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摘 要:旁压试验检测是监控公路工程施工质量的重要手段.客观、准确、及时的试验检测数据是指导、控制和评定工程质量的科学依据.通过试验检测能充分利用当地原材料,推广应用新材料、新技术和新工艺;能用定量的方法科学地评定各种材料和构件的质量;能合理地控制并科学地评定工程质量.因此,加强公路工程试验检测管理工作,对提高工程质量、加快工程进度、降低工程造价、推动公路工程施工技术发展都具有极其重要。
关键词:旁压试验检测方法;应用;原理
一、旁压试验检测方法的原理
旁压试验PMT(pressure meter test)又称横压试验,是工程地质勘察中原位测试方法的一种,旁压试验是将圆柱形旁压器竖直放在土中,利用旁压器的扩张,对周围土体施加均匀压力,测量压力和径向变形之间的关系,即可得地基土在水平方向上的应力应变关系。旁压仪分:预钻式旁压仪(PB-PMT)、自钻式旁压仪(SB-PMT)、压入式旁压仪(PI-PMT)。压入式旁压仪包括圆锥压入式旁压仪和圆筒压入式旁压仪,不同旁压仪的差异在于将旁压器设置在土中的方法是不同的。
1、预钻式旁压试验是预先在岩土中钻一符合要求的竖向钻孔,然后将旁压器放入孔内试验标高处进行试验。它对于不易成孔或易缩孔的土层是不适用的。
2、自钻式旁压试验是将旁压器(下端为环形刃具,内有旋转切削钻头)以静压方式一边压入土中,一边利用钻头破碎进入刃具的土,用泥浆将碎土循环冲到地面。用自钻式旁压仪的自钻功能,钻进到预定试验位置后,进行旁压试验。自钻式旁压仪的旁压器直接与土接触,旁压器周围的土体不如预钻式那样经过应力释放,故对周围土的应力状况,基本保持原位的应力状态,這是其优点。但其操作复杂,对含碎石的土层是不适用的。
3、压入式旁压试验中的圆锥压入式旁压仪可利用静力触探设备以静压方式压入土中,压到一定试验深度进行旁压试验,由于压入过程有挤土作用,与挤土桩机理相似,圆筒压入式旁压仪是在孔底以静压方式压入土中一定深度进行旁压试验。它与自钻式旁压仪一样,对周围土体的扰动相对较小,而操作技术比自钻式旁压仪简单,压入式旁压仪对一般粘性土、粉土和软土均适用,对于硬粘土或密实土不易压入时,也可在孔底先钻一个直径比旁压器小些的钻孔。
二、旁压试验检测方法的应用
旁压试验前,最好先进行静力触探,初选贯入阻力均匀、厚度不小于1m的层位做旁压试验,试验最小深度、连续试验层位间距、取土钻孔或其它原位测试与旁压试验孔间的水平距离,均不宜小于1m。对于预钻式旁压试验,成孔质量极为重要,要尽可能减小孔壁的扰动,即使不大的扰动带,也会显著影响试验结果。孔壁的扰动包括:钻具对孔壁的扰动、塌孔、循环液的冲蚀和孔壁土的软化,不同的土层条件,它们的扰动影响是不同的。针对具体土层条件,应选择合适的钻进成孔工艺,孔深不大的、土层软的可以手动勺钻,孔深大的,或遇软岩和风化岩,可用回转钻进成孔。对可塑-硬塑粘性土,可用环刀成孔器;对软塑-流塑软土,可用提土器成孔,成孔直径比旁压器外径大2~8mm为宜,强度高的土孔径宜小,孔形要圆整,孔壁要垂直,应尽量减轻对孔壁土体的扰动,保护孔壁土体的含水量,成孔深度一般应比试验深度大50cm,对孔壁稳定性差的或有缩孔的土层,宜采用泥浆护壁,成孔后试验应尽快进行,尽可能缩短间隔时间,一般不宜超过15min。
现场试验步骤如下:
1、先向水箱注满蒸馏水或干净的冷开水,然后将旁压器竖立于地面,打开水箱至测管和辅管管路上的所有阀门,并按逆时针方向拧松调压阀,向水箱稍加压力,加快注水速度,同时不停地拍打尼龙管束和摇晃旁压器,以便排除旁压器和管中滞留的气泡,当测管内的水位达到或稍高于零位时,关闭注水阀和测量腔注水阀,终止注水。
2、将旁压器垂直举起,使测量腔中点与测管零刻度齐平,把水位调至零位,并立即关闭测管阀和辅管阀,然后将旁压器放入钻孔预定测试深度。
3、打开测管阀和辅管阀,此时旁压器内产生静水压力Pw,系旁压器测量腔中点至测管水面间产生的水柱压力,该压力实际上为第一级压力。
4、顺时针方向旋转调压阀,调至所加压力Pm,逐级加压并按规定时间顺序测记测管水位下降值Sm。当测管水位下降值接近最大允许值或压力加至仪器最大额定值,应终止试验,《岩土工程勘察规范》(GB50021-94)规定,当量测腔扩张体积相当于其固有体积时可终止试验。
三、加强公路工程管理中试验检测的措施及建议
1、建立完善公路工程管理的试验检测制度
为了对建设项目实施有效的质量控制和检验评定,需要建立健全工程管理的试验检测制度。首先,针对建设项目规模,建立相应等级试验检测机构和质量保证体系,对工程质量负责。试验检测机构业务范围内的有关规范、规程、标准等技术文件应齐全,试验检测应严格按有关标准、规程及规范进行。其次,建立健全试验检测工作制度。建立各级人员的岗位责任制度和内部工作文件、技术文件的管理及保密制度、检测样品及抽样管理制度、质量管理手册执行情况检查制度等。要明确试验检测的责任人,建立保证检测工作质量的各种措施及规章制度。在实际工作中,首先应严格实行质量自检,加强质量管理和质量监督,逐步建立完善四级质量保证体系;其次要增强建设各方面的质量意识,分工负责,责任到人,真正落实质量岗位责任制。最后,制定详细的试验检测工作细则。在试验检测过程中,完全按照经试验检测工作细则规定的方法进行操作,试验室对各施工路段的每一层次路基填筑、每一构件的混凝土浇筑、砂浆砌筑,都做到有检测、有取样、有试验报告,并确认试验检测合格后才进入下一道工序,以合理的控制并科学的评价施工质量。
2、加强试验操作管理及试验数据的管理
首先,对工程所用的材料、混和料配合比实行全过程的跟踪管理,规定工地试验室应在工程开工之前对工程所用材料、混和料配合比按规范及招标文件要求的频率进行抽样试验,并将试验报告呈报监理试验室。监理试验室进行抽检,向中心试验室提交复核、抽检报告。中心试验室负责对主要材料的复检工作。其次,加强日常工程质量检测和工程验收质量检测。在施工期间的工程质量检测按“自检、抽检、巡检”的原则进行。在单项工程完工后,承包商应提供该项工程的材料试验、施工期检测、完工自检评定的各项资料,报请监理试验室进行现场验收。验收评定报告须经中心试验室核检、备案。最后,试验检测数据的处理是试验检测工作中的一个重要内容,为了获得准确的试验、检测结果就必须按照误差理论的规定和数字修约规则取舍所需要的数据,从而得到可靠、准确的试验检测数据,以便正确评定施工质量。同时,加强试验检测数据的管理。根据不同试验项目,派专人分门别类建立台帐,以保证试验资料的清晰、完整。
四、结束语
综上所述,在公路工程试验检测中的试验数据是各开工项目的质量控制参数,真实准确的数据,将指导各个施工环节,使工程项目得到顺利进行,工程质量得到可靠的保证,实现项目工程经济技术和效益指标。为此,必须采取各种措施做好公路工程施工中的试验检测和质量控制工作,以加快工程进度,降低工程造价,提高工程质量。
参考文献
[1] 胡建军.针对高速公路试验检测技术的应用分析[A]. 软科学论坛——工程管理与技术应用研讨会论文集[C]. 2015.
[2] 张颖.松原市公路工程试验检测存在问题及对策[A]. 发挥科技支撑作用深入推进创新发展——吉林省第八届科学技术学术年会论文集[C]. 2014.
[3] 米军.京沪高速铁路凤阳试验段旁压试验与分析[J]. 路基工程. 2011(06).
关键词:旁压试验检测方法;应用;原理
一、旁压试验检测方法的原理
旁压试验PMT(pressure meter test)又称横压试验,是工程地质勘察中原位测试方法的一种,旁压试验是将圆柱形旁压器竖直放在土中,利用旁压器的扩张,对周围土体施加均匀压力,测量压力和径向变形之间的关系,即可得地基土在水平方向上的应力应变关系。旁压仪分:预钻式旁压仪(PB-PMT)、自钻式旁压仪(SB-PMT)、压入式旁压仪(PI-PMT)。压入式旁压仪包括圆锥压入式旁压仪和圆筒压入式旁压仪,不同旁压仪的差异在于将旁压器设置在土中的方法是不同的。
1、预钻式旁压试验是预先在岩土中钻一符合要求的竖向钻孔,然后将旁压器放入孔内试验标高处进行试验。它对于不易成孔或易缩孔的土层是不适用的。
2、自钻式旁压试验是将旁压器(下端为环形刃具,内有旋转切削钻头)以静压方式一边压入土中,一边利用钻头破碎进入刃具的土,用泥浆将碎土循环冲到地面。用自钻式旁压仪的自钻功能,钻进到预定试验位置后,进行旁压试验。自钻式旁压仪的旁压器直接与土接触,旁压器周围的土体不如预钻式那样经过应力释放,故对周围土的应力状况,基本保持原位的应力状态,這是其优点。但其操作复杂,对含碎石的土层是不适用的。
3、压入式旁压试验中的圆锥压入式旁压仪可利用静力触探设备以静压方式压入土中,压到一定试验深度进行旁压试验,由于压入过程有挤土作用,与挤土桩机理相似,圆筒压入式旁压仪是在孔底以静压方式压入土中一定深度进行旁压试验。它与自钻式旁压仪一样,对周围土体的扰动相对较小,而操作技术比自钻式旁压仪简单,压入式旁压仪对一般粘性土、粉土和软土均适用,对于硬粘土或密实土不易压入时,也可在孔底先钻一个直径比旁压器小些的钻孔。
二、旁压试验检测方法的应用
旁压试验前,最好先进行静力触探,初选贯入阻力均匀、厚度不小于1m的层位做旁压试验,试验最小深度、连续试验层位间距、取土钻孔或其它原位测试与旁压试验孔间的水平距离,均不宜小于1m。对于预钻式旁压试验,成孔质量极为重要,要尽可能减小孔壁的扰动,即使不大的扰动带,也会显著影响试验结果。孔壁的扰动包括:钻具对孔壁的扰动、塌孔、循环液的冲蚀和孔壁土的软化,不同的土层条件,它们的扰动影响是不同的。针对具体土层条件,应选择合适的钻进成孔工艺,孔深不大的、土层软的可以手动勺钻,孔深大的,或遇软岩和风化岩,可用回转钻进成孔。对可塑-硬塑粘性土,可用环刀成孔器;对软塑-流塑软土,可用提土器成孔,成孔直径比旁压器外径大2~8mm为宜,强度高的土孔径宜小,孔形要圆整,孔壁要垂直,应尽量减轻对孔壁土体的扰动,保护孔壁土体的含水量,成孔深度一般应比试验深度大50cm,对孔壁稳定性差的或有缩孔的土层,宜采用泥浆护壁,成孔后试验应尽快进行,尽可能缩短间隔时间,一般不宜超过15min。
现场试验步骤如下:
1、先向水箱注满蒸馏水或干净的冷开水,然后将旁压器竖立于地面,打开水箱至测管和辅管管路上的所有阀门,并按逆时针方向拧松调压阀,向水箱稍加压力,加快注水速度,同时不停地拍打尼龙管束和摇晃旁压器,以便排除旁压器和管中滞留的气泡,当测管内的水位达到或稍高于零位时,关闭注水阀和测量腔注水阀,终止注水。
2、将旁压器垂直举起,使测量腔中点与测管零刻度齐平,把水位调至零位,并立即关闭测管阀和辅管阀,然后将旁压器放入钻孔预定测试深度。
3、打开测管阀和辅管阀,此时旁压器内产生静水压力Pw,系旁压器测量腔中点至测管水面间产生的水柱压力,该压力实际上为第一级压力。
4、顺时针方向旋转调压阀,调至所加压力Pm,逐级加压并按规定时间顺序测记测管水位下降值Sm。当测管水位下降值接近最大允许值或压力加至仪器最大额定值,应终止试验,《岩土工程勘察规范》(GB50021-94)规定,当量测腔扩张体积相当于其固有体积时可终止试验。
三、加强公路工程管理中试验检测的措施及建议
1、建立完善公路工程管理的试验检测制度
为了对建设项目实施有效的质量控制和检验评定,需要建立健全工程管理的试验检测制度。首先,针对建设项目规模,建立相应等级试验检测机构和质量保证体系,对工程质量负责。试验检测机构业务范围内的有关规范、规程、标准等技术文件应齐全,试验检测应严格按有关标准、规程及规范进行。其次,建立健全试验检测工作制度。建立各级人员的岗位责任制度和内部工作文件、技术文件的管理及保密制度、检测样品及抽样管理制度、质量管理手册执行情况检查制度等。要明确试验检测的责任人,建立保证检测工作质量的各种措施及规章制度。在实际工作中,首先应严格实行质量自检,加强质量管理和质量监督,逐步建立完善四级质量保证体系;其次要增强建设各方面的质量意识,分工负责,责任到人,真正落实质量岗位责任制。最后,制定详细的试验检测工作细则。在试验检测过程中,完全按照经试验检测工作细则规定的方法进行操作,试验室对各施工路段的每一层次路基填筑、每一构件的混凝土浇筑、砂浆砌筑,都做到有检测、有取样、有试验报告,并确认试验检测合格后才进入下一道工序,以合理的控制并科学的评价施工质量。
2、加强试验操作管理及试验数据的管理
首先,对工程所用的材料、混和料配合比实行全过程的跟踪管理,规定工地试验室应在工程开工之前对工程所用材料、混和料配合比按规范及招标文件要求的频率进行抽样试验,并将试验报告呈报监理试验室。监理试验室进行抽检,向中心试验室提交复核、抽检报告。中心试验室负责对主要材料的复检工作。其次,加强日常工程质量检测和工程验收质量检测。在施工期间的工程质量检测按“自检、抽检、巡检”的原则进行。在单项工程完工后,承包商应提供该项工程的材料试验、施工期检测、完工自检评定的各项资料,报请监理试验室进行现场验收。验收评定报告须经中心试验室核检、备案。最后,试验检测数据的处理是试验检测工作中的一个重要内容,为了获得准确的试验、检测结果就必须按照误差理论的规定和数字修约规则取舍所需要的数据,从而得到可靠、准确的试验检测数据,以便正确评定施工质量。同时,加强试验检测数据的管理。根据不同试验项目,派专人分门别类建立台帐,以保证试验资料的清晰、完整。
四、结束语
综上所述,在公路工程试验检测中的试验数据是各开工项目的质量控制参数,真实准确的数据,将指导各个施工环节,使工程项目得到顺利进行,工程质量得到可靠的保证,实现项目工程经济技术和效益指标。为此,必须采取各种措施做好公路工程施工中的试验检测和质量控制工作,以加快工程进度,降低工程造价,提高工程质量。
参考文献
[1] 胡建军.针对高速公路试验检测技术的应用分析[A]. 软科学论坛——工程管理与技术应用研讨会论文集[C]. 2015.
[2] 张颖.松原市公路工程试验检测存在问题及对策[A]. 发挥科技支撑作用深入推进创新发展——吉林省第八届科学技术学术年会论文集[C]. 2014.
[3] 米军.京沪高速铁路凤阳试验段旁压试验与分析[J]. 路基工程. 2011(06).