铁路路基工程的检测试验研究

1、    铁路路基工程的检测试验研究    管丽娟【摘要】主要研究铁路路基工程检测试验，对既有线路行车条件下的k30ev2检测、加固前加固后状态检测和evd试验等铁路路基工程常见检验技术进行了详细分析，对铁路工程安全性评价和病害防治工作有着重要的作用。【关键词】铁路;路基工程;检测铁路里程较长，要穿过不同地质情况的地区，同时受到技术水平、经济条件以及施工机械设备等原因的影响，并且我国铁路基础设计标准要求并不十分高，使得铁路路基病害更加多发，治理工作比较困难。为了解决这个问题，有必要对铁路路基工程开展有效的状态检测实验研究，才能正确掌握铁路的工作状态，预见性

2、的解决铁路路基病害问题。一、k30ev2检测既有线路行车条件下的标贯、静力触探以及k30ev2等试验比较困难。表层检测的危险性较大，行车威胁试验人员人身安全，底层以及路堤测试面是倾斜的，不便于仪器摆放。现场检测工作中，既有铁路使用车辆提供反力几乎是不可能的，如何在不会行车产生及较大影响的情况下进行k30ev2检测是研究人员比较关注的问题。k30ev2检测的精度主要受反力装置的影响。既有线路肩业面狭小，并且路堤边坡倾斜，传统的反力装置并不适用。我们使用了一种新型的地锚加反力梁反力装置，主要有地锚、反力梁和销栓等结构。埋设地锚时使用铁锹和捣实器等常规设备就可操作，埋设、安装和拆卸均比較方便。地锚杆

3、上设置三排销栓孔用于调节梁底面和测试点间距，从而有效调节反力。地锚使用直拉式地锚，有底板、加固板和锚杆三部分，反力梁选择工字梁，选用18钢筋做销栓。为了创造合适的检验时间，设计了实验台，通过可拼接支杆、角钢、模板和螺栓等结构组成一个简单、稳定可靠并且十分轻便的试验台，保证k30/ev2仪器能够在三维空间内自由定位。地锚抗拔力主要有摩擦阻力、土柱自重、地锚自重等。地锚抗拉按照截面削弱的轴心受拉构件强度计算：（1-1）现场测量首先安装设备，在倾斜边坡上开挖一个和路肩平行的矩形水平测试面，之后开挖埋设坑，借助卷尺将地锚埋设位置确定，开挖圆形埋设坑，直径50cm，深80cm即可，考虑到加固后路基检测的

4、强度会上升，地锚埋深可适当增加到110cm左右。埋设坑施工结束之后放入地锚，回填土，使用直径18cm以下的圆形捣实器捣实，在一对地锚上插上销栓，架梁，尽量保证工字梁和底面平行，梁架好之后再埋设另一个地锚，保证梁端孔能够套入地锚。反力梁施工之后设置荷载板，使用细沙找平之后再进行铺设，荷载板载梁中心正下方，最后架设试验台，连接仪器进行k30/ev2试验。二、路基加固前后状态检测重载铁路路基病害多并且处理工艺比较复杂，进行路基加固前后的状态检测能够准确客观评价加固施工的效果，是保证加固质量的必要措施。加固前后状态检测主要有n10/压实度k试验/evd试验/ev2试验等内容。（一）路基病害调查为了便于

5、对路基状态准确评估，需要全面调查路基状态，采集资料：1.年降雨量调查区域内年降雨总量以及单次最大降雨量、地基处理方式、地表排水系统、地理地质情况等内容。2.病害情况基床病害主要有翻浆、下沉外挤、填料病害、排水不畅、冻害等。路堤边坡主要有沉降、滑坡、冲刷、东张和膨胀土病害等形式。进行路基病害详勘时需要重点勘测道渣囊、翻浆冒泥、基床截面尺寸变化等隐蔽性较强的病害形式。3.路基填料力学试验室内土工试验主要有颗粒度试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、固结试验等内容。（二）加固前检验通过设计方、施工方多方协商和现场调查，制定加固前检验方案，进行压实度k检验、k30平板荷载试验、evd试验、ev2试验和弹

6、性波测试。现场测试试验点的选择可根据现场实际情况进行适当调整，例如如果现场基床表层硬化或者设备无法摆放时就可取消该试验点。检验之前标定各检测仪器。（三）路基加固以铁路路基常见的斜打旋喷桩为例进行讨论。固结体尺寸的确定需要综合考虑土类别、密实程度和喷射注浆工艺，通常直径在0.5-0.6m之间，选择水泥做注浆材料，选用普通工程用水泥即可满足要求。布置水泥土桩时需将桩长在上部三排桩设置到扩散角，在路肩下路基半高位置多加一排桩即可，为了提高桩抗压性能，可在加强排和第一排水泥桩中插入钢管或者钢筋。（四）加固后检测方案加固过程中需要进行持续跟踪观察，了解整个施工过程，跟踪记录，进行初步评价。检测方法和检测

7、项目基本和加固之前相同，而且选择加固点需要在加固前测点附近，允许重叠，考虑路基填筑的不均匀性，应该尽量靠近，减少其他干扰因素的影响。进行桩身试验时可能存在桩身强度和刚度超过设备极限的情况，达到仪器量程极限便可终止试验。三、evd试验（一）基本工作原理动态弹性模量（evd）是土体一定时间、大小竖向冲击力作用下抵抗变形的能力。动态变形模量测试使用一定质量落锤在某高度自由落下，经过阻尼装置和承载板之后对路基产生瞬间冲击，产生路基沉陷。通过一定质量落锤在某高度上的自由下落模拟列车的动载荷效应对路基的作用，相同冲刷能条件下测试路基垂直变形量，计算路基的动态变形模量。evd最重要的技术指标是动态变形模量测

8、试仪的测试深度，也即落锤自由下落对路基的冲击影响深度，主要受到落锤质量以及落高的影响。但是在铁路路基实际检验过程中，落锤太重，是不适与便携测量的。为了提高便携性，现在都选择直径30cm的承载板和10kg落锤。（二）检测用设备动态变形模量检测需要的设备主要有加载装置、载荷板和沉陷测定儀。加载设备有挂钩装置、落锤、导向杆和阻尼装置等部分，载荷板是圆形钢板和传感器组成的，沉陷测定仪有信号处理、显示、电源等部分。（三）现场检测将荷载板置于平整处理之后的测试面上，安装导杆，保持垂直。之后提升落锤挂在挂钩上，使其脱钩自由下落，回弹时抓住落锤并重新挂在脱钩上，持续进行三次作为预冲击。之后进行三次冲击测试，避

9、免在检测过程中移动承载板。按照下式计算动态变形模量：（3-1）式中：evd-动态变形模量（mpa）;r-荷载板直径（mm），r=150mm;-荷载板最大动应力，=0.1mpa;s-荷载板沉降量（mm）。【结束语】路基施工质量对整个工程质量、进度以及列车行车安全都有着很大的影响。采用科学合理的试验检测方法，在保证检测人员生命安全的同时准确评价铁路的安全性和质量是铁路长期有效、安全运行的重要保障，在铁路中，尤其是发展很快的高速铁路中，动载荷产生的冲击力对基础的影响更加明显，所以在今后的检测工作中应该将动载荷的作用充分的考虑进去，提高铁路路基工程检验工作的全面性、客观性。【参考文献】1王光进，杨春和，张超，冒海军，王伟.粗粒含量对散体岩土颗粒破碎及强度特性试验研究j.岩土力学.2012，30（12）：3650-3654.2张少宏，张爱军，陈涛.堆石料三轴湿化变形特性试验研究j.岩石力学与工程学报，2011，24（supp.2）：5938-5942.3