铁路客运专线路基设计施工关键技术学习教案

1、会计学1铁路客运专线路基铁路客运专线路基(lj)设计施工关键技设计施工关键技术术第一页，共118页。1）基床的强度(qingd)高、刚度大；2）地基沉降很小或没有沉降；3）路基刚度纵向平顺变化；4）良好的耐久性。 第2页/共118页第二页，共118页。 随着秦沈客运专线的建设，人们对路基的研究和重视程度也在逐步提高，现在，路基在铁路工程中已明确被作为“土工结构物”来看待(kndi)，路基工程的地位已得到明显提高。第3页/共118页第三页，共118页。第4页/共118页第四页，共118页。第5页/共118页第五页，共118页。标准标准一般路基一般路基工后沉降工后沉降/cm过渡段过渡段工后沉降工后

2、沉降/cm年沉降速年沉降速率率/cm/y高速公路高速公路30156秦沈客运专线秦沈客运专线1584200km/h客货客货共线共线1584京沪高速铁路京沪高速铁路532时速时速300-350公公里客运专线里客运专线3纵向平顺度每纵向平顺度每20m小于小于20mm第6页/共118页第六页，共118页。第7页/共118页第七页，共118页。第8页/共118页第八页，共118页。第9页/共118页第九页，共118页。第10页/共118页第十页，共118页。第11页/共118页第十一页，共118页。第12页/共118页第十二页，共118页。第13页/共118页第十三页，共118页。第14页/共118页第

3、十四页，共118页。 列车运行的高速、舒适、安全运送旅客特征，要求(yoqi)路基必需具备强度高、刚度大、纵向变化均匀、长久稳定的特点。第15页/共118页第十五页，共118页。在强度已不成为问题，一般在达到强度破坏前，可能已经出现了不能容许的过大有害变形。第16页/共118页第十六页，共118页。p 轨道基础刚度变化处设置过渡段p 确保高速行车的平稳与安全，在路桥、路涵、堤堑处设置过渡段。p 设置一定长度的过渡段，控制轨道刚度逐渐变化，减少由于不均匀(jnyn)沉降引起的轨道不平顺。第17页/共118页第十七页，共118页。l 补充了检测标准l 增设了强化层l 提高了填料规格l 完善了过渡段

4、形式l 提高了工后沉降(chnjing)要求第18页/共118页第十八页，共118页。第19页/共118页第十九页，共118页。差。n沉降速率：短时间内的过大沉降，造成维修困难而危及行车安全。第20页/共118页第二十页，共118页。地层地层地基条件地基条件基岩基岩无条件无条件块碎石土块碎石土无条件无条件砂类土砂类土P PS S5.0MPa5.0MPa或或N10N10，且无液化可能，且无液化可能粘性土粘性土P PS S1.2MPa1.2MPa； 0.15MPa0.15MPa第21页/共118页第二十一页，共118页。 地基处理的目的是为了提高地基承载力，减少地基沉降，有时也为了减少地基的渗透性

5、。当天然地基不能满足构筑物稳定或变形控制要求时，就要对天然地基进行处理形成人工地基。由各种地基处理方法获得的人工地基可以分为两类：一类是对天然地基土体全部进行土质改良，如排水固结法、强夯法、原位压实法、换填法等。另一类是形成复合地基，它可以由复合土与天然地基土体形成，如水泥土复合地基；也可以由插入(ch r)的材料与天然地基土体形成，如低强度桩复合地基法、树根桩复合地基；也可以由插入(ch r)的材料与得到的改良的天然土体形成，如振冲挤密碎石桩复合地基，还可设置水平向增强体形成复合地基。近年来，国内外学者在进一步研究竖向增强体和水平向增强体的特点的基础上，为充分发挥桩间土的承载能力，提出了桩网

6、复合结构或桩网复合地基结构，建立相应的理论并应用于工程实践，取得了较好的效果。 地基(dj)处理第22页/共118页第二十二页，共118页。地基(dj)处理复合地基(dj) 复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体和增强体两部分组成的人工地基。根据地基中增强体的方向又可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。竖向增强体复合地基通常通常称为桩体复合地基，可分为三类：散体材料复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。散体材料复合地基如碎石桩复合地基、砂桩复合地基等。柔性桩复合地基如深层搅拌(jiobn)桩复合地基、旋喷桩复合地基

7、等。刚性桩复合地基如CFG复合地基、管桩复合地基、钢筋混凝土复合地基等。复合地基有以下两个基本特点：加固区是由基体和增强体两部分组成的，是非均质的、各向异性的；在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载的作用。第23页/共118页第二十三页，共118页。地基处理(chl)排水固结法 根据排水固结原理发展起来的一类处理方法可有效地解决软土地层的沉降和稳定(wndng)问题。它是指利用排水固结原理，在软土地基内设置（有时不设置）竖向排水体，铺设水平排水垫层，并对地基施加固结压力或减小孔隙水压力对地基进行加固的一类方法。排水固结法由加压系统和排水系统两个主要部分组成。加压系统是为地基提供必要的固结压力而

8、设置的，它使地基土层因产生附加压力而发生排水固结。设置排水系统是为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件，增加孔隙水排出路径，缩短排水距离，从而加速地基土的排水固结进程。加压系统与排水系统是相互配合、相互影响的。除了少数天然排水系统能满足要求的情况，排水固结加固地基一般均应设置这两个系统。根据加压和排水两个系统的不同，派生多种排水固结方法。第24页/共118页第二十四页，共118页。 真空联合堆载预压是从简单堆载预压传统地基处理方法发展(fzhn)起来的。具有加速固结、缩短工期、不控制填土速率、不需要预压土方等优点。已广泛应用于高速公路建设，昆山试验效果较好。真空管路真空计真空联合(linh)

9、堆载预压第25页/共118页第二十五页，共118页。 桩网复合结构是在地基处理过程中，下部土体得到(d do)竖向增强体“桩”的加强形成复合地基加固区，在桩顶得到(d do)水平向增强体“网”的加强形成复合地基加固区，使网桩土三者协同作用，整体共同承担上部荷载。具有沉降变形小而且完成快、工后沉降较易控制、稳定性高、施工方便等优点 桩网结构(jigu)第26页/共118页第二十六页，共118页。l 1、路堤(ld)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干砌片石护坡防护。 l 2、对浅层软土或松软土，一般采用片石挤淤加固，当地表有薄层硬壳时，可挖除

10、硬壳进行片石挤淤。l 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；当片石料缺乏时，可采用深层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27页/共118页第二十七页，共118页。l 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(ybn)采用水泥搅拌桩、CFG桩或旋喷桩加固，适当提高置换率或桩长。 第28页/共118页第二十八页，共118页。第29页/共118页第二十九页，共118页。第30页/共118页第三十页，共118页。第31页/共118页第三十一页，共118页。第32页/共118页第三十二页，共118页。第33页/共118页第三十

11、三页，共118页。n沿线路纵向每100米检查1处，每工点不少于3组第34页/共118页第三十四页，共118页。全景(qun jn)GPP-5B型PH-5D型PH-5B型第35页/共118页第三十五页，共118页。储浆桶输灰罐PJ-4型记录仪第36页/共118页第三十六页，共118页。养护(yngh)箱无侧限试验(shyn)剪切试验固结试验第37页/共118页第三十七页，共118页。 钻探(zuntn)取芯上图为芯样左图为钻探(zuntn)取芯搅拌(jiobn)桩施工工艺及质量检验方法第38页/共118页第三十八页，共118页。静力触探静力触探自动(zdng)记录仪油压系统(xtng)搅拌(ji

12、obn)桩施工工艺及质量检验方法研究第39页/共118页第三十九页，共118页。轻便(qngbin)动力触探轻便(qngbin)动力触探试验轻便动力(dngl)触探记录第40页/共118页第四十页，共118页。 足尺开挖可直观反映(fnyng)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(ki w)检测搅拌(jiobn)桩施工工艺及质量检验方法第41页/共118页第四十一页，共118页。 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(ybn)的桩检测不到桩底反射。不宜用于搅拌桩质

13、量检验。低应变(yngbin)检测搅拌(jiobn)桩施工工艺及质量检验方法第42页/共118页第四十二页，共118页。 载荷(zi h)试验载荷(zi h)试验1载荷(zi h)试验2搅拌桩施工工艺及质量检验方法第43页/共118页第四十三页，共118页。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。搅拌(jiobn)桩施工工艺及质量检验方法第44页/共118页第四十四页，共118页。第45页/共118页第四十五页，共118页。 机械(jxi)选型振动(zhndng)式插塑板机静压式插塑板机塑料(slio)排水板施工工艺及质量检验方法第46页/共118页第四十六页，共118页

14、。塑料(slio)排水板施工工艺及质量检验方法第47页/共118页第四十七页，共118页。第48页/共118页第四十八页，共118页。施工工艺真空管路真空计密封(mfng)膜密封(mfng)沟真空预压(y y)法施工工艺及质量检验方法研究第49页/共118页第四十九页，共118页。施工工艺沉降缝射流(shli)泵裂 缝真空(zhnkng)预压法施工工艺及质量检验方法第50页/共118页第五十页，共118页。l 砂桩质量检测方法l 检验项目：连续性、密实度、复合地基承载力。l 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8l0m以上部位进行检测。l

15、检验频次：桩体静力触探、重型动力触探检验数量(shling)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。l 检验时间(饱和黏土中)，宜在成桩桩体2周后进行。第51页/共118页第五十一页，共118页。机械(jxi)选型冲击(chngj)锤振动(zhndng)式砂桩机冲击式砂桩机砂桩施工工艺及质量检验方法第52页/共118页第五十二页，共118页。施工(sh gng)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(fngf)第53页/共118页第五十三页，共118页。检验(jinyn)方法静力触探单桩载荷(zi h)试验标准(biozhn)贯入复合地基载荷

16、试验砂桩施工工艺及质量检验方法第54页/共118页第五十四页，共118页。第55页/共118页第五十五页，共118页。第56页/共118页第五十六页，共118页。第57页/共118页第五十七页，共118页。第58页/共118页第五十八页，共118页。高其粘粉比增强其强度指标。第59页/共118页第五十九页，共118页。路堤(ld)填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法l 化学改良l 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(jigu)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。l 水泥宜适用于改良不均匀系数Cu10，Ip12且WL

17、40%的粘性土。l 石灰宜改良粘粒（d0.002mm）含量大于10%及Ip12的粘性土。第60页/共118页第六十页，共118页。n改良土的动力特性n饱水静三轴试验第61页/共118页第六十一页，共118页。crgzlbcuRKzld改良土的容许动应力列车动应力波动系数表层以下z处的动应力改良(giling)土浸水饱和28d固结不排水剪静强度安全系数(nqun xsh)1.52.0干湿循环静强度损失(snsh)系数动静比（临界动应力比静强度）bcuu7 . 0q第62页/共118页第六十二页，共118页。路堤填料改良(giling)及填筑施工工艺和质量检验方法为两种：厂拌法和路拌法。第63页/

18、共118页第六十三页，共118页。路堤填料(tinlio)改良及填筑施工工艺和质量检验方法第64页/共118页第六十四页，共118页。第65页/共118页第六十五页，共118页。路堤填料(tinlio)改良及填筑施工工艺和质量检验方法(pngzhng)n水泥土不适合强振碾压、采用弱振或静压。第66页/共118页第六十六页，共118页。路堤(ld)填料改良及填筑施工工艺和质量检验方法n(sh gng)应集中力量分段施工(sh gng)，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。第67页/共118页第六十七页，共118页。路堤填

19、料(tinlio)改良及填筑施工工艺和质量检验方法l 问题l 水泥土压实系数达不到要求？l 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。l 水泥土压实与检测的时效性 ？l 水泥土碾压68遍基本上达到最佳效果，超过8遍以后，由于施工(sh gng)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。 l 施工(sh gng)现象？l 碾压时表面出现横向裂缝，水分散失快，极易造成起皮、分层现象第68页/共118页第六十八页，共118页。料。n灌砂法和气囊法（波义尔定律）n用于粒径不大于20mm的粗粒料。n核

20、子湿度密度仪n用于细粒土和砂类土。路堤填料(tinlio)改良及填筑施工工艺和质量检验方法第69页/共118页第六十九页，共118页。第70页/共118页第七十页，共118页。规范下限规范上限1#第71页/共118页第七十一页，共118页。第72页/共118页第七十二页，共118页。第73页/共118页第七十三页，共118页。表层级配碎石(su sh)填筑施工第74页/共118页第七十四页，共118页。第75页/共118页第七十五页，共118页。第76页/共118页第七十六页，共118页。第77页/共118页第七十七页，共118页。5台以上自卸汽车。第78页/共118页第七十八页，共118页。

21、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。第79页/共118页第七十九页，共118页。第80页/共118页第八十页，共118页。第81页/共118页第八十一页，共118页。第82页/共118页第八十二页，共118页。第83页/共118页第八十三页，共118页。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。第84页/共118页第八十四页，共118页。第85页/共118页第八十五页，共118页。4.3.8-1图1:1横向排水管1:1.5台尾过渡段路堤设置方式图-断 面 图1:11:1.5横向排水管渗水板过渡段35ml1:2基床表层基床底层第86

22、页/共118页第八十六页，共118页。第87页/共118页第八十七页，共118页。n2m压路机无法靠近，掺入5%水泥。14t压路机碾压1214遍，18t压路机碾压1012遍。第88页/共118页第八十八页，共118页。施工进度，促进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89页/共118页第八十九页，共118页。n核子湿度密度仪n用于细粒土和砂类土。客运专线铁路路基(lj)施工检测 第90页/共118页第九十页，共118页。第91页/共118页第九十一页，共118页。第92页/共118页第九十二页，共118页。第93页/共118页第九十三页，共118页。20243Sd

23、Ev第94页/共118页第九十四页，共118页。第95页/共118页第九十五页，共118页。客运专线铁路路基施工(sh gng)检测 第96页/共118页第九十六页，共118页。(fnyng)路基的质量和状态。德国铁路咨询公司地基研究所首先提出了反映(fnyng)路基动态特性的指标动态变形模量，并于1997年用于高速铁路路基的压实检测。日本也正在进行其研究，并准备将其纳入铁路规范。第97页/共118页第九十七页，共118页。第98页/共118页第九十八页，共118页。承压板落锤缓冲装置传感器路基面第99页/共118页第九十九页，共118页。1.脱钩装置；2.落锤； 3.导向杆4.阻尼装置；5.

24、荷载板；.6.沉陷测定仪客运专线铁路路基(lj)施工检测 第100页/共118页第一百页，共118页。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(j sun)得出Evd值(MPa)。MPa1 . 0第101页/共118页第一百零一页，共118页。nSrEvd/5 . 1r第102页/共118页第一百零二页，共118页。n打开沉陷测定仪电源n使导向杆保持垂直n进行三次预冲击n连续三次冲击测试(csh)n显示三次测试(csh)的沉陷值S1、S2、S3n显示三次平均沉陷值Sm和动态变形模量值Evdn储存并打印测试(csh)结果pEvd试验(shyn)前的准备第103页/共118页第一百零三页，共118页。第104页/共118页第一百零四页，共118页。第105页/共118页第一百零五页，共118页。第106页/共118页第一百零六页，共118页。视湿 1n毛湿 1n视毛第107页/共118页第一百零七页，共118页。粒表面无尘土和其他污物。n 2 再将试样浸没水中浸泡24h后取出，用湿毛巾滚擦颗粒表面水分，即得饱和(boh)面干试样，称其质量mb。1-虹吸筒；2-虹吸管；3-橡皮管；4-管夹； 5-量筒(lingtng)。客运专线铁路(til)路基施工检测