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一种台涵背回填土钻芯检测方法的应用研究

2019-11-01

广东土木与建筑 2019年10期
关键词:涵洞无纺布压实

祝 旋

(广东全科工程检测有限公司 广州 511453)

0 引言

随着我国经济的高速发展,我国的高速公路建设已经越来越完善,但由于现场施工作业空间狭窄、雨季施工难度大等原因,高速公路涵洞和桥台施工主体结构施工完成后,需对涵洞涵背、桥台台背采用回填土进行填实,但由于回填过程中的压实度控制难度大,导致在通车运营后,涵、台背位置容易产生不均匀沉降从而导致车辆通过时出现“跳车”的通病。这一现象一方面影响车辆行驶过程中乘客的舒适性,另一方面当载有易碎物品的车辆通过时有可能造成货物的碎裂,给大众及社会带来难以估量的损失。为了从根本解决上述问题,需对涵洞涵背、桥台台背回填土的回填质量进行检测,本文提出了一种针对台涵背回填土施工质量的检测方法,并在广东省某高速公路项目中进行了应用。

1 检测方法

由于该项检测为广东首例,并没有相关规范或者经验可以借鉴,经过一些实践与摸索,最终确定从以下4 个方面进行检测:①、回填材料[1-7]是否符合设计要求;②回填深度是否符合设计要求;③分层压实[8]厚度是否符合设计要求(层间铺设无纺布);④密实度是否符合设计要求(每下钻1m 做一次标准贯入试验[9])。

1.1 检测设备

检测仪器采用北京某厂生产的XY-1A-4 型钻机、取土器、标贯器、重锤、卷尺、芯样盒等[9,10]。

1.2 检测前的准备工作

在台涵背回填土分层压实[8]的过程中,在层与层之间台涵背后0~2 m 范围内铺设无色或绿色的无纺布,当压实至涵顶时可直接量取检测点进行钻芯检测,若涵顶覆土过高,无法通过肉眼观测涵背位置时需要通过测量放样选择钻孔位置。

1.3 检测方法

对于台涵背回填土四个方面的检测,其难点在于如何在不破坏土体结构的前提下使取上来的土完整地呈现以获得准确可靠的检测数据,传统的回旋钻法无法在取土的同时保持土体原有结构不被破坏,从而无法量取分层压实厚度。本方法采用一种长度1 m,直径约11 cm 的取土器,经实践检验可以在取土时极大程度地保证土体原结构不被破坏。将土取上来后可以用目测法观察回填材料类型,用钢卷尺量测无纺布间的距离,准确的获得分层压实厚度,当该孔完成抽芯以后可以用钢卷尺量测回填土的总深度,对于回填土密实度可以用标准贯入试验进行检测。

1.4 检测步骤

将取土器与钻机钻杆连接,通过重锤锤击钻杆,使取土器下沉,每下沉一定深度,将取土器上提,取出取土器内的土,用芯样盒装好取出的土样并依次摆放好,然后对该深度土体做标准贯入试验获得该深度标贯锤击数[9]。重复以上步骤,直到钻芯至原状土。钻芯完成后即可用目测法检测回填材料,用钢卷尺量得每一层的分层压实厚度及回填深度,不同深度的标准贯入试验可以获得该孔不同深度的密实度。

1.5 检测标准

本检测方法为广东首例,并未大范围推广使用,且并没有相关规范或者经验可以借鉴,故暂无明确的检测标准,各个项目建设单位可依据各个项目的特点,自行制定检测标准。

2 工程应用

广东某高速公路采用钻芯法对台涵背回填质量进行检测,由于缺乏相关规范,该项目建设单位自行制定了针对该项目的检测标准。分层压实厚度每层控制在20 cm 以内,标贯锤击数不低于20 击。

其中某盖板涵涵背回填深度为4.70 m,0#涵背回填材料底部1 m 为回填石屑,其余为回填土,1#涵背回填材料为回填石屑。该涵背回填土施工过程中层间铺设无纺布及压实方式如图1所示。

图1 无纺布的铺设及回填土的压实Fig.1 Laying of Non-woven Fabric and Compaction of Backfill

分别在0#、1#涵背距离涵洞1 m 处各选一点进行钻芯法检测。现场检测芯样照片如图2所示。

图2 涵背芯样Fig.2 Culvert Core Sample

经检测,该涵背回填材料符合设计要求;回填深度分别为4.67 m 及4.84 m,基本满足设计要求;分层压实厚度存在个别超厚现象,最大层厚为24 cm(见表1);标贯锤击数均大于20 击,密实度满足要求。钻孔深度及标贯锤击数如表2、表3所示。

表1 某盖板涵涵背回填土分层厚度结果表Tab.1 Results of Delamination Thickness of Backfill on the Back of a Cover Plate Culvert

表2 某盖板涵涵背钻孔深(厚)度表Tab.2 Table of Drilling Depth (thickness) of Culvert Back of a Cover Culvert

3 结论

⑴对回填材料的检测保证了台涵背回填过程中采用合格的材料,避免因不合格的回填材料导致回填土无法压实。

⑵对分层厚度的检测保证了施工过程中按照规定的层厚压实,避免因层厚过大造成压实度降低。

表3 某盖板涵涵背回填土标准贯入试验锤击数统计表Tab.3 Statistical Table of Hammer Number of Standard Penetration Test for Backfill of Culvert Back of a Cover Plate

⑶对回填深度的检测保证了足够的回填深度。

⑷对密实度的检测保证了不同深度的回填土均具有足够的密实度。

对于桥台台背及涵洞涵背回填土的回填质量大多是在施工过程中控制,而在高速公路中桥头跳车的现象十分普遍,因此在施工完成后对台涵背回填土的检测很有必要。此检测方法的应用可以在施工完成后对台涵背回填土的施工质量进行检测,可以有效地控制台涵背回填土的施工质量,使得该项施工更加高质高效地进行。某工程实际应用表明,该方法简便易行,成效显著。

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