客运专线铁路路基施工技术PPT课件.ppt

2020 3 26 可编辑 1 客运专线路基施工技术 主讲教师 授课时间 4学时 2020 3 26 可编辑 2 软土地基处理施工技术及质量检验方法路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法路桥 涵 过渡段及基床表层施工工艺与施工质量检测方法 客运专线路基施工技术 2020 3 26 可编辑 3 软土地基处理施工技术及质量检验方法 客运专线软土路基工后沉降标准确定软土地基处理方法的前提地基处理的目的 加固原理 施工程序 技术要求 质量标准和检测方法铁路系统常用的地基处理方法浅层处理 排水固结法 复合地基 2020 3 26 可编辑 4 地基处理方法的选择与优化技术软土层厚度小于3米时 浅层处理 软弱土 0 5m砂垫层 高有机物含量 换填渗水土 一般路基 软土层较厚 排水固结法 塑料排水板 袋装砂井 砂井并结合填土预压 路桥过渡段 复合地基松软地基 液化地基 砂桩 碎石桩软土地基 粉喷桩 深层搅拌桩软土地基厚 施工受地域影响 粉喷桩 旋喷桩 保证路堤稳定 路堤均匀沉降 在垫层中铺设双向土工格栅或土工格室 软土地基处理施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 5 水泥搅拌桩处理软土地基施工工艺及质量检测水泥搅拌桩分粉喷桩和浆喷桩粉喷桩施工工艺流程图 软土地基处理施工技术及质量检验方法 搅拌桩 2020 3 26 可编辑 6 浆喷桩施工工艺流程图 软土地基处理施工技术及质量检验方法 搅拌桩 2020 3 26 可编辑 7 搅拌桩施工过程质量控制手段搅拌桩桩位控制方法坐标法与钢尺法相结合搅拌桩桩身垂直度控制方法水平尺调平底盘及在钻机钻架上设置吊线锤拌制水泥浆液提升搅拌与送灰时间匹配性控制钻到硬底层的控制钻机电流表数值控制桩头部位质量控制最后一次喷水泥浆或粉结束后对桩头约80cm部位再增加一次搅拌 软土地基处理施工技术及质量检验方法 搅拌桩 2020 3 26 可编辑 8 搅拌桩质量检测方法桩体质量检验选用钻探取芯检验法和荷载试验检测方法相结合的方法 钻芯取样方法成桩28天后在桩径方向1 4处 全桩长范围钻芯取样进行无侧限抗压强度 抽检比例2 荷载试验方法沿线路纵向每100米检查1处 每工点不少于3组 静力触探 轻便动力初探 N10 低应变试验 标准贯入试验和波速检测等方法由于自身的局限性和检验效果的离散性 慎重使用 软土地基处理施工技术及质量检验方法 搅拌桩 2020 3 26 可编辑 9 软土地基处理施工技术及质量检验方法 搅拌桩 钻探取芯工艺钻探取芯试验检测工艺的关键过程是 钻头直径的选择 水钻与干钻的选择 下钻速度的选择 立轴 钻杆 转速的选择 芯样提取方式选择 水泥搅拌桩钻探取芯钻头选用硬质合金钢钻头 水钻 下钻速度一般由钻杆自身重量控制 对于芯样较硬的桩可用油泵来增加下钻速度 土样提取前应先封口 取芯率不低于70 2020 3 26 可编辑 10 软土地基处理施工技术及质量检验方法 搅拌桩 施工经验表明 搅拌桩在18m范围内强度值均可满足要求 但在10m左右以下个别点的无侧限抗压强度异常 搅拌桩l0m以内的施工质量可控性较高 施工质量可以保证 鉴于我国目前的机具设备条件 加固深可到20m 其上l0m的范围质量完全可以保证 l0m以下范围一定要加强管理 必须保证桩长 喷灰量或浆量 复喷或复搅次数 2020 3 26 可编辑 11 塑料排水板施工工艺流程 软土地基处理施工技术及质量检验方法 塑料排水板 桩机就位 排水板进场 检验 装排水板桩靴 板位放样 插板机移机定位 下插桩管至标高 上拔桩管至其下端离地50cm 切割排水板 外露30cm 回填排水板桩孔 移机至下一排水板桩位 插板机进场 调试 2020 3 26 可编辑 12 软土地基处理施工技术及质量检验方法 塑料排水板 塑料排水板施工质量控制板材控制板位控制垂直度控制深度控制回带控制板头污染处理施工后场地处理施工现场管理 2020 3 26 可编辑 13 软土地基处理施工技术及质量检验方法 塑料排水板 施工注意事项 1 在塑料排水板施工机械中 静压式插板机在工效 经济成本和环境影响等方面优于振动式插板机 但振动式插板机对地层的穿透能力大于静压式 因此 在两者都能够穿透的地层打设塑料排水板时 优先选用静压式 在静压式打设困难的地层 采用振动式塑料排水板机械打设 2 建议优先选用带刻度的非再生料制作的塑料排水板 在深度检测上最好配备有性能可靠的自动记录仪 2020 3 26 可编辑 14 真空预压施工工艺 2020 3 26 可编辑 15 软土地基处理施工技术及质量检验方法 真空预压 施工质量控制措施真空计埋设质量控制 用透水土工布包好真空计 防止细颗粒堵塞真空计 安装真空计时 不能刺破排水板土工滤膜 防止土颗粒堵塞排水通道 钻机定位开孔 成孔倾斜不大于1 进尺时注意护壁 不同深度的真空计用泥球隔开 泥球采用钻孔相应位置取出的原土搓成 晾干后使用 将埋设过的钻孔上部用淤泥封住 防止漏气 采用振动式插板机时 注意不能破坏排水板内的塑料管和排水板外的滤膜 2020 3 26 可编辑 16 软土地基处理施工技术及质量检验方法 真空预压 真空管网质量控制 材料 管材选用加筋PVC塑料管 主管壁厚大于2 7mm 支滤管壁厚大于2 4mm 确保其能承受足够的径向压力 支滤管外包土工布滤膜 防止砂土等颗粒进入滤管 管网埋设 主管与支滤管长度和间距应按规定布设 管网埋在砂垫层中 覆砂厚度不小于25cm 管网连接要牢固 滤水孔要通畅 密封性质量控制 密封膜材料 使用密封性好 抗老化能力强 韧性好 抗穿刺能力强的专用真空膜 真空膜的材料参数需符合材料检测要求 密封膜铺设 密封膜分二层 铺设后应检查 确保无破损 为保护密封膜 上下各铺设一层土工布 膜周边密封 密封沟开挖必须符合盖膜闭气要求 膜边需沿密封沟内壁插入软土中 封闭沟用粘土回填密实后覆水 以确保膜周边的密封 见示意图 2020 3 26 可编辑 17 软土地基处理施工技术及质量检验方法 真空预压 加固区四周随抽真空进行会产生环向裂缝 为保证密封性可将淤泥浆灌入 将裂缝填实 如地基浅层有透水层 应采取加深密封沟或打入隔离桩等措施进行封堵 以保证真空效果 2020 3 26 可编辑 18 软土地基处理施工技术及质量检验方法 砂桩联合预压 施工机具选择振动式和冲击式砂桩施工机械地层穿透能力上基本一样 两者成桩效果相当 振动式砂桩施工工效明显优于冲击式砂桩 冲击式砂桩施工时噪音大 不适合人口密集区和夜间施工 为此 推荐砂桩施工采用振动重复拔压管砂桩机 砂桩施工试验流程 2020 3 26 可编辑 19 砂桩施工工艺及工艺参数振动重复拔压式砂桩施工工艺流程双管锤击式砂桩施工工艺流程 软土地基处理施工技术及质量检验方法 砂桩联合预压 2020 3 26 可编辑 20 软土地基处理施工技术及质量检验方法 砂桩联合预压 砂桩质量检测方法 检验项目 连续性 密实度 复合地基承载力 检验方法 采用静力触探对整桩进行检测 同时对原状土 桩周土进行对比 采用重型动力触探对桩体8一l0m以上部位进行检测 检验频次 桩体静力触探 重型动力触探检验数量为2 复合地基的承载力检验 沿线路纵向每100m抽样检验3处 每工点不少于3处 检验时间 饱和黏土中 宜在成桩桩体2周后进行 2020 3 26 可编辑 21 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 物理改良目的 对填料的颗粒组成及级配进行改善 即在一种填料种掺入另一种填料 拌合均匀后使其级配改善 成为物理力学性质有所提高的新填料 途径 掺入粗粒料 中粗砂 改善其级配条件 掺入较细颗粒 粘粒 通过提高其粘粉比增强其强度指标 2020 3 26 可编辑 22 化学改良通过对填料加入掺入料 促使土与掺入料之间发生化学作用 从而使土的结构与性质发生较大的变化 掺入料为石灰 水泥 粉煤灰 土壤固化剂及其他有机及无机材料 水泥宜适用于改良不均匀系数Cu 10 Ip 12且WL 40 的粘性土 石灰宜改良粘粒 d 0 002mm 含量大于10 及Ip 12的粘性土 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 2020 3 26 可编辑 23 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 改良土路基填筑施工工艺 包括改良填料的粉碎 拌和 压实工艺及质量检验方法等 填料的粉碎和拌和填料改良的粉碎和拌和是保证改良土路堤质量的关键因素之一 石灰与黏性土拌和的均匀性 直接影响改良土的实际改良效果 目前对改良填料粉碎与拌和常用的方法归纳为两种 厂拌法和路拌法 2020 3 26 可编辑 24 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 厂拌法集中在某一场地 通常在取料厂 用固定式拌合机拌和水泥土混合料 用自卸卡车将拌成的混合料运送到铺筑工地 然后进行摊铺和压实 路拌法采用这种方法时 先将要改良的土 沿线路挖的就地土或从附近取土坑中挖的经选择的土 摊铺在下承层上 整形后在上摊铺掺入料 然后用拌和机进行拌和 并进行整平和压实 2020 3 26 可编辑 25 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 填筑压实国内碾压设备主要以自行式振动压路机及三轮压路机为主导 最佳的碾压方式为 静压2遍 基本稳定土体和压实表层 弱振2 3遍 保证深层土体密实 继续静压2 3遍 压实弱振时破坏的表层 并使之平整 光洁 水泥土不适合强振碾压 采用弱振或静压 2020 3 26 可编辑 26 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 石灰改良土路基施工中需注意的有关问题路基养护 下层施工完成经质量检验合格后 可立即铺筑上层 对于不能立即铺筑上层或暴露于表层的改良土填层经1 2天后 应保持潮湿状态下养生 养生期间应封闭交通 洒水车除外 雨季及低温施工 雨季应集中力量分段施工 边拌和 边摊铺 边压实 填层应在下雨前碾压完毕 因下雨造成填筑层湿软地段 宜采取换土处理 雨期及雨后影封闭交通 2020 3 26 可编辑 27 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 问题水泥土压实系数达不到要求 水泥改良粉粘土后 土中粘粒含量降低 土粒间粘聚力减小 同时碾压时侧向不存在约束 导致压实系数偏低 水泥土压实与检测的时效性 水泥土碾压6 8遍基本上达到最佳效果 超过8遍以后 由于施工时间长 水分损失过多 压实系数增长幅度很小 有时会下降 在水泥的初凝时间内完成碾压和检测 施工现象 碾压时表面出现横向裂缝 水分散失快 极易造成起皮 分层现象 2020 3 26 可编辑 28 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 改良土路堤压实质量检验改良土路基压实系数检测分别采用灌砂法 核子湿度密度仪法 强度指标采用了地基系数K30 动态变形模量EVd两种方法 压实系数K检测方法 环刀法用于不含砾石颗粒的细粒土和无机结合料改良土 灌水法用于粒径不大于60mm的粗粒料 灌砂法和气囊法 波义尔定律 用于粒径不大于20mm的粗粒料 核子湿度密度仪用于细粒土和砂类土 2020 3 26 可编辑 29 路堤填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法 检测方法功效与适用性 2020 3 26 可编辑 30 级配碎石材料的准备级配材料可外购碎石和石屑 或采用天然的砂卵石或砂砾破碎配制 分20 40mm 10 20mm 10mm以下三种集料 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 31 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 32 室内击实试验表明 级配碎石的击实效果对含水量不太敏感 但存在一个相对合适的含水量范围 即6 8 此时易于击实 相应的干密度最大 含水量3 5 5 时 干密度降低 当含水量小于3 时 不宜击实 相对干密度较小 但对级配砂砾石和级配碎石必须严格控制其细集料的液限和塑性指数 亦即严格控制0 5mm以下细粒土的含量 细粒土含量过高 将使塑性指数增大 降低集料的强度和刚度 同时其水稳性也差 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 33 基床表层填筑 分两层施工 下层为0 35m 上层为0 25m 每层施工工艺流程分四区段八流程 验收基床底层区段拌和运输区段摊铺碾压区段检测试验区段 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 34 验收基床底层区段测量中线水平 检查几何尺寸 核对压实标准 使其达到基床底层验收标准 对不符合标准的基床底层进行修整 使其达到基床底层标准要求 拌和运输区段基床表层搅拌采用厂拌 原材料必须进行材质及级配试验 材质及级配均要符合设计及规范要求 正式拌和前 必须先调试所用厂拌设备 使混和料的颗粒组成及含水量符合规定要求 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 35 拌和好的混和料要尽快运到铺筑现场 并进行碾压 用平地机摊铺混和料的 根据运输车的运输能力 计算每车混和料摊铺面积 等距离堆放成堆 用摊铺机摊铺的 则与摊铺机能力相互协调 减少停机待料情况 摊铺碾压区段基床表层摊铺第一层采用平地机进行摊铺 用平地机将混和料按松铺厚度摊铺均匀 对不均匀处及坑洼处人工进行调整 基床表层摊铺第二层 采用摊铺机进行摊铺 摊铺方法由试验段确定 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 36 碾压采用振动压路机 先静压后振动碾压 碾压要遵循先轻后重 先慢后快的原则 直线段由两侧路肩向路中心碾压 即先边后中 曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压 碾压时沿纵向重叠0 4m 横缝衔接处应搭接 搭接长度不少于2m 检测试验区段基床表层检测 按照基床表层压实质量标准及检测方法和频度进行检测 基床压实若达不到要求 要分析原因 重新补压 直到满足要求 基床表面修整养护 局部表面不平整要洒水补平并补压 使其外形质量达到设计要求 已经施工的基床表面禁止任何车辆通行 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 37 级配碎石填筑工艺流程 2020 3 26 可编辑 38 每作业面摊铺碾压机具组合采用平地机摊铺 1台大功率推土机 1台平地机 1台重型自行式震动压路机 2台冲击夯 5台以上自卸汽车 采用摊铺机摊铺 1台摊铺机 1台重型自行式震动压路机 2台冲击夯 5台以上自卸汽车 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 39 施工参数一个摊铺区段长度以120 150m为宜 摊铺前对下承层进行地基系数K30复测 对不合格地段进行处理 确保下承层无质量隐患 下层虚铺厚度40cm 碾压后为35cm 下层铺筑两侧各超宽30cm 碾压成型后切掉 上层铺筑前先砌护肩 有利于控制路基面高程 靠护肩30cm范围 用冲击夯夯实 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 40 合理的碾压遍数基床表层下层 先静压2遍 再弱振1遍 强振3遍 弱振1遍 最后再静压2遍收光平整表面 基床表层上层 先静压2遍 再弱振1遍 强振2遍 弱振1遍 最后再静压2遍收光平整表面施工控制级配碎石铺筑碾压的含水量应在3 5 以上 小于3 5 时 一则碾压困难 二则地基系数K30和颗粒间孔隙率n达不到要求 考虑水分损失 生产时含水量可适当提高1 2 含水量为3 5 5 时 碾压后马上达到很高强度 达到地基系数检测要求所需放置时间短 在2天以内 含水量为7 8 时 碾压后不能很快达到很高强度 达到地基系数K30检测要求所需放置时间在3天左右 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 41 2020 3 26 可编辑 42 级配碎石的配合比宜选为20 40mm碎石 10 20mm碎石 小于10mm砂砾 25 25 50或30 20 50 不宜20 30 50施工注意事项拌和好的级配碎石搁置时间过久宜出现离析现象 会导致在摊铺过程中出现粒料不均匀 产生集料窝 并且由于离析后松散的级配碎石具有较好的透水性能 天气变化不易控制其含水量 过大的含水量会浸软基床底层填料 从而对碾压后的测试结果产生很大影响 因此级配碎石宜随拌随用 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 43 路堤本体及基床底层施工完后不要急于刷坡 为保证基床表层边缘压实度以及压路机作业安全 应适当加宽铺筑断面 加宽值以40 50cm为宜 级配碎石的摊铺碾压应遵循 先两侧后中央 先静压后振压再静压的施工顺序 作业面上不调头不转弯 的原则进行全断面碾压 碾压时 压路机轮迹应重叠1 3 并保证路基边缘及加宽部位压实质量 对于压路基不易到达的部位 应采用冲击夯等其他压实设备进行处理 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 44 过渡段施工技术参数虚铺厚度参考参数 压路机 小于30cm 冲击夯实机具 小于25cm 平板振动器 不大于13cm 重型压路机碾压方式 静压 弱振 强振 静压小型夯实机具 靠近桥台2m范围内 重型压路机无法靠近 掺入5 水泥 14t压路机碾压12 14遍 18t压路机碾压10 12遍 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 45 施工质量控制措施级配碎石材质控制对进场各级配碎石料层层把关 先对各料源进行调查和取样检测 做到合格后方可进料 各单粒料要求粒径均匀 含泥量 具它有机物和针片状等含量不能超过规范要求 级配范围满足相关规范规定 对不符合质量要求的填料不允许装车 己运来的要立即清退出场 碎石级配均匀性和含水量控制级配碎石级配均匀与否 含水量的高与低等直接影响到级配碎石施工质量 是级配碎石施工中的两个重要指标 而影响级配碎石级配均匀性和含水量的因素很多 但主要还是体现在拌和工艺和摊铺 碾压工艺上 因此控制级配碎石的均匀性和含水量主要从这两个工艺方面进行 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 46 碾压试验施工质量控制填料的摊铺施工中采用10t自卸汽车运输 根据车容量计算堆料间距 一般以20 30m填筑区段完成一层卸土后 使用平地机进行摊铺精平 要求控制层面无显著的局部凹凸 并保证4 的人字型横向排水坡 为有效控制每层虚铺厚度 用水平仪检测填层顶标高 个别难以整平的地方人工配合找平 碾压夯实采用YZl6JA振动压路机 根据试验结果按要求进行碾压 重点注意碾压遍数与方式 一般由两边向中央进行 先静压 带微振 一到两遍后开始振动碾压 弱振为主 碾压应做到压实均匀 各区段自交接处互相重叠压实 纵向搭接长度3米 沿线路纵向行与行之间压实重叠0 2m左右 视情况可进行一到两遍强振 但不宜过多采用 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 47 路肩处级配碎石施工主要从以下几个方面来控制 施工放样时 两侧均超填20 30cm以上 平地机推平时 路基两侧各留0 5m左右的区域 用人工整平 再碾压 边坡修整待基床表层级配碎石施工完毕后进行 若因条件不够 采用先刷坡 后施工级配碎石 则要考虑在路肩两边布设挡碴网 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 48 级配碎石压实质量检验主要为孔隙率n 地基系数K30两项 同时引入动态变形模量Evd为辅助质量控制指标 孔隙率n主要采用核子密度仪 灌水法检测 地基系数K30采用平板荷载法检测 Evd采用小型平板动态变形模量仪法检测 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 49 K30试验 K30forcoefficientofsubgradereactiontest 用直径为30cm的刚性承压板 测定下沉量为1 25mm时的地基系数的试验方法 动态变形模量dynamicmodulusofdeformation 动态变形模量是指土体在一定大小的竖向冲击力FS和冲击时间tS作用下抵抗变形能力的参数 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 50 K30测试精度影响因素被测土体表面状态是影响K30测试精度的主要因素之一 为此 对于水分挥发快的均粒砂 表面结硬壳 软化 或其它原因表层扰动的土 必须下挖后试验 下挖深度限定在荷载板直径D的范围内 对被测面的要求及为了保证荷载板与测试面的良好密贴接触可采用的处理方法 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 51 被测土体含水率对测试结果也起主要影响作用 根据室内模拟试验 说明K30值与含水率之间存在着类似于压实度与含水率之间的关系 K30最大值时的含水率要低于压实度的最佳含水率 而且随着含水率的增加K30值将急剧下降 因此 平板荷载试验宜在填料层压实后2 4h内进行试验 主要是为了防止填层碾压完成后 表层含水率的变化 而影响测试结果 此次对K30平板载荷试验的有效深度未明确规定 但根据国内外资料表明 试验载荷所涉及深度约为荷载板直径的1 5 2倍 因此 在实际试验过程中应加以注意 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 52 动态检测原理在被检测的路基面上放置一块一定直径的承压板 通过一落锤在一定高度处自由下落 落到一缓冲装置后 再经承压板在填土面施加一冲击动荷载 使填土面产生沉陷 通过测试冲击动荷载的大小 板及板周围一定范围内填土面的动变形 利用专用的信号采集及数据处理软件 来求算路基土层的动模量 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 53 承载板的沉陷值越大 被测点的承载能力越小 动模量也越小 反之 越大 因此 动模量能反映该处的承载力 2020 3 26 可编辑 54 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 55 动态平板载荷试验是采用动态平板载荷试验仪 来监控检测土体承载力指标 动态变形模量Evd的试验方法 测得的土体变形是由规定的动态冲击荷载 产生的 试验时 落锤从设定的高度自由下落在阻尼装置上而产生符合测试条件的冲击荷载 由此引起的土体的变形S 即荷载板的沉陷值 通过沉陷测定仪采集记录下来 再通过平板压力公式计算得出Evd值 MPa 级配碎石施工技术及质量检验方法 2020 3 26 可编辑 56 式中 Evd 动态变形模量 MPa 计算至0 1MPa 荷载板半径 mm 荷载板下的动应力 MPa S 荷载板的沉陷值 mm 1 5 荷载板形状影响系数 实际使