道路橋梁路基工程的試驗(yàn)檢測(cè)方法研究

何欽憲

（四川川交路橋有限責(zé)任公司， 四川 廣漢 618300）

道路橋梁建設(shè)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，其施工過程具有面積大、周期長(zhǎng)、質(zhì)量要求高、工藝復(fù)雜等特點(diǎn)。同時(shí)，其使用壽命和質(zhì)量性能還會(huì)受到自然因素、環(huán)境因素、施工因素的影響。因此，為了保障公眾的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，避免安全事故的發(fā)生，對(duì)道路橋梁路基進(jìn)行外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、壓實(shí)度、密度、材料等進(jìn)行檢測(cè)，以確保道路橋梁的安全性。

1 道路橋梁路基工程檢測(cè)的重要性

道路橋梁的檢測(cè)技術(shù)在工程中是屬于相對(duì)復(fù)雜的技術(shù)流程，融合了多個(gè)項(xiàng)目多種操作的基本理論和測(cè)試，將道路橋梁工程相關(guān)學(xué)科融為一體，是當(dāng)前工程涉及質(zhì)量檢收測(cè)評(píng)以及保養(yǎng)維護(hù)的主要依據(jù)。道路工程和橋梁工程的施工技術(shù)管理，其中最重要的就是實(shí)驗(yàn)檢測(cè)工作，檢測(cè)工作能夠保證未來道路或橋梁在使用過程中避免出現(xiàn)危險(xiǎn)事故，道路橋梁的檢測(cè)工作能夠提高整個(gè)工程的工程質(zhì)量，從一定程度上來講，也起到了監(jiān)督作用，保證工程期限的推進(jìn)，同時(shí)促進(jìn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)步。道路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)融合了道路、橋梁試驗(yàn)檢測(cè)的基本理論和測(cè)試、操作技能及道路橋梁工程相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)于一體，是工程設(shè)計(jì)參數(shù)、施工質(zhì)量控制、施工驗(yàn)收評(píng)定、養(yǎng)護(hù)管理決策的主要依據(jù)。試驗(yàn)檢測(cè)工作是道路與橋梁工程施工技術(shù)管理的一個(gè)重要組成部分，也是道路與橋梁工程施工質(zhì)量控制和竣工驗(yàn)收評(píng)定工作中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。道路橋梁檢測(cè)工作對(duì)提高工程質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)、推動(dòng)實(shí)用技術(shù)進(jìn)步等起著極為重要的作用。

2 常用道路橋梁工程檢測(cè)方式

由于道路工程項(xiàng)目在特殊環(huán)境下進(jìn)行施工，所以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與情況與實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)情況是不同的。主要測(cè)試項(xiàng)目是路面基礎(chǔ)建設(shè)的壓實(shí)程度，如果路面壓實(shí)程度越高則路面力度會(huì)越大材料，材料的正確性會(huì)越好。路面基礎(chǔ)建設(shè)和路面的剛性基層和柔性基層而言，壓實(shí)程度是講實(shí)際工程項(xiàng)目中實(shí)際到達(dá)的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的最大比值。但對(duì)于瀝青層面，壓實(shí)度是指現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到的密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度的比值。

2.1 灌砂法

在道路橋梁路基工程中灌砂法是檢測(cè)路基壓實(shí)度的主要測(cè)試方式，將沙土從一定高度自由下落到測(cè)試動(dòng)力，規(guī)定沙土體積大小用標(biāo)準(zhǔn)砂來對(duì)洞中的材料進(jìn)行置換，這樣就可以結(jié)合材料中的水分含量來推算出實(shí)際樣本工程的干密度，有效的檢測(cè)出路基壓實(shí)度。同時(shí)需要注意的是，是要沙土的直徑一般為5～60 毫米，其路基測(cè)試厚度為150～200 毫米，其中對(duì)于材料小于15 毫米時(shí)，測(cè)定層厚度不超過150 毫米時(shí)則應(yīng)當(dāng)采用φ100mm 的小型灌砂筒測(cè)試。當(dāng)檢測(cè)材料介于15 毫米到40 毫米之間，測(cè)定層在150 毫米到200 毫米之間，則應(yīng)當(dāng)使用φ150mm 的大型灌砂筒測(cè)試。

2.2 環(huán)刀法

環(huán)刀法在道路橋梁中對(duì)路基工程進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其方法相對(duì)復(fù)雜，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行檢測(cè)。環(huán)刀法是用已知質(zhì)量及容積的環(huán)刀，切取土樣，稱重后減去環(huán)刀質(zhì)量即得土的質(zhì)量，環(huán)刀的容積即為土的容積，進(jìn)而可求得土的密度。測(cè)定環(huán)刀的質(zhì)量及體積，切取土樣將環(huán)刀刃口向下置于土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用切土力沿環(huán)刀外側(cè)切，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀加樣質(zhì)量。

2.3 探地雷達(dá)試驗(yàn)檢測(cè)方法

施工地區(qū)地形復(fù)雜多變，對(duì)于地形較為復(fù)雜的路基建設(shè)項(xiàng)目一般使用探地雷達(dá)式檢測(cè)方法。探地雷式檢測(cè)方法是用于檢測(cè)各種材料和人工制造材料，雷達(dá)可以確定從復(fù)雜的金屬管道、下水道、管線等基礎(chǔ)建設(shè)的確定位置。在施工其可以有效的避免開這些基礎(chǔ)設(shè)施避免對(duì)其他基礎(chǔ)設(shè)施造成危害。同時(shí)還可以用于采集不同巖層的樣本，不同巖層的開采方式和檢測(cè)技巧都不同，可以在開工前對(duì)施工范圍內(nèi)的地面做全方位的勘察。

雷達(dá)是測(cè)驗(yàn)法的主要操作流程是用發(fā)射天線向地下打出高頻電磁波，在通過接收天線回收反射到地面上的電磁波，電磁波會(huì)因?yàn)橛錾系叵陆橘|(zhì)中的不同屬性而造成一定的變形差異，所以操作者可以根據(jù)接收的電磁波波形振幅強(qiáng)度來判定地下特征結(jié)構(gòu)，對(duì)工程建設(shè)能夠起到有效的保證作用。

2.4 動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)檢測(cè)方法

由于高速公路、橋梁道路上動(dòng)態(tài)載荷產(chǎn)生的沖擊力對(duì)路基的影響更為明顯。所以，用動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)方法檢測(cè)道路橋梁路基工程是科學(xué)合理的方式。動(dòng)態(tài)載荷實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方式是高速公路和橋梁路基建設(shè)工程的一種重要檢測(cè)方式，其操作方式是使用固定質(zhì)量的重錘在固定的高度做出自由落體動(dòng)作，用來模擬汽車或其他交通工具在運(yùn)行期間對(duì)路面所產(chǎn)生的沖擊力，在條件相同的情況下測(cè)試路面的垂直變形數(shù)值。這樣就能夠通過一系列的實(shí)驗(yàn)得到路面的動(dòng)態(tài)載荷實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，可以有效的提供現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持。

2.5 地基系數(shù)檢測(cè)方法

地基系數(shù)檢測(cè)法是傳統(tǒng)實(shí)用性最高的檢查方法之一，這種檢測(cè)方法早在上個(gè)世紀(jì)30 年代就已經(jīng)被美國所提出。該檢測(cè)方法使用英文字母K 來表示壓實(shí)系數(shù)，運(yùn)用N 來表示工程孔隙率，Dr 來表示相對(duì)密度。在上世紀(jì)80 年代，很多國家開始將強(qiáng)度指標(biāo)和變形指標(biāo)也作為路基填土質(zhì)量的重要參考參數(shù)，這就是我們?nèi)粘Ｋf的抗力檢測(cè)法。其中各個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，以美國為首的歐洲國家大量使用靜態(tài)變形模量ev2 標(biāo)準(zhǔn)，而對(duì)于日本這種地震頻發(fā)的國家則使用地基系數(shù)K30 標(biāo)準(zhǔn)，可以說采用強(qiáng)度和變形系數(shù)用來作為控制指標(biāo)，是路基質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)非常大的進(jìn)步，能夠盡量減少參數(shù)的不穩(wěn)定狀態(tài)減少了大自然對(duì)于參數(shù)的影響。

K30 地基系數(shù)是表示土地表面在受到平面壓力的作用下可壓縮性的大小，其操作方法是使用一定直徑的剛性承載板進(jìn)行靜壓平板載荷，這樣就能夠得到一定面積之下一次加載測(cè)得的力度，以及所對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)值。

并且在實(shí)際的道路橋梁陸基測(cè)試中影響K30 參數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素會(huì)更多，例如不同地區(qū)空氣中的水分含量是完全不同的，而空氣中的水分含量則是造成K30測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)誤差的主要因素。而每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)空氣中的水分含量都是不同的，所以說K30 測(cè)試結(jié)果是具有一定時(shí)效性的。如果在工程進(jìn)行過程中常常使用濕作業(yè)方式或者在空氣水分含量較多的地區(qū)施工路基壓實(shí)系數(shù)越高則代表著路基質(zhì)量越好，其表面的高度就越大K30 測(cè)試結(jié)果較高，可是路基中的水分會(huì)隨著季節(jié)或天氣的變化而變化，路基中的水分蒸發(fā)程度不同則其中的水分含量就會(huì)有差異，在以往的操作經(jīng)驗(yàn)告訴我們，當(dāng)路基完成后在路基水分含量較大的時(shí)候，K30 測(cè)試結(jié)果就小，含水量小時(shí)K30 測(cè)試就高。但迄今沒有辦法人為的去把控路基中的水分含量，所以這對(duì)檢測(cè)結(jié)果也會(huì)造成一定的偏差，所以在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能消除參考土體樣本的水分含量變化的影響。

3 結(jié)束語

路基是道路橋梁的基礎(chǔ)，控制路基變形是為了給道路橋梁提供一個(gè)平坦、均勻、穩(wěn)定的路面。由于路基是一種土工結(jié)構(gòu)物，是整個(gè)施工結(jié)構(gòu)中最薄弱、最不穩(wěn)定的環(huán)節(jié)。因此，通過選擇適合道路的最佳檢測(cè)方法，對(duì)其安全性進(jìn)行檢測(cè)，確保道路橋梁施工技術(shù)水平提升和工程質(zhì)量提高。