客运专线路基施工与质量检测技术(PPT课件

1、2021-12-141新干线路网图第1页/共169页2021-12-142第2页/共169页2021-12-143法国高速铁路网图第3页/共169页2021-12-144第4页/共169页2021-12-145德国高速铁路网第5页/共169页2021-12-146第6页/共169页2021-12-147第7页/共169页2021-12-148客运专线路基施工与质量检测技术客运专线路基施工与质量检测技术 第8页/共169页主要内容一、 京沪高速铁路设计暂行规定路基部分修编情况二、高速铁路的软土地基问题三、高速铁路路基质量控制要点四、高速铁路路基质量检测技术第9页/共169页一、京沪高速铁路设计暂

2、行规定路基部分修编情况第10页/共169页2021-12-1411 由于我国以往的铁路由于我国以往的铁路工程工程对路基的重视程度不够对路基的重视程度不够，使得近年来铁路路基出现的使得近年来铁路路基出现的质量问题越来越明显，发生质量问题越来越明显，发生了许多安全事故，造成了严了许多安全事故，造成了严重的经济损失。重的经济损失。第11页/共169页2021-12-1412 随着随着秦沈客运专线秦沈客运专线的建的建设，人们对路基的研究和重视设，人们对路基的研究和重视程度也在逐步提高，现在，路程度也在逐步提高，现在，路基在铁路工程中已明确被作为基在铁路工程中已明确被作为“土工结构物土工结构物”来看待，

3、路基来看待，路基工程的地位已得到明显提高。工程的地位已得到明显提高。第12页/共169页2021-12-1413 京沪高速铁路设计暂行规定2003-01-272003-01-27发布、2003-02-012003-02-01实施（铁建设200313200313号）。 按铁路跨越式发展的要求，有针对性地吸收了国际咨询意见，进行了修订，目前，修订版于20042004年底已由部批准颁布。 高速铁路、客运专线参照此规定执行。第13页/共169页2021-12-1414路基路基主要修改内容主要修改内容(1)(1) 对路基面上电缆槽、接触网杆柱的布置进行了修改；第14页/共169页2021-12-1415

4、1:1.751.21.41:m0.41:11.41：m1.31.30.55.013.81:1.750.51.2 1.41：m1:1.751:1.751:m1.31.31.20.55.013.81.20.51.43.13.13.13.10.41:10.612m12m第15页/共169页2021-12-1416路基路基主要修改内容主要修改内容(2)(2) 对路基基床表层和过渡段填料补充了Evd检测标准；第16页/共169页2021-12-1417京沪高速铁路设计暂行规定E Evd vd 的相关规定表4.2.2-1级配碎石基床表层的压实标准填料厚度（m）压实标准备注地基系数K30（MPa/m）动态变

5、形模量动态变形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n级配碎石0.71905518%路堤级配碎石0.551905518% 当为软质岩、强风化的硬质岩及土质路堑时中粗砂0.1513045第17页/共169页2021-12-1418填料厚度（m）压实标准地基系数K30（MPa/m）动态变形模量动态变形模量E Evdvd（MPa）孔隙率n级配砂砾石0.71905518%表4.2.2-3级配砂砾石基床表层的压实标准京沪高速铁路设计暂行规定E Evd vd 的相关规定注：基床表层的K K3030、E Evdvd、n n 三项指标要求同时检测，均必须满足压实标准。 第18页/共169页2021-12-1419

6、过渡段级配碎石填筑标准：K K3030150MPa/m E Evdvd50MPa n n 28%京沪高速铁路设计暂行规定E Evd vd 的相关规定第19页/共169页2021-12-1420路基路基主要修改内容主要修改内容(3)(3) 路基基床表层增设了沥青混凝土，以加强防水和防冻；第20页/共169页2021-12-1421 基床表层应考虑防排水层。路基基床由表层和底层组成,表层厚度应为0.7m，底层厚 度 应 为 2 . 3 m ， 总 厚 度 为3.0m。 其中，基床表层由510cm厚的沥青混凝土和6560cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成。第21页/共169页2021-12-1422路

7、基路基主要修改内容主要修改内容(4)(4) 规定高速铁路路基应优先选用A、B组填料和C组块石、碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良；第22页/共169页2021-12-1423路基路基主要修改内容主要修改内容(5)(5) 路桥、路涵过渡段采用纵向正梯形断面形式，取消加筋土过渡段的结构形式，补充了所有路涵均需设置过渡段的规定，并按节单独编制；第23页/共169页2021-12-1424(级 配 碎 石 )过 渡 段3 5m1 : 2路 堤 下 部基 床 表 层基 床 底 层级配碎石 1:2道床路堤下部基床表层基床底层2m第24页/共169页2021-12-1425路

8、堑台 阶 路 堤1:2地 面 线基 床 底 层基 床 表 层2m级 配 碎 石第25页/共169页2021-12-1426路基路基主要修改内容主要修改内容(6)(6) 对路基工后沉降控制标准及其地基条件结合国际咨询意见进行了修改。第26页/共169页2021-12-1427路基工后沉降标准路基工后沉降标准 现标准现标准原标准原标准秦沈线秦沈线一般地段一般地段(cm)51015过渡段过渡段(cm)3510沉降速率沉降速率(cm/年年)235第27页/共169页2021-12-1428 对于设计对于设计时速时速350km的的高速铁路，其路基工程更是高标高速铁路，其路基工程更是高标准、高要求，因此，

9、设计、施工准、高要求，因此，设计、施工和质量保证方面等问题将更加突和质量保证方面等问题将更加突出，尤其出，尤其软土地基软土地基条件下的路基条件下的路基设计与施工将是建设高速铁路必设计与施工将是建设高速铁路必须解决的关键技术问题。须解决的关键技术问题。第28页/共169页二、高速铁路的软土地基问题第29页/共169页2021-12-1430主要内容(一一) 软土地基的基本特点软土地基的基本特点(二二) 高速铁路路基的特点高速铁路路基的特点(三三) 高速铁路软土路基的问题与控制要点高速铁路软土路基的问题与控制要点(四四) 采取的主要工程措施采取的主要工程措施(五五) 昆山昆山“软土地基路桥设计参数

10、试验项目软土地基路桥设计参数试验项目”(六六) 常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法第30页/共169页312021-12-14（一）、（一）、 软土地基软土地基的基本特点的基本特点第31页/共169页2021-12-1432（一）、软土地基的基本特点（一）、软土地基的基本特点 1、具有高含水量、大孔隙、低密度、低、具有高含水量、大孔隙、低密度、低强度、高压缩性、低透水性、中等灵敏强度、高压缩性、低透水性、中等灵敏度的特点。这种土类属高至中压缩性，度的特点。这种土类属高至中压缩性，压缩量大，排水固结缓慢，地基稳定性压缩量大，排水固结缓慢，地基

11、稳定性差。差。 第32页/共169页2021-12-1433（一）、软土地基的基本特点（一）、软土地基的基本特点 2、具有一定的结构性。结构性的、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：软土有以下特点：其力学结构特性与应力水平有其力学结构特性与应力水平有密切关系，应力水平较低时土的密切关系，应力水平较低时土的压缩性较低，应力水平较高时结压缩性较低，应力水平较高时结构性受到破坏，压缩性较高，二构性受到破坏，压缩性较高，二者可以相差者可以相差34倍，甚至更高；倍，甚至更高；第33页/共169页2021-12-1434（一）、软土地基的基本特点（一）、软土地基的基本特点 2、具有一定的结构性。结构

12、性的、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：软土有以下特点：结构性是不可逆的，一旦被破结构性是不可逆的，一旦被破坏很难恢复，从而加大了土的压坏很难恢复，从而加大了土的压缩量；缩量；第34页/共169页2021-12-1435（一）、软土地基的基本特点（一）、软土地基的基本特点 2、具有一定的结构性。结构性的、具有一定的结构性。结构性的软土有以下特点：软土有以下特点：具有结构性的土类，应力具有结构性的土类，应力应应变关系将具有一定的剪胀性。在此变关系将具有一定的剪胀性。在此类地基上做工程，施工程序的不当类地基上做工程，施工程序的不当会给工程质量带来不利的影响，甚会给工程质量带来不利的影响，甚

13、至造成工程失事。至造成工程失事。 第35页/共169页2021-12-1436（一）、软土地基的基本特点（一）、软土地基的基本特点 3、大部分地区在地表处由于风、大部分地区在地表处由于风化、淋洗作用而存在硬壳层，该化、淋洗作用而存在硬壳层，该土层具有中等或低的压缩性，较土层具有中等或低的压缩性，较高的强度。如在工程上合理的利高的强度。如在工程上合理的利用此土层，可望降低总的沉降量。用此土层，可望降低总的沉降量。 第36页/共169页372021-12-14（二）、高速铁路路（二）、高速铁路路基的特点基的特点第37页/共169页2021-12-1438（二）、高速铁路路基的特点（二）、高速铁路路

14、基的特点 1、控制路基变形、控制路基变形 2、路基刚度的均匀性、路基刚度的均匀性 3、在列车运行及自然条件下、在列车运行及自然条件下的稳定性的稳定性 第38页/共169页2021-12-14391、控制路基变形、控制路基变形 高速铁路对高速铁路对轨道的平顺性轨道的平顺性提出提出了更高的要求，而路基是铁路线路了更高的要求，而路基是铁路线路工程的一个重要组成部分，是承受工程的一个重要组成部分，是承受轨道结构重量和列车荷载的基础，轨道结构重量和列车荷载的基础，它也是线路工程中最薄弱最不稳定它也是线路工程中最薄弱最不稳定的环节，的环节，路基几何尺寸的不平顺路基几何尺寸的不平顺，自然会引起轨道的几何不平

15、顺。自然会引起轨道的几何不平顺。第39页/共169页2021-12-14401、控制路基变形、控制路基变形 因此，高速铁路路基除因此，高速铁路路基除应具备一般铁路路基的基本应具备一般铁路路基的基本性能之外，还需要满足高速性能之外，还需要满足高速铁路轨道对基础提出的性能铁路轨道对基础提出的性能要求。不仅要求要求。不仅要求静态平顺静态平顺，而且还要求而且还要求动态条件下平顺动态条件下平顺。第40页/共169页2021-12-14411、控制路基变形、控制路基变形 一般铁路一般铁路路基是以路基是以强度控制强度控制设计，而对于设计，而对于高速铁路高速铁路，变形控变形控制制是路基工程设计的主要控制因是路

16、基工程设计的主要控制因素。因为在强度破坏前，可能已素。因为在强度破坏前，可能已出现了不容许的过大变形。出现了不容许的过大变形。第41页/共169页2021-12-14422、路基刚度的均匀性、路基刚度的均匀性 列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹列车速度越高，要求路基的刚度越大，弹性变形越小。但刚度过大也会使列车振动加大，性变形越小。但刚度过大也会使列车振动加大，也不能平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道也不能平稳运行。路基刚度的不平顺则会给轨道造成动态不平顺，所以，要求路基在线路纵向做造成动态不平顺，所以，要求路基在线路纵向做到到刚度均匀、变化缓慢刚度均匀、变化缓慢，不允许刚度突变。，不允许

17、刚度突变。第42页/共169页2021-12-14433、在列车运行及自然条件下的稳定性、在列车运行及自然条件下的稳定性 列车运营时路基不仅承受轨道结构和列车运营时路基不仅承受轨道结构和附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的附属构筑物的静荷载，还要承受列车荷载的长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在长期反复作用。同时，由于路基直接暴露在自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、自然条件下，需要抵抗气温变化、雨雪作用、地震破坏等不良因素的影响。地震破坏等不良因素的影响。第43页/共169页2021-12-14443、在列车运行及自然条件下的稳定性、在列车运行及自然条件下的稳定性 路基工程必须在这些

18、条件的路基工程必须在这些条件的长期作用下，其强度不会降低、弹长期作用下，其强度不会降低、弹性不会改变、变形不会加大。真正性不会改变、变形不会加大。真正做到做到长寿命长寿命，少维修少维修。只有这样，。只有这样，才能高速行车，减少维修费用，并才能高速行车，减少维修费用，并增加运行的安全性。增加运行的安全性。第44页/共169页2021-12-1445（二）、高速铁路路基的特点（二）、高速铁路路基的特点 以上的几点要求，目前的普以上的几点要求，目前的普通铁路路基是不能满足的，而高速通铁路路基是不能满足的，而高速铁路必须在铁路必须在路基结构路基结构、路基材料路基材料及及路基施工工艺路基施工工艺等方面采

19、取一系列与等方面采取一系列与普通路基不同的技术标准才能实现。普通路基不同的技术标准才能实现。具体表现在有一个具体表现在有一个强度高强度高、刚度大刚度大的路基基床，的路基基床，沉降很小或没有沉降沉降很小或没有沉降的地基以及沿线路方向的地基以及沿线路方向平缓变化的平缓变化的刚度刚度等三个方面。等三个方面。 第45页/共169页462021-12-14（三）、高速铁路软（三）、高速铁路软土路基的问题与控制土路基的问题与控制要点要点第46页/共169页2021-12-1447（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点 软土地基由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数

20、小等特性，在其上修筑路基时，地基沉降问题软土地基由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数小等特性，在其上修筑路基时，地基沉降问题突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，在这种地基上修建路基，应将其突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，在这种地基上修建路基，应将其工后沉降量工后沉降量和和沉降速率沉降速率控制在允许范围内，使其不影响列车高速、舒适、安全运行。控制在允许范围内，使其不影响列车高速、舒适、安全运行。 第47页/共169页2021-12-1448（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点 1、京沪高速铁

21、路设计暂行规定要求路基工后沉降量路基工后沉降量不应大于5cm，年沉降速率应小于2cm/年年。桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm。工后沉降不能满足要求时，应采取地基加固处理等措施。第48页/共169页2021-12-1449（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点 2、软土路堤的稳定安全系数考虑列车荷载作用时不应小于1.15。 第49页/共169页2021-12-1450（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点 3、软土及松软土地基上填筑路堤时，应于边坡坡脚外设置边桩进行水平位移观测水平位移观测，于路堤基底地

22、面设置沉降观测设备进行沉降观测沉降观测。 在路堤填筑过程中，必须控制填土速率控制填土速率。控制标准应为：路堤中心地面沉降速率1.0cm/每昼夜，坡脚水平位移速率0.5cm/每昼夜。 第50页/共169页2021-12-1451（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点 4、应根据沉降观测情况进行综合分析，开展动态设计动态设计，以推算地基的最终沉降量，并应及时调整设计使地基处理达到预定的控制要求，同时应作为验交时控制工后沉降量的依据。 第51页/共169页2021-12-1452（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点

23、 5、软土及松软土地基地段应结合工程实际，选择代表性地段提前修筑实验路堤提前修筑实验路堤，以检验设计、指导施工。第52页/共169页2021-12-1453（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点（三）、高速铁路软土路基的问题与控制要点 6、对沉降控制较困难的软土和松软土地段路基，应做好施工组织设计，提前安排提前安排施工预压，保证必要的预压期施工预压，保证必要的预压期。 第53页/共169页542021-12-14（四）、采取的主（四）、采取的主要工程措施要工程措施第54页/共169页2021-12-1455（四）、采取的主要工程措施（四）、采取的主要工程措施 1、路基面两侧各加宽0.1m；路

24、堤两侧设1.0m高、1.02.0m宽的护道，护道以下边坡为1：1.75，护道及护道边坡采用护道及护道边坡采用干砌片石护坡防护干砌片石护坡防护。 第55页/共169页2021-12-1456（四）、采取的主要工程措施（四）、采取的主要工程措施 2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除硬壳进行片石挤淤。 对具有弃土条件和渗水土有来源的地段，可挖除换填渗水土换填渗水土；当片石料缺乏时，可采用深层深层搅拌桩复合地基搅拌桩复合地基加固，最小桩长不小于4m或嵌入硬底不小于1.0m。 第56页/共169页2021-12-1457（四）、采取的主要工程措施（四）、采取的

25、主要工程措施 3、对于软土或松软土埋藏较深、厚度较大的地基，一般采用水泥搅拌桩水泥搅拌桩、旋喷桩旋喷桩、混凝土预制管桩混凝土预制管桩、CFG桩网桩网等进行处理，桩顶铺设碎石垫层并铺设一层强度不小于40kN/m土工格栅。加固深度原则上穿透软土层。 第57页/共169页2021-12-1458（四）、采取的主要工程措施（四）、采取的主要工程措施 4、过渡段地基根据地质条件和沉降计算情况，地基处理措施适当加强，一般采用水泥搅拌桩水泥搅拌桩、CFG桩桩或旋喷桩旋喷桩加固，适当提高置换率或桩长。 第58页/共169页2021-12-1459（四）、采取的主要工程措施（四）、采取的主要工程措施 5、每个工

26、点设置观测断面设置观测断面，埋设观测仪标，对地基水平位移和垂直位移进行监测，根据监测结果，进行动态设计，指导施工。 第59页/共169页602021-12-14（五）、昆山（五）、昆山“软软土地基路桥设计参土地基路桥设计参数试验项目数试验项目”第60页/共169页2021-12-1461京沪高速铁路全线路基长度京沪高速铁路全线路基长度506.187km软土路堤11.8km/56处 （含昆山试验段工点0.83km）松软土路堤172.6km/396处 第61页/共169页2021-12-1462软土路堤分布软土路堤分布 杨村及天津地区； 天津至济南段； 京杭运河两侧黄淮冲积平原； 滁州境内的瓦屋中

27、桥至叶纪棵特大桥之间； 徐家洼大桥前后； 滁河特大桥前后； 长江二级阶地坳沟与丘间谷地 ； 南京至丹阳间长江及支流一级阶地坳谷区 ； 丹阳至上海长江三角洲平原区。第62页/共169页2021-12-1463松软土路堤分布松软土路堤分布 廊坊至济南段； 徐州至栏杆间黄淮冲积平原； 蚌埠至丹阳间的淮河与长江二级阶地坳沟区； 丹阳至上海长江三角洲平原区。 第63页/共169页2021-12-1464（五）、昆山（五）、昆山“软土地基路桥设计参数试验软土地基路桥设计参数试验项目项目” 1、复合地基法采用了浆喷桩浆喷桩、粉喷桩粉喷桩。 2、排水固结法采用了塑料排水板真空联塑料排水板真空联合堆载预压合堆载

28、预压、塑料排水板超载预压塑料排水板超载预压、砂砂桩等载预压桩等载预压、砂桩超载预压砂桩超载预压。 第64页/共169页2021-12-14651 1、0+38.4 0+38.4 0+276.510+276.51，长度，长度238.11238.11米，米，搅拌桩复合地搅拌桩复合地基基，桩长，桩长14 14 18m18m，桩径，桩径0.5m0.5m，水泥掺入比，水泥掺入比15%15%。2 2、0+276.51 0+276.51 +708.255, +708.255, 长度长度432.04432.04米，排水固结法处理地基，米，排水固结法处理地基，分真空联合堆载预压、超载预压两种。其中，分真空联合堆

29、载预压、超载预压两种。其中，0+276.510+276.51+515+515为为真真空联合堆载预压地基空联合堆载预压地基，0+515 0+515 +708.255+708.255为为超载预压地基超载预压地基。塑料排。塑料排水板长度水板长度7 7 18m18m，真空预压地基塑料排水板间距，真空预压地基塑料排水板间距1.2m1.2m；超载预压；超载预压地基塑料排水板间距地基塑料排水板间距1.21.2、1.8m1.8m两种，超载高度分两种，超载高度分1.2m1.2m、1.8m1.8m。3 3、0+708.255 0+708.255 +833.95+833.95，长度，长度124.705124.705

30、米，米， 砂桩预压地基砂桩预压地基，桩长，桩长1 15 5 25.5m25.5m，桩径，桩径0.4m0.4m，间距，间距2m2m，梅花形布置。，梅花形布置。浆喷桩粉喷桩真空预压超载预压砂桩试验段设计方案试验段设计方案第65页/共169页2021-12-1466砂桩第66页/共169页2021-12-1467塑料排水板第67页/共169页2021-12-1468真空预压法第68页/共169页2021-12-1469搅拌桩第69页/共169页702021-12-14（六）、常用软土（六）、常用软土地基处理方法的施地基处理方法的施工设备、质量检验工设备、质量检验方法方法第70页/共169页2021-

31、12-1471（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法质量检验方法 1、水泥搅拌桩（浆喷桩、粉喷桩）可采用PH-5B、PH-5D、GPP-5B型搅拌桩机械施工。桩体质量检验可选用钻探取芯检钻探取芯检验法验法与载荷试验载荷试验检验方法相结合。 第71页/共169页2021-12-1472全景GPP-5B型PH-5D型PH-5B型搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第72页/共169页2021-12-1473储浆桶输灰罐PJ-4PJ-4型记录仪搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第73页/共

32、169页2021-12-1474养护箱无侧限试验剪切试验固结试验第74页/共169页2021-12-1475 钻探取芯上图为芯样左图为钻探取芯搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第75页/共169页2021-12-1476静力触探静力触探自动记录仪油压系统搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第76页/共169页2021-12-1477轻便动力触探轻便动力触探试验轻便动力触探记录搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第77页/共169页2021-12-1478标准贯入击数与深度龄期关系曲线图标准贯入击数与深度龄期关

33、系曲线图 标准贯入试验搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第78页/共169页2021-12-1479 足尺开挖可直观反映桩体成桩质量，但对路基土体及相邻桩的破坏影响太大，同时检验深度一般局限于地表以下4m。不可单独应用于搅拌桩的检验。足尺开挖检测搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第79页/共169页2021-12-1480 低应变检测主要应用于刚性桩质量检验，从本工点检验结果分析存在较大的偏差，且约有一半的桩检测不到桩底反射。不宜用于搅拌桩质量检验。低应变检测搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第80页/共

34、169页2021-12-1481 载荷试验载荷试验1载荷试验2搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究搅拌桩施工工艺及质量检验方法研究第81页/共169页2021-12-1482（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法质量检验方法 2、塑料排水板的施工可采用静压式或振动式塑料排水板打设机械。塑料排水板深度检测主要是通过查看塑料排水板上的长度刻度线来控制。 第82页/共169页2021-12-1483 机械选型振动式插塑板机静压式插塑板机塑料排水板施工工艺及质量检验方法研究塑料排水板施工工艺及质量检验方法研究第83页/共169页2021-12-1484

35、（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法质量检验方法 3、真空预压法真空预压法的主要由密封系统和抽真空系统组成。其中，密封系统采用二布二膜，抽真空系统由射流真空泵、真空主管和支滤管构成。膜下真空度通过埋设真空度测头进行观测。 第84页/共169页2021-12-1485施工工艺真空管路真空计密封膜密封沟真空预压法施工工艺及质量检验方法研究真空预压法施工工艺及质量检验方法研究第85页/共169页2021-12-1486施工工艺沉降缝射流泵裂 缝真空预压法施工工艺及质量检验方法研究真空预压法施工工艺及质量检验方法研究第86页/共169页2021-

36、12-1487（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、（六）、常用软土地基处理方法的施工设备、质量检验方法质量检验方法 4、砂桩通常采用振动重复拔压式和双管（芯管密实）冲击式两种施工机械。砂桩检测包括桩体深度、连续性及密实度等，采用钻探结合标准贯入检测、静力触探检测及载荷试验方法。 第87页/共169页2021-12-1488机械选型冲击锤振动式砂桩机冲击式砂桩机砂桩施工工艺及质量检验方法研究砂桩施工工艺及质量检验方法研究第88页/共169页2021-12-1489施工工艺流程砂桩灌砂成桩桩头砂桩施工工艺及质量检验方法研究砂桩施工工艺及质量检验方法研究第89页/共169页2021-12-149

37、0检验方法静力触探单桩载荷试验标准贯入复合地基载荷试验砂桩施工工艺及质量检验方法研究砂桩施工工艺及质量检验方法研究第90页/共169页三、高速铁路路基质量控制要点第91页/共169页2021-12-1492 随着9条客运专线的立项，新一轮的高标准铁路工程建设将于2005年初拉开帷幕。按着铁路跨越式发展的思路，9条客运专线的线下工程都将以设计时速350km/h的高速铁路标准建设，并且将大量采用无碴轨道的结构形式，因此，这给我国铁路的设计和施工带来了新的课题。第92页/共169页2021-12-1493 在国际上，无碴轨道技术用于高速铁路中比较有经验的是德国和日本，因此，我国可借鉴的无碴轨道结构形

38、式也主要来源于这两个国家。 第93页/共169页2021-12-1494 对于桥上采用无碴轨道，无论是日本还是德国技术上都是比较成熟的，但是，由于日本在路基上修建的无碴轨道很少，而德国在路基上修建的无碴轨道比较多，所以，对于路基上采用无碴轨道，德国的经验明显的更丰富一些。 第94页/共169页2021-12-1495板式轨道系统 - 博格（Bgl）第95页/共169页2021-12-1496无碴轨道系统 - Rheda 柏林第96页/共169页2021-12-1497无碴轨道系统 - Rheda 2000第97页/共169页2021-12-1498 要实现全线采用无碴轨道的目标，对高速铁路路基

39、就提出了更高的要求，因此，高速铁路路基必须加强以下几个方面的质量控制： 第98页/共169页2021-12-1499设计质量 无碴轨道设计对路基的要求以路基顶面为界，上部对下部提出要求，下部必须满足上部的要求，要求的标准（指标）要上下一致。第99页/共169页德国铁路300km/h高速客运专线无碴轨道路堤结构设计横断面图Ril 836.0501第100页/共169页2021-12-14101 我国高速铁路路基标准的建立借鉴日本的标准比较多，特别是路基压实标准采用的力学指标是地基系数K30。 但德国、法国等国家从来不采用K30 ，而是采用静态二次变形模量Ev2和动态变形模量Evd压实标准。 因此

40、，路基上若采用德国的无碴轨道结构形式，路基压实标准也必须相应地采用德国的标准Ev2和Evd。第101页/共169页2021-12-14102施工质量地基处理的质量控制要细化到施工工序及施工过程中的控制；第102页/共169页2021-12-14103施工质量路基填料的质量控制要严格控制填料最大粒径与级配；第103页/共169页2021-12-14104施工质量路堤填筑过程的质量控制要严格控制填筑工艺（碾压机具、分层厚度、碾压遍数、含水量等具体要求）、检测频次及数量；第104页/共169页2021-12-14105施工质量路桥、路涵等各类过渡段的质量控制施工工艺、机具设备、填料质量、沉降观测、检

41、测频次与数量；第105页/共169页2021-12-14106施工质量工后沉降的观测与控制加强施工过程中的沉降观测（观测断面的布置、观测精度与频次的要求），指导施工与设计；第106页/共169页2021-12-14107施工质量路基附属物：综合地线、电缆沟槽、接触网立柱基础、声屏障基础等部分的路基质量控制要细化到施工工序及施工过程中的控制，增加电缆沟槽下面路基的检测频次与数量。 第107页/共169页2021-12-14108验收标准根据国际咨询结果，无碴轨道路基的质量检测频次和数量是有碴轨道的2倍，因此，必须强化质量检测。 第108页/共169页四、高速铁路路基质量检测技术第109页/共16

42、9页2021-12-14110主要内容（一）高速铁路路基质量检测必要性（二）高速铁路路基质量检测参数与检测方法 压实系数K 孔隙率n 地基系数K30 动态变形模量Evd 静态二次变形模量Ev2第110页/共169页2021-12-14111（一）高速铁路路基质量检测必要性第111页/共169页2021-12-14112 一方面可以评价路基施工过程中或竣工后路基的质量，检验路基是否达到了设计要求，验证路基是否具有足够的强度能够承受列车动荷载的作用，同时又具备保证列车安全、舒适运行的合理刚度；第112页/共169页2021-12-14113 另一方面，可以了解施工过程的质量情况，控制施工进度，促进

43、施工单位改进施工工艺，加强施工质量管理，保质保量地完成施工任务。第113页/共169页2021-12-14114（二）高速铁路路基质量检测参数与检测方法第114页/共169页2021-12-14115压实系数K环刀法灌水法灌砂法气囊法核子湿度密度仪铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）第115页/共169页2021-12-14116孔隙率n灌水法灌砂法气囊法铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）第116页/共169页2021-12-14117K K3030平板载荷试验铁路工程土工试验规程铁路工程

44、土工试验规程（TB10102TB1010220042004） 地基系数K K3030第117页/共169页2021-12-14118 地基系数K30是日本和我国在铁路路基检测中常用的方法，是采用单循环荷载试验。用单位面积压力除以承压板相应的下沉量表示的（MPa/m），计算时选用的沉降量为0.125cm。第118页/共169页2021-12-14119铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004）标志着动态变形模量动态变形模量术语E Evd vd 符号正式在我国铁路规范中采用第119页/共169页2021-12-14120E Evd vd 动态平板载荷试

45、验铁路工程土工试验规程铁路工程土工试验规程（TB10102TB1010220042004） 动态变形模量E Evd vd 第120页/共169页动态变形模量动态变形模量 E Evd vd 的定义的定义 动态变形模量E Ev d v d （英文：dynamic modulus of deformationdynamic modulus of deformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力F Fs s和冲击时间t ts s作用下抵抗变形能力的参数。 它由平板压力公式E Evd vd =1.5=1.5r r /s/s计算得出， 其中：E Evdvd动态变形模量（MPaMPa）； r r 圆形

46、刚性荷载板的半径（mmmm）； 荷载板下的最大冲击动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力F Fs s=7.07=7.07KNKN且冲击时间t ts s=18=18msms时标定得到的，即 =0.1=0.1 MPa MPa； s s 实测荷载板下沉幅值（mmmm）； 1.5 1.5 荷载板形状影响系数。 实测结果采用公式 E Evd vd =22.5=22.5/s/s 计算。第121页/共169页E Evdvd动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪基本原理基本原理 利用利用落锤落锤从一定高度自由下落从一定高度自由下落在在阻尼装置阻尼装置上，产生的瞬间冲击荷载，上，产生的瞬间冲击荷载，通过阻尼装

47、置及传力系统传递给直径通过阻尼装置及传力系统传递给直径300mm的的承载板承载板，在承载板下面，在承载板下面（即（即测试面测试面）产生的动应力，使承载）产生的动应力，使承载板发生板发生沉陷沉陷s s 即承载板振动的振幅，即承载板振动的振幅，由沉陷测定仪采集记录下来。沉陷值由沉陷测定仪采集记录下来。沉陷值s s 越大，则被测点的承载力越小；反越大，则被测点的承载力越小；反之，越大。之，越大。承载板落锤阻尼装置传感器路基面第122页/共169页2021-12-141231.脱钩装置；2.落锤； 3.导向杆4.阻尼装置；5.荷载板；.6.沉陷测定仪第123页/共169页德国德国HMP公司研发的公司研

48、发的LFG型型E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪 20 20多年的发展历史多年的发展历史第124页/共169页2021-12-14125 动态变形模量动态变形模量Evd 是德国九十年代开始采用的新型路基压实质量标准，从研究开发是德国九十年代开始采用的新型路基压实质量标准，从研究开发至今已有近二十年的历史。至今已有近二十年的历史。 动态变形模量动态变形模量Evd 标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、标准首先应用于道路建设、路面垫层、管道和电缆沟槽、渠道、基础回填等工程。基础回填等工程。 19971997年年2 2月德国颁布执行的月德国颁布执行的德国铁路建设

49、轻型落锤仪使用规定德国铁路建设轻型落锤仪使用规定（NGT39NGT39）标志）标志着着动态变形模量动态变形模量Evd 标准开始在铁路工程中正式采用。标准开始在铁路工程中正式采用。国外国外 Evd Evd 发展情况发展情况第125页/共169页2021-12-14126 动态变形模量动态变形模量Evd 标准的最大特点是能够反映列车在高速运行时产生的动应力标准的最大特点是能够反映列车在高速运行时产生的动应力对路基的真实作用状况。对路基的真实作用状况。 19991999年年1212月月2020日颁布执行的德国铁路规范日颁布执行的德国铁路规范DS836DS836.0501.0501中，按路基结构形式、

50、设中，按路基结构形式、设计速度、填土种类、工程部位的不同，明确规定了各种情况下的计速度、填土种类、工程部位的不同，明确规定了各种情况下的动态变形模量动态变形模量Evd 的设计标准值，其中，设计速度的设计标准值，其中，设计速度300km/h300km/h的高速铁路路基基床表层的的高速铁路路基基床表层的Evd 设计标准为设计标准为50MPa50MPa。国外国外 Evd Evd 发展情况发展情况第126页/共169页2021-12-14127德国有碴轨道设计对路基面的要求Evd第127页/共169页2021-12-14128德国有碴轨道设计对路基面的要求Evd第128页/共169页2021-12-1

51、4129德国无碴轨道设计对路基面的要求Evd第129页/共169页2021-12-14130德国无碴轨道设计对路基面的要求Evd第130页/共169页2021-12-14131德国无碴轨道设计对路基面的要求 Ev2、 Evd第131页/共169页2021-12-14132 国际上广泛采用的是德国国际上广泛采用的是德国HMP公司生产的公司生产的LFG型型Evd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪，亦称，亦称“轻型落锤仪轻型落锤仪”（LFGLFG是是“轻型落锤仪轻型落锤仪”的德文缩写），该仪器的德文缩写），该仪器从开发应用至今己有从开发应用至今己有2020多年的历史，仪器的性能、多年的历史，仪器

52、的性能、质量、功能以及软件已相当完善，居国际领先地质量、功能以及软件已相当完善，居国际领先地位。位。 德国德国HMP公司生产的公司生产的LFG型型Evd 动态变形模量动态变形模量测试仪测试仪在我国有在我国有2020多台已用于多台已用于秦沈客运专线秦沈客运专线、新新长线长线、宁启线宁启线、渝怀线渝怀线、京沪高速铁路昆山试验京沪高速铁路昆山试验段段、胶济线胶济线、武九线武九线、郑徐线郑徐线、滨洲线滨洲线、浙赣线浙赣线、宜万线宜万线、津浦线津浦线、大秦线大秦线等新线和既有线的建设等新线和既有线的建设与改造中。与改造中。国外国外 Evd Evd 发展情况发展情况第132页/共169页2021-12-1

53、41331999年铁道部立项的科技研究开发计划项目“秦沈客运专线路基关键技术研究（D）施工质量监控测试仪器的研制（合同编号99G13）”由石家庄铁道学院、铁道建筑研究设计院、铁道部科学研究院三家分别研制出三套不同的路基施工质量检测仪器样机：国内国内 Evd Evd 发展情况发展情况第133页/共169页2021-12-14134石家庄铁道学院 路基施工质量监控仪铁道建筑研究设计院 动态变形模量测试仪铁道部科学研究院 路基动刚度仪国内国内 Evd Evd 发展情况发展情况第134页/共169页2021-12-14135经过了3年的研究，作为科研课题，于2002年3月通过了铁道部科技成果鉴定。三台

54、样机从设计原理、测试参数和结构构造上都截然不同：国内国内 Evd Evd 发展情况发展情况第135页/共169页2021-12-14136石家庄铁道学院路基施工质量监控仪检测的是波速VR；铁道建筑研究设计院动态变形模量测试仪检测的是动态变形模量Evd，原理与德国的LFGLFG型EvdEvd动态变形模量测试仪相同；国内国内 Evd Evd 发展情况发展情况第136页/共169页2021-12-14137铁道部科学研究院路基动刚度仪名义上检测的是动刚度，但实际上的测试参数的定义和符号均没有明确提出，外型上虽然与动态变形模量测试仪相似，而实际上设计原理有本质的区别。它只是简单地把动应力和动位移的比值

55、作为它的检测参数，但按该样机实际测出的动应力并不是真实的动应力和动位移。国内国内 Evd Evd 发展情况发展情况第137页/共169页2021-12-14138目前，三台样机均还没有国产化产品，其原因是： 石家庄铁道学院研制的路基施工质量监控仪所测的波速VR、铁道部科学研究院研制的路基动刚度仪所测的动刚度参数和试验方法均没有纳入规程、规范，还有待于进一步研究。 铁道建筑研究设计院研制的动态变形模量测试仪由于元器件的精度、制造工艺水平及标定手段所限，目前还不具备产品化条件。国内国内 Evd Evd 发展情况发展情况第138页/共169页 E Evdvd检测设备检测设备LFGLFG型型Evd E

56、vd 动态变形模量测试动态变形模量测试仪仪第139页/共169页 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪 用途： 监控检测土体承载力指标动态变形模量E Evdvd和地基系数K K30 30 。适用范围： 铁路、公路、机场、城市交通、港口码头、工业与民用建筑的地基施工质量监控测试。第140页/共169页 特点 体积小、重量轻、便于携带体积小、重量轻、便于携带 安装及拆卸方便、操作简便安装及拆卸方便、操作简便 自动化程度高、测试速度快自动化程度高、测试速度快 性能稳定、测试精度高性能稳定、测试精度高 检测费用低检测费用低 适应范围广适应范围广 环保型，无核辐射、废气等环保型，无核辐

57、射、废气等污染污染 动载测试符合土体实际受力动载测试符合土体实际受力状况状况 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪第141页/共169页 主要结构组成主要结构组成加载装置加载装置 挂（脱）钩装置挂（脱）钩装置( (带水准泡带水准泡) ) 导向杆导向杆 落锤落锤 阻尼装置阻尼装置荷载板荷载板 圆形钢板圆形钢板 传感器传感器沉陷测定仪沉陷测定仪( (存储、与电脑连存储、与电脑连接接) )打印机打印机 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪第142页/共169页E Evdvd 试验前的准备试验前的准备 平整测试面 放置荷载板 加载装置在荷载板上就位 用测量电缆将沉陷

58、测定仪与荷载板连接 松开搬运锁第143页/共169页 E Evdvd 试验步骤试验步骤 打开沉陷测定仪电源 使导向杆保持垂直 进行三次预冲击 连续三次冲击测试 显示三次测试的沉陷值S S1 1、S S2 2、S S3 3 显示三次平均沉陷值S Sm m和动态变形模量值E Evdvd 储存并打印测试结果第144页/共169页 E Evdvd 测试演示测试演示第145页/共169页 E Evd vd 动态变形模量测试仪动态变形模量测试仪 标标 定定 德国道路建设岩土德国道路建设岩土测试工程规范测试工程规范(TB (TB BF-StB Part B BF-StB Part B 8.3)19978.3

59、)1997年颁布授权年颁布授权的测试标定机构的测试标定机构出厂前标定出厂前标定每年标定一次每年标定一次修理后标定修理后标定 使用者使用者每三个月校验标定记每三个月校验标定记录中的落锤落距录中的落锤落距第146页/共169页E Evdvd相关规范相关规范国内国内1、铁路工程土工试验规程(TB10102-2004)2、铁路路基工程施工质量验收标准（TB10414-2003，J285-2004）3、京沪高速铁路设计暂行规定（2004修订版）4、京沪高速铁路路基施工暂行规定（2004在编）5、京沪高速铁路路基工程施工质量验收暂行标准（2004在编）6、铁路工程质量检测技术手册（2004在编） 国外国外

60、德国铁路建设轻型落锤仪使用规定（NGT39）德国道路建设土方工程补充合同技术条款和规定（ZTVE-StB94)德国土方工程基层补充合同技术条款（ZTVE-StB95)德国交通行业开挖工程补充合同技术条款和规定（ZTVE-StB97)第147页/共169页E Evdvd 主要应用于以下两个方面：主要应用于以下两个方面：一、铁路新线建设、既有线提速改造建一、铁路新线建设、既有线提速改造建设设 依据铁路工程土工试验规程 （TB10102-2004）、 铁路路基工程施工质量验收标准 （TB10414-2003，J285-2004） 将“EvdEvd动态平板载荷试验”作为“K K3030平板载荷试验”的