肖芳秋， 周朱鳳， 劉 巖

(浙江省工程勘察院，浙江 寧波 315000)

1 工程概況

軟土地區(qū)的工民建項(xiàng)目建設(shè)前場(chǎng)地一般都需要進(jìn)行場(chǎng)地回填，然后再進(jìn)行后期的施工。維拉小鎮(zhèn)項(xiàng)目由多層的別墅組成，項(xiàng)目建設(shè)前場(chǎng)地進(jìn)行塘渣回填，房建項(xiàng)目結(jié)束后的瀝青路面出現(xiàn)不同程度的裂縫和深陷，為了查明具體原因和提供確切數(shù)據(jù)，分別采用了回彈模量法和固體體積法對(duì)填土和下臥層進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。

2 路面結(jié)構(gòu)層

小區(qū)道路構(gòu)造由上而下分別由瀝青路面層、雜填土層、耕植土層和軟弱層組成。路面厚度約0.15 m，由瀝青混凝土澆注而成；雜填土厚度約1.2～1.5 m，為松散～稍密的雜填土，由黏性土、碎石、塊石、磚塊等組成；耕植土厚度約0.3 m，成分以黏性土為主，夾碎石；軟弱層為原狀土層，為黃灰色黏土，呈可塑狀。

3 試驗(yàn)方案

3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

通過室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試相結(jié)合的方法，對(duì)路面出現(xiàn)裂紋的原因進(jìn)行調(diào)查?？紤]到回填塘渣的組成成分差別大，成分的粒徑變化大，無法做擊實(shí)試驗(yàn)和最大干密度試驗(yàn)，所以采用固體體積率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)位置和數(shù)量：在瀝青路面下部的回填土墊層進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)每個(gè)區(qū)塊的被測(cè)地點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行回彈模量法和灌砂法試驗(yàn)各兩次以上，其中回彈模量法對(duì)路基墊層和下臥原狀土層進(jìn)行測(cè)試，灌砂法試驗(yàn)只對(duì)墊層進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2 試驗(yàn)設(shè)備及方法

3.2.1 儀器設(shè)備

回彈模量法：測(cè)試塘渣層頂面時(shí)，采用后軸重不小于60 kN的載重汽車提供試驗(yàn)反力，測(cè)試塘渣層下臥原狀土?xí)r，采用4只地錨組成的反力架提供試驗(yàn)反力。均采用直徑0.3 m、厚0.02 m的鋼板作為承載板，通過一臺(tái)10 t力的千斤頂加荷，其所加值通過其上放置的荷載傳感器控制，并由置于基準(zhǔn)梁上對(duì)稱于千斤頂?shù)膬蓚€(gè)電子百分表的數(shù)值變化進(jìn)行試驗(yàn)沉降數(shù)據(jù)采集。

灌砂法：灌砂筒、標(biāo)定罐、基板、量砂、天平和烘箱。

3.2.2 試驗(yàn)方法及步驟

(1)在測(cè)試點(diǎn)點(diǎn)位清理試驗(yàn)場(chǎng)地，試驗(yàn)汽車就位(或開挖至試驗(yàn)標(biāo)高，埋設(shè)反力架)。

(2)仔細(xì)平整土基表面，撒干燥清潔的細(xì)砂填平土基凹處。

(3)安置承載板，并用水平尺進(jìn)行校正，使承載板置于水平狀態(tài)。

(4)在承載板中心位置依次放置千斤頂及荷載傳感器后，使各設(shè)備重心與反力架一致，在承載板兩側(cè)各設(shè)置1只百分表于基準(zhǔn)梁上。

(5)用千斤頂開始加荷，先預(yù)壓0.05 MPa，穩(wěn)壓1 min，使承載板與土基緊密接觸，同時(shí)檢查百分表是否正常工作，然后放松千斤頂油門卸載穩(wěn)壓1 min后，記錄初始讀數(shù)。

(6)測(cè)試土質(zhì)的壓力-變形曲線，采用逐級(jí)加載卸載法進(jìn)行試驗(yàn)。

3.2.3 試驗(yàn)成果

本次試驗(yàn)點(diǎn)土質(zhì)為碎石土及黏性土，根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE 60—2008)中有關(guān)規(guī)定，土基的回彈模量按下式進(jìn)行計(jì)算：

(1)

式中：E0為土基回彈模量，MPa；D為承載板直徑，cm，本試驗(yàn)承載板直徑為30 cm；μ0為土的泊松比，根據(jù)部頒設(shè)計(jì)規(guī)范取值，本次試驗(yàn)塘渣層取0.30，塘渣層下臥原狀土取0.35；Li為試驗(yàn)結(jié)束前的各級(jí)實(shí)測(cè)回彈變形值，cm；Pi為對(duì)應(yīng)于Li的各級(jí)壓力值，MPa。

3.2.4 灌砂法試驗(yàn)按下列步驟進(jìn)行

(1)挖試坑直徑約250 mm，深300 mm，稱取所有試樣質(zhì)量。

(2)向容砂瓶?jī)?nèi)注滿砂，關(guān)閥門，稱取容砂瓶、漏斗和砂的總質(zhì)量。

(3)將密度測(cè)定器置于挖好的坑口上，打開閥門，使砂注入試坑，測(cè)出注滿試坑所用的標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量。

(4)試樣的密度ρ0應(yīng)按公式(2)計(jì)算：

(2)

(5)試樣的干密度應(yīng)按公式(3)計(jì)算：

(3)

式中：mp為試樣的質(zhì)量，g；ms為注滿試坑所用標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量，g； 為標(biāo)準(zhǔn)砂的密度，g/cm3；ω為試樣含水率，%。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

從表1塘渣層的數(shù)據(jù)可以看出，回彈模量法測(cè)出的數(shù)據(jù)可以反映出塘渣層頂面均勻性較差，土基回彈模量值在36.3～73.0 MPa之間，離散性大；塘渣層下臥層原狀黏土層性質(zhì)稍好，土基回彈模量值在8.0～9.0 MPa之間，差異性小而且較為均勻。塘渣層固體體積率較低，差異較大，反應(yīng)回填層的空隙較大，普遍在回填層的30%左右，說明該層的壓實(shí)性較差。代表測(cè)試點(diǎn)測(cè)試成果見表2，P-S曲線見圖1。

表1 塘渣層檢測(cè)結(jié)果

表2 塘渣層測(cè)試結(jié)果

圖1代表測(cè)試點(diǎn)測(cè)試成果及P-S曲線

5 結(jié)論

(1)通過兩個(gè)試驗(yàn)可以看出，下臥層回彈模量值在8.0～9.0之間，差異性較小，較穩(wěn)定；塘渣層頂面均勻性較差，回彈模量值在36.8～84.2 MPa之間，固體體積率小，兩種方法檢測(cè)結(jié)果吻合。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比后，上層填土壓實(shí)較差導(dǎo)致路面不均勻壓縮，是引起道路開裂的主要原因。

(2)采用固體體積率的方法能夠快速直接地對(duì)地基、路面等回填均勻性差，成分雜，粒徑變化大的回填層進(jìn)行壓實(shí)性的測(cè)試，并提供準(zhǔn)確的參數(shù)，從而降低檢測(cè)費(fèi)用和縮短工期。