道路橋梁路基工程的試驗(yàn)檢測(cè)方法研究

霍威

（安徽省建設(shè)工程測(cè)試研究院有限責(zé)任公司，安徽合肥 230000）

0 引言

我國(guó)道路橋梁工程建設(shè)數(shù)量及建設(shè)規(guī)模顯著增加，在很大程度上方便大眾日常出行以及貨物運(yùn)輸，大眾對(duì)于橋梁工程施工及使用質(zhì)量關(guān)注度明顯增大，尤其表現(xiàn)在路基工程方面。為了提升路基工程質(zhì)量，實(shí)際工程施工階段，工作人員需采用合適的試驗(yàn)檢測(cè)方法對(duì)路基工程施工質(zhì)量進(jìn)行有效檢測(cè)，從而確保相關(guān)施工要點(diǎn)落實(shí)到位，如果路基工程試驗(yàn)檢測(cè)不到位，對(duì)整體路基工程施工質(zhì)量影響較為明顯，因此加強(qiáng)道路橋梁路基工程試驗(yàn)檢測(cè)方法研究意義重大。

1 當(dāng)前常見(jiàn)的道路橋梁路基施工質(zhì)量要求

首先，路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，實(shí)際路基施工階段，施工單位應(yīng)確保路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，特別在行車(chē)荷載以及自然因素長(zhǎng)期影響下路基不會(huì)發(fā)生變形及破壞情況，保證公路工程使用壽命。其次，路基強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，具體路基施工過(guò)程中，要求路基強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足使用要求，避免在外在作用力下路基發(fā)生明顯變形情況。最后，水溫穩(wěn)定性好，對(duì)于路基施工來(lái)說(shuō)，水溫穩(wěn)定性是路基施工質(zhì)量的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，這是因?yàn)槁坊L(zhǎng)期受自然因素影響，具體基于地面水以及地下水變化，路基強(qiáng)度會(huì)顯著減少，特別是路基水溫變化，易發(fā)生路基膨脹或翻漿情況，這樣均會(huì)影響路基正常使用。

2 道路橋梁路基工程試驗(yàn)檢測(cè)的基本特征

2.1 全面性

基于提升道路橋梁路基工程質(zhì)量的目的，施工單位應(yīng)當(dāng)掌握現(xiàn)場(chǎng)施工情況，尤其保證現(xiàn)場(chǎng)路面壓實(shí)度以及施工質(zhì)量，并對(duì)道路工程路基質(zhì)量進(jìn)行全面、系統(tǒng)化檢測(cè)，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及準(zhǔn)確性，從而為后續(xù)工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 及時(shí)性

道路橋梁路基工程試驗(yàn)檢測(cè)階段，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)確保檢測(cè)及時(shí)有效，并與路基施工進(jìn)度進(jìn)行有效結(jié)合，而且施工過(guò)程中施工單位需根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)方法的合理應(yīng)用，對(duì)路基工程中相關(guān)施工問(wèn)題進(jìn)行深入分析，這樣能夠確保相關(guān)解決方案的針對(duì)性以及有效性[1]。

2.3 安全性

一般來(lái)說(shuō)，道路橋梁路基工程施工階段，相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)方法的有效應(yīng)用，要求檢測(cè)人員嚴(yán)格遵守相關(guān)操作規(guī)程，合理使用各種試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，并做好相關(guān)儀器設(shè)備的檢測(cè)以及維修工作，這樣才可提升施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全性，避免由于施工不當(dāng)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生安全質(zhì)量事故。

2.4 準(zhǔn)確性

實(shí)際道路橋梁路基工程施工階段，工作人員應(yīng)在相關(guān)操作規(guī)范以及操作要求的基礎(chǔ)上合理使用相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，并對(duì)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行如實(shí)記錄，這樣能夠提升數(shù)據(jù)資料的真實(shí)性以及有效性，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，能夠?qū)κ┕み^(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，從而提升實(shí)際試驗(yàn)檢測(cè)工作的準(zhǔn)確性[2]。

3 現(xiàn)階段道路橋梁路基工程中主要的試驗(yàn)檢測(cè)方法

3.1 環(huán)刀法

通常粒土和無(wú)機(jī)結(jié)合料細(xì)粒土實(shí)際干密度檢測(cè)階段，環(huán)刀法實(shí)際應(yīng)用較為廣泛，實(shí)際齡期需小于24h，而具體工程施工階段壓實(shí)度檢驗(yàn)大多采用上述方法，相關(guān)檢測(cè)儀器具體包括人工和電動(dòng)取土儀器、天平以及含水量檢測(cè)設(shè)備，并需要使用鐵鍬、木板、直尺、鋼絲鋸以及修土刀等諸多材料。具體檢測(cè)過(guò)程中，施工人員利用人工取土器實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)路基材料取樣工作，重點(diǎn)采用環(huán)刀實(shí)施清理，這樣才可實(shí)際確保整體清潔度，而且取土部位應(yīng)保存一定的平整性干凈環(huán)刃應(yīng)滿(mǎn)足取土深度要求，如土體下層并未擾動(dòng)取土作業(yè)時(shí)，環(huán)刀應(yīng)和地面始終保持垂直狀態(tài)。另外，導(dǎo)桿需保持垂直狀態(tài)才可有效確保環(huán)刀試樣質(zhì)量檢測(cè)精準(zhǔn)度，做兩組平行檢測(cè)，然后將檢測(cè)平均值用作檢測(cè)結(jié)果[3]。

3.2 灌砂法

該方法主要用于砂類(lèi)及礫類(lèi)土現(xiàn)場(chǎng)干密度檢測(cè)，而該檢測(cè)方法試驗(yàn)樣品粒徑最大值應(yīng)低于15mm，如果填石路堤孔或孔隙材料的尺寸太大，這種方法緊密度檢測(cè)精準(zhǔn)度低。上述檢測(cè)方法使用過(guò)程中，具體由一定尺寸均勻細(xì)砂自固定高度自由下落至試洞，實(shí)現(xiàn)試洞容積測(cè)量工作。具體檢測(cè)工作開(kāi)展過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際圖紙尺寸實(shí)施試坑挖掘，然后稱(chēng)量試樣質(zhì)量，確定具體試樣的含水率。將細(xì)砂填充到密度計(jì)量瓶中，然后對(duì)細(xì)砂、燒瓶和漏斗進(jìn)行稱(chēng)量。將燒瓶?jī)?nèi)的細(xì)砂倒入測(cè)試坑，以測(cè)試坑中砂密度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。再次測(cè)量余砂以及容砂瓶和漏斗質(zhì)量，依據(jù)公式計(jì)算樣品密度及干密度。該方法主要能夠有效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)填土含水量控制，具體施工階段，填土含水量對(duì)于實(shí)際壓實(shí)效果影響明顯，如果路基施工過(guò)程中含水量過(guò)大，要求施工人員及時(shí)完成翻松晾曬或摻灰作業(yè)，顯著減少含水量。一旦含水量較小時(shí)，施工人員則需開(kāi)展翻松和灑水悶料處理，確保含水量處于最佳范圍[4]。

3.3 核子密度儀法

目前核子密度儀法應(yīng)用較多，主要基于同位素放射原理實(shí)施具體檢測(cè)工作，該方法可在較短時(shí)間內(nèi)完成路基干密度以及含水量檢測(cè)，整體測(cè)量速度快，實(shí)際操作人員數(shù)量少，但上述檢測(cè)方法應(yīng)用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的放射性物質(zhì)，會(huì)對(duì)于人體產(chǎn)生不良影響。同時(shí)上述檢測(cè)方法實(shí)際檢測(cè)準(zhǔn)確率較低，該檢測(cè)結(jié)果應(yīng)與其他方法參照使用，才可確定檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般來(lái)說(shuō)，上述方法應(yīng)用過(guò)程中，路基壓實(shí)度檢測(cè)基本采用隨機(jī)取樣方式確定測(cè)定位置，操作人員開(kāi)啟儀器后，應(yīng)與儀器保持2m 以上距離，達(dá)到測(cè)定時(shí)間及時(shí)完成數(shù)據(jù)讀取，然后在最短時(shí)間內(nèi)關(guān)閉儀器。

3.4 智能路基壓實(shí)度檢測(cè)儀法

該儀器主要安裝在作業(yè)壓路機(jī)上，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)壓路質(zhì)量，并形成相應(yīng)的壓路區(qū)域圖，真實(shí)體現(xiàn)路基壓實(shí)度質(zhì)量，該檢測(cè)方法能夠獲得連續(xù)準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而避免產(chǎn)生以點(diǎn)帶面的檢測(cè)誤差，同時(shí)操作極為簡(jiǎn)單，主要根據(jù)壓實(shí)過(guò)程中實(shí)時(shí)地基反力系數(shù)計(jì)算獲取數(shù)據(jù)。

3.5 落錘頻譜式快速測(cè)定法

該檢測(cè)方法重點(diǎn)由落錘沖擊促使土體產(chǎn)生一定程度的反彈力，利用傳感器檢測(cè)該反彈力，可獲取土體內(nèi)部含水量響應(yīng)值，基于該響應(yīng)值分析便可實(shí)際獲得路基壓實(shí)度。該方法具體應(yīng)用過(guò)程中，錘體由一定高度自由下落至碾壓路基待測(cè)面產(chǎn)生相應(yīng)反彈力，反彈力則會(huì)和路基壓實(shí)度表現(xiàn)出明顯的正比關(guān)系，如果反彈力增多說(shuō)明實(shí)際道路路基壓實(shí)度相應(yīng)增大。落錘頻譜式快速測(cè)定法雖然已開(kāi)始大范圍應(yīng)用，但該設(shè)備及方法對(duì)于土體適用性以及準(zhǔn)確性有待深入研究[5]。

3.6 探地雷達(dá)試驗(yàn)檢測(cè)方法

如果橋梁路基工程施工區(qū)域地形較為復(fù)雜時(shí)，檢測(cè)單位常采用探地雷達(dá)檢測(cè)方法，該方法能夠檢測(cè)多種材料，并具體確定復(fù)雜管路以及地下管道的精確位置，這樣便于在實(shí)際施工階段對(duì)這些地下或地上基礎(chǔ)建筑進(jìn)行有效規(guī)避，從而防止施工過(guò)程對(duì)其造成傷害。同時(shí)，探地雷達(dá)試驗(yàn)檢測(cè)方法應(yīng)用過(guò)程中其主要通過(guò)發(fā)射天線將高頻電磁波定向發(fā)射到地下指定區(qū)域，并利用相關(guān)接收機(jī)天線接收其反射回地面的電磁波，由于電磁波在地下傳播過(guò)程中遇到不同介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁回波不同，檢測(cè)人員通過(guò)這些電磁波的波形、振幅、強(qiáng)度等參數(shù)分析，能夠?qū)τ诘叵陆Y(jié)構(gòu)情況進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，目前這種方法在路基工程檢測(cè)階段應(yīng)用日漸增多。

3.7 地基系數(shù)檢測(cè)方法

這種檢測(cè)方法作為較為實(shí)用的檢測(cè)方法之一，應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，其中歐系標(biāo)準(zhǔn)大多采用靜態(tài)變形模量ev2 作為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，而日本采用地基系數(shù)K30 作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而這兩種標(biāo)準(zhǔn)的有效執(zhí)行，能夠減少相關(guān)因素的不確定性影響，從而提升路基檢測(cè)質(zhì)量。地基系數(shù)K30 具體表示土層表面受水平壓力作用的具體可壓縮性程度，其具體檢測(cè)方法是將一定尺寸的剛性承載板實(shí)施靜態(tài)載荷，然后通過(guò)相關(guān)計(jì)算獲取相應(yīng)的載荷數(shù)值。實(shí)際道路橋梁路基檢測(cè)階段，地基系數(shù)K30 參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果影響因素較多，例如，不同區(qū)域空氣中水分含量也不相同，而空氣中的水分含量是測(cè)試結(jié)果誤差的主要影響因素之一，而且不同時(shí)段，其空氣中水分含量也不相同，所以該檢測(cè)結(jié)果具有明顯的時(shí)效性。如果在具體施工過(guò)程中空氣水分含量較多或采用濕作業(yè)方式時(shí)，地基系數(shù)K30 參數(shù)準(zhǔn)確性不高，其需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水分情況對(duì)于相關(guān)系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而提升測(cè)試結(jié)果的精準(zhǔn)性。另外，實(shí)際路基工程地基系數(shù)檢測(cè)階段，檢測(cè)人員應(yīng)預(yù)先評(píng)估檢測(cè)環(huán)境中水分含量情況，然后參照施工要求進(jìn)行相應(yīng)的施工檢測(cè)，從而避免空氣中水分變化影響地基系數(shù)檢測(cè)精度。

3.8 車(chē)轍檢測(cè)技術(shù)

這種檢測(cè)方法主要針對(duì)實(shí)際路基工程中瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)，重點(diǎn)檢驗(yàn)車(chē)轍對(duì)橋梁路基產(chǎn)生的具體影響，從而為后續(xù)檢測(cè)維修提供數(shù)據(jù)支持。通常人工試驗(yàn)檢測(cè)方法結(jié)果精確性不高，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此實(shí)際車(chē)轍檢驗(yàn)過(guò)程中，檢測(cè)人員常采用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)施檢測(cè)，具體利用紅外線檢測(cè)方法對(duì)車(chē)轍深度進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，并自動(dòng)獲取相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行匯總分析處理，從而生成相應(yīng)的車(chē)道路橋梁路面施工準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行施工作業(yè)，能夠保證實(shí)際道路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量。

4 提升道路橋梁路基工程試驗(yàn)檢測(cè)方法應(yīng)用質(zhì)量的優(yōu)化措施

4.1 提升檢測(cè)前準(zhǔn)備工作質(zhì)量

路基工程試驗(yàn)檢測(cè)開(kāi)展前，檢測(cè)單位應(yīng)組織相關(guān)人員做好試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作，尤其依據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容選擇合適的試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)原材料，并做好人員組織工作，確保試驗(yàn)方法科學(xué)合理，試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)原材料能夠有效使用，如試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目較為特殊時(shí)，需依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)要求選擇專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備，這樣能夠提升實(shí)際檢測(cè)效率以及檢測(cè)質(zhì)量。

同時(shí)，檢測(cè)單位應(yīng)預(yù)先開(kāi)展檢測(cè)項(xiàng)目技術(shù)交流培訓(xùn)，提升檢測(cè)人員的專(zhuān)業(yè)技能，熟悉掌握相關(guān)檢驗(yàn)流程，能夠有效操作檢測(cè)儀器設(shè)備，了解檢測(cè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的檢測(cè)問(wèn)題，雖然能夠依據(jù)相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行檢測(cè)操作，避免發(fā)生隨意性操作行為，這樣才可顯著提升檢測(cè)精準(zhǔn)度。

4.2 嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)

路基工程試驗(yàn)檢測(cè)階段，基于確保檢測(cè)質(zhì)量的目的，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施檢測(cè)作業(yè)，防止由于試驗(yàn)方法選擇不當(dāng)或試驗(yàn)流程不規(guī)范而影響最終檢測(cè)結(jié)果。以擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過(guò)程為例，需要檢測(cè)人員對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)施有效控制，最大干密度以及最佳含水率均和具體情況偏差較大，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)施全面控制。實(shí)際路基施工作業(yè)開(kāi)展前，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)完成取樣風(fēng)干含水率、最佳含水率和最大干密度等諸多指標(biāo)檢測(cè)工作，并在檢測(cè)階段盡量降低人為誤差影響，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性及可靠性。針對(duì)部分異常路基檢測(cè)階段，要求現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)施具體檢測(cè)，并依據(jù)含水率開(kāi)展施工碾壓實(shí)施擊實(shí)試驗(yàn)，這樣才可保證最大干密度與真實(shí)情況相符，進(jìn)而準(zhǔn)確計(jì)算路基壓實(shí)度。

4.3 重點(diǎn)確保含水率檢測(cè)質(zhì)量

一般來(lái)說(shuō)，道路橋梁路基作業(yè)質(zhì)量和土壤含水率具有明顯關(guān)聯(lián)性，具體路基壓實(shí)作業(yè)階段，土壤顆粒間作用力對(duì)于整體壓實(shí)程度影響較為明顯，假使土壤含水率過(guò)大時(shí)，土壤顆粒會(huì)出現(xiàn)明顯偏移，這對(duì)于土壤壓實(shí)檢測(cè)具有不良影響。同時(shí)土壤含水率檢測(cè)時(shí)，要求同一種土樣實(shí)施兩次平行測(cè)試，這樣才可有效確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.4 確保選點(diǎn)以及檢測(cè)頻率科學(xué)合理

實(shí)際道路橋梁路基試驗(yàn)檢測(cè)階段，檢測(cè)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況以及施工要求，認(rèn)真確定選點(diǎn)位置，這些選點(diǎn)位置應(yīng)具備明顯的代表性以及客觀性，能夠全面體現(xiàn)實(shí)際道路橋梁路基施工的實(shí)際情況。同時(shí)，具體道路橋梁路基工程檢測(cè)階段，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)根據(jù)國(guó)家相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)程，制定切實(shí)可行的試驗(yàn)檢測(cè)計(jì)劃，并明顯相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目的實(shí)際檢測(cè)頻率，這樣才可有效提升檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及有效性。

4.5 提升路基壓實(shí)均勻度

當(dāng)前，道路橋梁路基相關(guān)區(qū)域可能存在一些線路以及管道，其對(duì)于整體路基壓實(shí)度控制影響較為明顯，尤其一些水平面布設(shè)的地下管道會(huì)將路基壓實(shí)具體分割為一定數(shù)量小型施工作業(yè)面，這樣會(huì)對(duì)于碾壓機(jī)械正常工作起到明顯限制，并要求特殊處理才可繼續(xù)施工。同時(shí)豎直井口內(nèi)部，井壁附近區(qū)域填充材料很難被壓實(shí)。因此，具體操作階段，要求碾壓機(jī)械盡量處于管邊和井壁位置，如層次壓實(shí)作業(yè)完成后，便可在較短時(shí)間內(nèi)去除碾壓死角，然后依據(jù)工程實(shí)際選擇高穩(wěn)定性材料實(shí)施具體填充，而這種方法對(duì)于周邊排水和基層影響極小，這樣可以進(jìn)一步提升路基滲水性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前道路橋梁路基工程施工要求日趨嚴(yán)格，而為了確保路基工程施工質(zhì)量，施工單位不僅需要做好施工過(guò)程控制，還需依據(jù)相關(guān)施工進(jìn)度進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)工作。因此，實(shí)際路基工程試驗(yàn)檢驗(yàn)階段，檢測(cè)單位應(yīng)依據(jù)相關(guān)檢測(cè)要求及計(jì)劃實(shí)施檢測(cè)作業(yè)，并依據(jù)工程實(shí)際選擇合適的檢測(cè)方法，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及操作規(guī)程實(shí)施具體作業(yè)，這樣才能從根本上提升道路橋梁路基工程的施工質(zhì)量。