yàn)，首先對(duì)軟土地基進(jìn)行檢測(cè)。利用平板載荷測(cè)定儀對(duì)軟土地基的承載力檢測(cè)，觀察地基的強(qiáng)度變化過程，由此確定地基變化模量指標(biāo)。

在試驗(yàn)檢測(cè)過程中還運(yùn)用到了彈性理論與變形分布計(jì)算公式，對(duì)地基基底的沉降量進(jìn)行計(jì)算，得出以下：

在計(jì)算公式中，P代表地基基礎(chǔ)對(duì)基底的平均壓應(yīng)力（kPa），它依據(jù)矩形基礎(chǔ)短邊及圓形基礎(chǔ)確定直徑b（cm），而地基軟土的泊松量為？滋，沉降影響系數(shù)為？棕，軟土變形模量為E0（kPa）。在該項(xiàng)目的平均載荷試驗(yàn)檢測(cè)中分別利用到了加載系統(tǒng)、承載板、觀測(cè)系統(tǒng)和反力系統(tǒng)，結(jié)合平板載荷儀表進(jìn)行測(cè)量，希望將軟土地基的不良沉降影響降到最低水平。

2.3 公路軟土地基的現(xiàn)場(chǎng)平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)用

在該公路建設(shè)項(xiàng)目中利用平板載荷試驗(yàn)儀器配合多種設(shè)備進(jìn)行軟土路基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)，其試驗(yàn)步驟應(yīng)該包含以下六步。

首先是準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)檢測(cè)基坑，即試坑準(zhǔn)備。要結(jié)合承載板的具體面積來決定試坑尺寸，該工程設(shè)計(jì)沿襲傳統(tǒng)，將試坑面積設(shè)置為承載板面積的4倍，如此保證在試驗(yàn)檢測(cè)過程中路基軟土土層固有天然成分不會(huì)被破壞。同時(shí)要整平測(cè)點(diǎn)位置，保證試驗(yàn)過程中承載板不會(huì)出現(xiàn)任何傾斜或翹曲問題。

其次是分級(jí)加載。分級(jí)加載基于百分比讀數(shù)記錄，一般保證在0.01mm/h的沉降量基準(zhǔn)，并將其設(shè)置為逐級(jí)加載的穩(wěn)定條件，按照所記錄百分比讀書進(jìn)行每一級(jí)荷載的施工。在施工過程中必須考慮到該項(xiàng)目中軟土地基的沉降因素，通過回彈壓力環(huán)控制壓力讀數(shù)，保證它不會(huì)在整數(shù)位置停留，而停留在小于一定量的位置。在卸載承載板過程中，需要基于0.5倍最大荷載壓力進(jìn)行重新分級(jí)。以下給出該工程軟土地基的平板載荷試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)，如表1。

結(jié)合上述數(shù)據(jù)，該工程采用了兩種逐級(jí)加載方式：?jiǎn)窝h(huán)慢速荷載加載法和荷載逐級(jí)遞增加載法，結(jié)合實(shí)際的公路工程平板載荷試驗(yàn)內(nèi)容，配合公路路段地基狀況來選擇方法，優(yōu)化公路試驗(yàn)檢測(cè)過程。

第三要進(jìn)行沉降量觀測(cè)，確定該工程公路的地基沉降數(shù)量變化。舉個(gè)例子，在每次施加負(fù)荷過程中，要在前期1h內(nèi)進(jìn)行10min/次的觀察記錄，主要是記錄沉降數(shù)據(jù)。在經(jīng)過2h觀察記錄后進(jìn)入長(zhǎng)間隔觀察時(shí)段，即每小時(shí)觀察記錄一次，一直到沉降數(shù)值縮小到0.1mm范圍內(nèi)基本可以判定地基沉降基本已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)可選擇進(jìn)一步增加公路地基負(fù)荷量。

第四要進(jìn)行終止加荷條件判斷，該工程所提出的判斷狀況有以下4種：首先，如果公路承壓板周邊的土質(zhì)被大量擠出且凝固，就可停止加荷載；其次，要觀察平板載荷試驗(yàn)測(cè)量?jī)x上的數(shù)據(jù)看沉降數(shù)值是否已經(jīng)進(jìn)入0.1mm范圍穩(wěn)定狀態(tài)；再次，要繼續(xù)增加負(fù)荷量，同時(shí)觀察地基的沉降速度是否出現(xiàn)波動(dòng)；如果未出現(xiàn)波動(dòng)可判斷終止加荷；最后，要觀察承壓板寬度與地基沉降量變化，如果二者之比超過6%，則可停止加荷。

第五要確定承載力特征值，如果負(fù)載試驗(yàn)結(jié)束，就要繼續(xù)實(shí)施卸載回彈試驗(yàn)，主要是結(jié)合沉降曲線圖對(duì)平板載荷試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)其重要試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行闡釋，通過圖形變化來了解該公路地基承載能力的基本特征。

最后要進(jìn)行變形模量計(jì)算，將所有重要的公路平板載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)帶入到變形模量計(jì)算公式中，如下：

如上式，該工程要建立軟土地基的變形模量與壓縮模量關(guān)系，該計(jì)算公式中確定了軟土地基的側(cè)壓力系數(shù)？孜，它就是側(cè)向壓力？啄x與豎向壓力？啄z的比值，由側(cè)向壓力系數(shù)計(jì)算得到軟土地基的變形模量結(jié)果。

2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

考慮到平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)容易受到外界環(huán)境及施工因素影響，所以為了精確試驗(yàn)結(jié)果，提高試驗(yàn)準(zhǔn)確性，要反復(fù)進(jìn)行3～4次試驗(yàn)，確定軟土地基試驗(yàn)檢測(cè)的沉降量與載荷變化，最終確定變形模量，如圖1。

通過圖1試驗(yàn)檢測(cè)P-S曲線圖可以發(fā)現(xiàn)，該公路工程項(xiàng)目的軟土地基載荷量與沉降量變化是呈現(xiàn)反比的，如果減小對(duì)它的負(fù)荷加載量，它的沉降速度就會(huì)提升，反之，最后逐漸趨于穩(wěn)定。由此也可以明確該公路工程現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量控制相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)[2]。

3 某公路工程項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

結(jié)合上文提出的公路平板載荷試驗(yàn)檢測(cè)過程與結(jié)果，對(duì)某公路工程項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制要做好兩點(diǎn)。

首先必須注重對(duì)公路路面地基的平整度把握。該公路是軟土地基，所以在試驗(yàn)檢測(cè)之前它的平整度一直處于無法達(dá)標(biāo)狀態(tài)。因此要嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范對(duì)該公路地基路面進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。主要采用濕砂、薄膜以及瀝青乳液進(jìn)行攤鋪，同時(shí)做好地基補(bǔ)平處理工作，根據(jù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范確定攤鋪寬度與平整接縫位置。

其次要注重對(duì)公路地基含水量與壓實(shí)效果的有效控制。由于是軟土層地基，所以一定要保證其土壤含水量不會(huì)過大，該工程確保軟土層地基的最佳含水量在±2%范圍以內(nèi)，如此可確保公路地基的圧密度穩(wěn)定。另外一點(diǎn)，要做好對(duì)公路路堤底部的加固處理，確立公路地基基底部分的水穩(wěn)性穩(wěn)定，構(gòu)建穩(wěn)定層。該公路路堤基底穩(wěn)定層的厚度在30cm左右（上下偏差±5cm）。在地基填筑過程中要根據(jù)施工要求確保壓實(shí)效果良好，所以在填筑施工中利用同類填料時(shí)避免其累計(jì)厚度超過0.5m。再者就是實(shí)施臨時(shí)排水措施，為公路軟土地基設(shè)置隔水層和臨時(shí)排水溝，做好臨時(shí)排水工作[3]。

4 總結(jié)

本文所提到的平板載荷試驗(yàn)只是公路土基檢測(cè)中的一種，它要結(jié)合地基承載力與上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)指標(biāo)進(jìn)行合理判斷，進(jìn)而準(zhǔn)確檢測(cè)出公路地基的承載力與沉降量變化。凸顯平板載荷試驗(yàn)的直觀性與技術(shù)應(yīng)用廣泛性，提高公路土基建設(shè)水平，為后期公路施工質(zhì)量控制提供有價(jià)值參考技術(shù)意見。

參考文獻(xiàn)：

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[2]武艷紅.公路工程路基施工質(zhì)量控制探究[J].山西建筑，2018（1）：140-141.

[3]憲立娟.公路工程試驗(yàn)檢測(cè)的重要性與完善途徑[J].交通世界（中旬刊），2017（4）：58-59.