一種臺涵背回填土鉆芯檢測方法的應(yīng)用研究

祝 旋

（廣東全科工程檢測有限公司 廣州 511453）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的高速公路建設(shè)已經(jīng)越來越完善，但由于現(xiàn)場施工作業(yè)空間狹窄、雨季施工難度大等原因，高速公路涵洞和橋臺施工主體結(jié)構(gòu)施工完成后，需對涵洞涵背、橋臺臺背采用回填土進(jìn)行填實(shí)，但由于回填過程中的壓實(shí)度控制難度大，導(dǎo)致在通車運(yùn)營后，涵、臺背位置容易產(chǎn)生不均勻沉降從而導(dǎo)致車輛通過時(shí)出現(xiàn)“跳車”的通病。這一現(xiàn)象一方面影響車輛行駛過程中乘客的舒適性，另一方面當(dāng)載有易碎物品的車輛通過時(shí)有可能造成貨物的碎裂，給大眾及社會帶來難以估量的損失。為了從根本解決上述問題，需對涵洞涵背、橋臺臺背回填土的回填質(zhì)量進(jìn)行檢測，本文提出了一種針對臺涵背回填土施工質(zhì)量的檢測方法，并在廣東省某高速公路項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用。

1 檢測方法

由于該項(xiàng)檢測為廣東首例，并沒有相關(guān)規(guī)范或者經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，經(jīng)過一些實(shí)踐與摸索，最終確定從以下4 個(gè)方面進(jìn)行檢測：①、回填材料［1-7］是否符合設(shè)計(jì)要求；②回填深度是否符合設(shè)計(jì)要求；③分層壓實(shí)［8］厚度是否符合設(shè)計(jì)要求（層間鋪設(shè)無紡布）；④密實(shí)度是否符合設(shè)計(jì)要求（每下鉆1m 做一次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)［9］）。

1.1 檢測設(shè)備

檢測儀器采用北京某廠生產(chǎn)的XY-1A-4 型鉆機(jī)、取土器、標(biāo)貫器、重錘、卷尺、芯樣盒等［9，10］。

1.2 檢測前的準(zhǔn)備工作

在臺涵背回填土分層壓實(shí)［8］的過程中，在層與層之間臺涵背后0～2 m 范圍內(nèi)鋪設(shè)無色或綠色的無紡布，當(dāng)壓實(shí)至涵頂時(shí)可直接量取檢測點(diǎn)進(jìn)行鉆芯檢測，若涵頂覆土過高，無法通過肉眼觀測涵背位置時(shí)需要通過測量放樣選擇鉆孔位置。

1.3 檢測方法

對于臺涵背回填土四個(gè)方面的檢測，其難點(diǎn)在于如何在不破壞土體結(jié)構(gòu)的前提下使取上來的土完整地呈現(xiàn)以獲得準(zhǔn)確可靠的檢測數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的回旋鉆法無法在取土的同時(shí)保持土體原有結(jié)構(gòu)不被破壞，從而無法量取分層壓實(shí)厚度。本方法采用一種長度1 m，直徑約11 cm 的取土器，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)可以在取土?xí)r極大程度地保證土體原結(jié)構(gòu)不被破壞。將土取上來后可以用目測法觀察回填材料類型，用鋼卷尺量測無紡布間的距離，準(zhǔn)確的獲得分層壓實(shí)厚度，當(dāng)該孔完成抽芯以后可以用鋼卷尺量測回填土的總深度，對于回填土密實(shí)度可以用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行檢測。

1.4 檢測步驟

將取土器與鉆機(jī)鉆桿連接，通過重錘錘擊鉆桿，使取土器下沉，每下沉一定深度，將取土器上提，取出取土器內(nèi)的土，用芯樣盒裝好取出的土樣并依次擺放好，然后對該深度土體做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)獲得該深度標(biāo)貫錘擊數(shù)［9］。重復(fù)以上步驟，直到鉆芯至原狀土。鉆芯完成后即可用目測法檢測回填材料，用鋼卷尺量得每一層的分層壓實(shí)厚度及回填深度，不同深度的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可以獲得該孔不同深度的密實(shí)度。

1.5 檢測標(biāo)準(zhǔn)

本檢測方法為廣東首例，并未大范圍推廣使用，且并沒有相關(guān)規(guī)范或者經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，故暫無明確的檢測標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)項(xiàng)目建設(shè)單位可依據(jù)各個(gè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，自行制定檢測標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程應(yīng)用

廣東某高速公路采用鉆芯法對臺涵背回填質(zhì)量進(jìn)行檢測，由于缺乏相關(guān)規(guī)范，該項(xiàng)目建設(shè)單位自行制定了針對該項(xiàng)目的檢測標(biāo)準(zhǔn)。分層壓實(shí)厚度每層控制在20 cm 以內(nèi)，標(biāo)貫錘擊數(shù)不低于20 擊。

其中某蓋板涵涵背回填深度為4.70 m，0#涵背回填材料底部1 m 為回填石屑，其余為回填土，1#涵背回填材料為回填石屑。該涵背回填土施工過程中層間鋪設(shè)無紡布及壓實(shí)方式如圖1所示。

圖1 無紡布的鋪設(shè)及回填土的壓實(shí)Fig.1 Laying of Non-woven Fabric and Compaction of Backfill

分別在0#、1#涵背距離涵洞1 m 處各選一點(diǎn)進(jìn)行鉆芯法檢測?，F(xiàn)場檢測芯樣照片如圖2所示。

圖2 涵背芯樣Fig.2 Culvert Core Sample

經(jīng)檢測，該涵背回填材料符合設(shè)計(jì)要求；回填深度分別為4.67 m 及4.84 m，基本滿足設(shè)計(jì)要求；分層壓實(shí)厚度存在個(gè)別超厚現(xiàn)象，最大層厚為24 cm（見表1）；標(biāo)貫錘擊數(shù)均大于20 擊，密實(shí)度滿足要求。鉆孔深度及標(biāo)貫錘擊數(shù)如表2、表3所示。

表1 某蓋板涵涵背回填土分層厚度結(jié)果表Tab.1 Results of Delamination Thickness of Backfill on the Back of a Cover Plate Culvert

表2 某蓋板涵涵背鉆孔深（厚）度表Tab.2 Table of Drilling Depth (thickness) of Culvert Back of a Cover Culvert

3 結(jié)論

⑴對回填材料的檢測保證了臺涵背回填過程中采用合格的材料，避免因不合格的回填材料導(dǎo)致回填土無法壓實(shí)。

⑵對分層厚度的檢測保證了施工過程中按照規(guī)定的層厚壓實(shí)，避免因?qū)雍襁^大造成壓實(shí)度降低。

表3 某蓋板涵涵背回填土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.3 Statistical Table of Hammer Number of Standard Penetration Test for Backfill of Culvert Back of a Cover Plate

⑶對回填深度的檢測保證了足夠的回填深度。

⑷對密實(shí)度的檢測保證了不同深度的回填土均具有足夠的密實(shí)度。

對于橋臺臺背及涵洞涵背回填土的回填質(zhì)量大多是在施工過程中控制，而在高速公路中橋頭跳車的現(xiàn)象十分普遍，因此在施工完成后對臺涵背回填土的檢測很有必要。此檢測方法的應(yīng)用可以在施工完成后對臺涵背回填土的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，可以有效地控制臺涵背回填土的施工質(zhì)量，使得該項(xiàng)施工更加高質(zhì)高效地進(jìn)行。某工程實(shí)際應(yīng)用表明，該方法簡便易行，成效顯著。