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文档简介

40路堤、路堑与横向结构物过渡段施工工艺

过渡段主要是解决线路纵向不同刚度、不同沉落的相邻结构体之间平顺过渡问题,目前一般采

用加筋土法、碎石类优质料填筑法和过渡板等方法来处理线路纵向过渡问题。

1工艺特点

(1)过渡段基底处理应与横向结构物基底处理同时进行,同时验收。

(2)过渡段施工检测方法较多,验收标准较高。

(3)施工准备工作繁杂,应与路基同步施工。

2适用范围

适用于高速铁路、公路和客运专线的路堤、路堑与横向结构物间过渡工程的施工。

3工艺原理和设计要求

3.1工艺原理

3.1.1过渡段的设置

路堤与横向结构物(如立交框架、箱涵等)连接处应设置过渡段,但当横向结构物顶面距地面

高度小于1m,且不足路堤高度的1/2时,可不设过渡段。

3.1.2过渡段的结构形式

根据路基与横向结构物的施工先后顺序,过渡段形式分为正梯形和倒梯形,一般采用正梯形,

当根据需要要求路堤先期施工填筑时(如软土地基加固设计为预压),过渡段形式则应改为倒梯形的

结构形式。

3.1.3过渡段的长度

过渡段的长度计算公式:

L=2H+A

式中L——过渡段长度;

H---路堤高度;

A----2m。

3.1.4过渡段的设置方式

(1)过渡段形式采用正梯形。

1)结构物顶距路肩Wl.5m时过渡段的设置方式图1。

图I结构物顶距路肩ML5m时过渡段设置方式

2)结构物顶距路肩》1.5m时的过渡段设置方式见图2。

L

基床表层〕

(2)过渡段采用倒梯形。

1)结构物顶距路肩Wl.5m时的过渡段设置方式图3;

2)结构物顶距路肩》1.5m时的过渡段设置方式图4。

L

基床表层

X

图4结构物顶距路肩Nl.5m时过渡段设置方式图

3.2设计要求

3.2.1使用材料

不同设计速度所采用的填筑材料情况:设计时速为200km/h以下的过渡段采用A组填料(砂类

土除外);设计时速为200km/h以上的过渡段一般采用掺3%〜5%水泥的级配碎石(级配砂砾石)。

3.2.2压实标准

不同部位的压实标准见表1。

表1压实标准表

压实标准

填料部位

地基系数K30孔隙率n(%)

级配碎石(级配砂砾石)基床表层^190<18

级配碎石(级配砂砾石)基床表层以下>150<28

3.3检测

每压实层抽样检验孔隙率3点,其中距路基两侧边线1m处左、右各1点,路基中部1点;每

填高90cm抽样检验地基系数2点,其中距路基两侧边线2m处1点,路基中部1点。监理按照施工

单位检验孔隙率的10%平行检验,且每过渡段不少于2点;地基系数K30全部检验。

4工艺流程

图5路堤、路堑与横向结构物过渡段施工工艺及质量控制流程图

5.1.1审核施工图

核对施工图中过渡段的主要尺寸、位置、高程,核对过渡段与其他结构物的关系,理清前后工

序的衔接。

5.1.2施工调查

组织过渡段施工调查,收集过渡段的相关水文、地质、地材等资料。

5.1.3地质补充勘探

对过渡段特殊地质应进行现场施工地质补充勘探,核对有关地质资料,对地质不符者,应报建

设单位、设计、监理等部门处理。

5.1.4编制施工组织

过渡段施工应编制施工组织设计、施工工艺设计和工序质量控制设计。

5.1.5编制作业指导书

过渡段施工前,编制作业指导书(技术交底),明确路基过渡段与其他结构物施工的衔接顺序,

对参与施工的人员进行技术培训,明确施工中的关键工序、质量标准、检测手段以及相应的施工工艺。

5.1.6工地试验

根据工程的性质建立工地试验室,仪器、设备应满足施工要求,在通过相关单位认证后开展工作。

5.1.7过渡段预留

预留过渡段位置时,应确定起迄里程,根据施工图计算预留位置,同时应当考虑施工的相互影

响,在施工中路基先行施工的,应当制订缺口、过渡段施工措施。一般情况下,过渡段应与路基同

步施工。

5.1.8清除杂物

施工前应清除施工现场内所有阻碍施工或影响工程质量的障碍物,对路基过渡段内的垃圾、有

机杂质、淤泥、草丛、各类溶穴等均应妥善处理。

5.1.9排水系统

根据现场情况,设置纵横排水沟,形成排水系统,或者采用水泵强制排水,将水引出过渡段,

并做好与过渡段相邻工程的排水施工。

5.1.10成本规划

从工艺选择、临时设施利用、设备配套、材料配比设计、废弃物的利用等方面进行必要的经济

技术比较,编制成本控制方案。

5.2施工工艺

5.2.1基底处理

过渡段基底处理过程前应做好地面排水工作,特别是软土、松软土、膨胀土和黄土地基地段,

应确保降水及地表径流不汇入施工区、地基和基坑内;基底范围及其两侧的排水、地下水的拦截、

引排应满足设计、施工要求;过渡段基底处理应与横向结构的基底处理同步进行。

5.2.2基坑回填

横向结构物的基坑回填宜采用混凝土回填;若基坑采用碎石回填时,应整平碾压,并进行地基

承载力检验,满足相关规定后,埋设透水软管,采用机械分层压实(松铺厚度不宜大于30cm,最小

压实厚度不宜小于15cm)。

5.2.3填料制备

当设计采用掺水泥的级配碎石作填料时,要有填料的制备过程。水泥级配碎石拌合料应选用稳

定土搅合设备在拌和站集中拌制。在拌制级配碎石拌合料之前,先调试设备,确保拌合料的颗粒组

成、水泥掺入量、含水量等指标符合要求。并通过试拌、试验段的试铺来收集、调整、总结各种参

数,确定施工配合比和施工参数,确保填料质量和过渡段的施工质量。

5.2.4填料运输

按工程数量和施工进度选择自卸汽车。长距离运输时,为防止水分蒸发或下雨,影响填料质量,

应采用防水蓬布覆盖运输。装车运输时,要控制车速,避免快速启动和紧急刹车,使拌合料不致产

生离析。

5.2.5填料摊铺及含水量控制

设专人按照试验段施工参数确定的卸料密度卸料,确保填层厚度符合要求。其后,将填料均匀

地摊铺在过渡段整个宽度上,为保证过渡段边缘有足够的压实度,两侧各加宽50cm摊铺。摊铺完

成后应及时测定填料含水量,含水量的控制是级配石填筑工艺中的一个关键点,含水量过大,级配

碎石无法压密实;含水量过小,则容易产生级配碎石表面松散、级料分布不均匀现象。

5.2.6分层、分区碾压

过渡段的碾压采用大型振动碾压机械和小型夯实设备相结合进行,横向结构物台背2m范围内

采用小型夯实设备夯实,避免大型振动机械碾压对横向结构物造成挤压破坏;碾压时先静压后振压,

先慢后快,由弱振至强振;直线段由两边向中间,曲线段由内侧向外侧,纵向进退式进行。横向轮

迹重叠不少于40cm,做到碾压均匀,无漏压、无死角,达到规定的压实度。

5.2.7养护

过渡段碾压完毕后,及时进行养护,并严禁任何车辆和大型设备在养护期间行走。

5.3推荐的施工参数

填料配合比:20〜40mm碎石15%>10~20mm碎石30%>0~10mm碎石50%~52%、水泥3%~

5%;含水量4%〜5%;松铺厚度20〜30cm;碾压顺序和遍数:静压1遍一弱震2遍—强震1遍一

弱震1遍-收光,其中强震时,应适当提高震动行走速度。

6主要机具设备

6.1主要施工机械配置

常用机械设备配置方案见表2。

表2常用机械设备配置方案表

序号设备名称规格单位数量

1挖掘机DH60-7型台1

2推土机TYS220台1〜2

3装载机ZL50台2

4压路机SW800台2

5自卸汽车ZM403台若干

6混凝土搅拌机250L台1

7混凝土输送泵1

8水泥级配碎石拌合料搅拌机WBC200B台1

9冲击夯TV80NK台2

10手扶振动压路机台2

11振捣器台若干

12洒水车台1

6.2机械配套说明

根据高速铁路或客运专线填土种类和压实标准,一般选用重型和特重型压路机与小型夯实设备

相结合的配备,中型压路机可以辅助压实作业,做到以重为主、凸平配套、静振结合;自卸汽车选

用应充分考虑地形、道路、运距、成本等确定车辆型号和数量,其生产能力应等于或略大于挖掘机

或拌合机的生产能力,一般车辆容积是铲斗容积的3〜5倍,一个班组的车辆容积应相同,以便现场

控制卸料间距。

7劳动力组织

单机作业每班人员组织分工见表3。

表3劳动力配置方案表

序号工种人数工作范围

1领工员1工地指挥

2机械技术员1机械维修和操作机械

3电工1电路或供电线路维修

4司机2机械驾驶

5小型机械操作手2小型机械操作

6试验员1控制质量、级配

7辅助用工6线路清理

8合计14

8质量控制要点

(1)过渡段级配碎石采用的碎石粒径、级配及材料性能应符合行业规范和标准要求。铁路客运

专线应符合铁道部现行《客运专线基层表层级配碎石暂行技术条件的规定》,其级配碎石应符合表4

的规定。

表4碎石级配范围表

通过筛孔(mm)重量百分率(%)

级配

编号

50403025201052.50.50.075

110095-10060-9030-6520-5010-302-10

210095-10060-9030-6520-5010-302-10

310095-10050-8030-6520-5010-302-10

注:1.颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%。

2.质软、易破碎的碎石含量不得超过10%。

3.黏土团及有机物含量不超过20%。

(2)加入水泥的级配碎石应现拌现用,混合料宜在2h内使用完毕。

(3)路堤与路堑连接处按施工图横向埋设软式透水管,将水引出过渡段。

(4)过渡段填筑必须对称进行,应与相临的路堤按一体同时施工。

(5)过渡段级配碎石应分层填筑压实。采用大型压路机时,每层的最大压实厚度不宜超过30cm,

最小压实厚度不宜小于15cm;大型压路机不能碾压的应选用小型夯实设备进行夯实,填层的松铺厚

度不应大于20cm»

9施工安全和环保措施

9.1施工安全措施

(I)过渡段施工中采用的新技术、新工艺、新设备和新材料时,必须制订相应的安全技术措施。

(2)各种机械操作人员和驾驶员,必须持有操作合格证,对机械操作人员要建立档案,专人管

理。

(3)运输车辆严禁人、料混装;运输车辆行驶速度不宜过快。为了确保运输车的安全进出,应

派专人负责指挥。

(4)过渡段施工必须与相邻结构物建立统一的指挥系统,制定统一的安全制度,保证过渡段施

工与相邻结构物的施工指挥信息畅通,保证过渡段与相邻结构物施工的安全。

(5)夜间施工应加强照明,确保过渡段及相邻结构物的施工安全。

9.2环境保护措施

(1)在过渡段施工中的生产、生活污水应经处理达标后再排入河道中。过渡段施工现场应保持

良好的排水系统。

(2)雨季施工时应做好路基的防排水和河道的防汛工作。

(3)在运输易飞扬的物料时用蓬布覆盖严密,装量适中,严禁超限超载运输。

(4)运输道路经常洒水,保持湿润,确保把扬尘控制在允许范围内。

(5)在满足施工要求的条件下,尽量选择低噪声低振动的机具;在距居民较近的施工现场,对

主要噪声源、振动源采用有效隔音处理,或选择白天施工,将干扰降至规定标准。

(6)尽量不使用难于溶解的材料作为包装、养护物品,施工中用于养护的塑料薄膜在用完后收

集处理,不得随意弃丢。

(7)施工生活场地应设置在距施工现场较近,周边环境较好,通风、饮用水较方便的地段,生

活场地应硬化处理。

(8)施工场地环境绿化主要包括施工便道、弃渣场、取土场、施工场地的绿化等方面,施工环

境绿化必须符合国家环境保护的有关条例。

41路堤与路堑过渡段施工工艺

过渡段主要是解决线路纵向相邻的不同刚度、不同沉落的结构体之间平顺过渡问题,目前在国

外一般采用加筋土法、碎石类优质料填筑法和过渡板等方法来处理线路纵向过渡问题。在国内,交

通系统对路桥间的过渡,运用过渡板法较为普遍,在铁路上主要采用掺水泥的级配碎石材料填筑法。

1工艺特点

(1)过渡段基底处理应与相邻路堤基底处理同时进行,并同时验收。

(2)过渡段施工检测方法较多,验收标准较高。

(3)施工准备工作繁杂,应与路堤同步施工。

(4)需按设计图要求设置沉降观测点。

2适用范围

广泛应用高速铁路和客运专线路堤与坚硬岩石路堑过渡段工程施工;高速公路可参照执行。

3工艺原理及设计要求

(1)路堤与弱〜微风化硬质岩石路

堑连接时,过渡段自路堑一侧沿原硬质

岩坡面横向开挖台阶,台阶高度1.0m;

过渡段基床表层20m范围内采用机械

摊铺水泥级配碎石;级配碎石与路堤填

料之间的分界线应与线路走向保持垂

直,使轨道板下基础保持均质。当路堤

与强风化硬质岩、软质岩石或土质路堑

连接时,路堑一侧沿坡面按1:2的坡

率开挖台阶,台阶高度0.6m,路堤本体

和基床底层、表层均采用机械分层推铺

碾压,台阶部位采用横向碾压。

(2)路堤与路堑连接处横向按施工

图埋设软式透水管,将水引入路堤坡脚

排水沟中。

(3)硬质岩石路基与土质路基连接

时,基床表层应以级配碎石或级配砂砾

石由土质路基的路肩高程向硬质岩石路

肩施工高程顺坡,其长度不应小于10m。

过渡段范围内的填料应满足路基各部位

的填料要求,采用分层摊铺和碾压。

4工艺流程

图1路堤与路堑过渡段施工工艺流程图

路堤与路堑过渡段施工工艺流程见图1。

5操作要点

5.1施工前准备工作

过渡段施工前的准备工作是保证过渡段施工的顺利实施的基本前提。施工前的准备工作必须根

据建设工程的特点、进度要求,合理安排施工力量,从技术、物资、人力和组织等方面为路基施工

创造条件。施工准备工作的充分与否直接影响到工程的进度、质量和施工单位的经济效益,对工期

产生决定性影响,因此必须认真对待。

(1)审核施工图,核对施工图中过渡段的主要尺寸、位置、高程,核对过渡段与其他结构物的

关系,理清前后工序的衔接。

(2)组织过渡段施工调查,收集过渡段的相关水文、地质、地材等资料。

(3)对过渡段特殊地质应进行现场施工地质补充勘探,核对有关地质资料,对地质不符者,应

报建设单位、设计、监理等部门处理。

(4)过渡段施工应编制施工组织设计、施工工艺设计和工序质量控制设计。

(5)过渡段施工前,编制作业指导书(技术交底),明确路基过渡段与其他结构物施工的衔接顺

序,对参与施工的人员进行技术培训,明确施工中的关键工序、质量标准、检测手段以及相应的施

工工艺。

(6)根据所承担的工程性质建立工地试验室,仪器、设备应满足施工要求,在通过相关单位认

证后开展工作。

(7)预留过渡段位置时,应确定起讫里程,根据施工图计算预留位置,同时应当考虑施工的相

互影响,在施工中路基先行施工的,应当制订缺口、过渡段施工措施。一般情况下,过渡段应与路

基同步施工。

(8)施工前应清除施工现场内所有阻碍施工或影响工程质量的障碍物,对路基过渡段内的既有

垃圾、有机杂质、淤泥、草丛、各类溶穴等均应妥善处理。

(9)根据现场情况,设置纵横排水沟,形成排水系统,或者采用水泵强制排水,将水引出过渡

段,做好与过渡段相关路基内排水施工。

(10)成本规划:项目部必须从工艺选择、临时设施利用、设备配套、材料配比设计、废弃物的

利用等方面进行必要的经济技术比较,编制成本控制方案。

5.2施工工艺

5.2.1路堤基底处理与路堑表层处理

原地面处理前,应对地基地质资料进行核查,路堤地质条件应满足施工图要求。原地面处理后

的外观应符合下列要求:基底无草皮、树根等杂物,无积水;原地面基底密实、平整;坑穴处理彻

底,无质量隐患;横坡应符合施工图要求。路堑施工前应及时完善排水系统,做好堑顶截排水。临

时排水设施应与原有排水系统及永久性排水设施相结合。堑顶为土质或含有软弱夹层的岩层时,天

沟应采用浆砌片石铺砌或采取其他防渗措施。开挖前应检查坡顶、坡面的危石、裂缝和其他不稳定

情况并妥善处理。

5.2.2按施工图要求开挖台阶

路堤与弱〜微风化硬质岩石路堑连接时,过渡段自路堑一侧沿原硬质岩坡面横向按施工图开

挖台阶,台阶高度1.0m,台阶开挖可采用预裂爆破方式进行。过渡段基床表层20m范围内采用

机械摊铺水泥级配碎石,表层以下自路堤一侧采用机械分层推铺填筑级配碎石,相邻的路堤本体

和基床底层填筑应与过渡段同步•级配碎石与路堤填料之间的分界线应与线路走向保持垂直,使

轨道板下基础保持均质;路堤与路堑连接处横向按施工图埋设软式透水管,将水引入路堤坡脚排

水沟中。

路堤与强风化硬质岩、软质岩石或土质路堑连接时,路堑一侧沿坡面按I:2的坡率开挖台

阶,台阶高度0.6m,路堤本体和基床底层、表层均采用机械分层推铺碾压,台阶部位采用横向

碾压。

硬质岩石路基与土质路基连接时,基床表层应以级配碎石或级配砂砾石填筑,并从土质路基的

路肩高程向硬质岩石路肩施工高程顺坡,其长度不应小于10m。过渡段范围内的填料应满足路基各

部位的填料要求,采用分层推铺和碾压。

5.2.3填料制备

水泥级配碎石拌合料宜用稳定土搅拌设备在拌制场集中拌制,拌合料需拌制均匀,采用不同料

径的碎石和石屑,按试验配合比拌制。在正式拌制级配碎石拌合料之前,先调试设备,使拌合料的

颗粒组成、水泥用量以及含水量等指标符合要求。并通过试拌、试验段的试铺收集、调整、总结各

种参数,确保水泥级配碎石质量和过渡段的施工质量。

5.2.4填料运输

按工程数量和施工进度选择自卸汽车。长距离运输时,为防止水分蒸发或下雨,影响填料质量,

应采用防水蓬布覆盖运输。装车运输时,要控制车速,避免快速启动和紧急刹车,使拌合料不致产

生离析。

5.2.5填料摊铺及含水量控制

设专人按照试验段确定的卸料密度进行卸料,确保填层厚度符合要求。其后,将填料均匀地摊

铺在过渡段整个宽度上,为保证过渡段边缘有足够的压实度,其两侧各加宽50cm摊铺。摊铺完成

后应及时测定填料含水量。含水量的控制是级配石填筑工艺中的一个关键,含水量过大,级配碎石

无法压密实;含水量过小,则容易产生级配碎石表面松散、级料分布不均匀现象。

5.2.6分层、分区碾压

过渡段的碾压采用大型振动碾压机械和小型夯实设备相结合进行,大型碾压机械不能到达的区

域采用小型夯实设备夯实;碾压时先静压后振压,先慢后快,由弱振至强振;直线段由两边向中间,

曲线段由内侧向外侧,纵向进退式进行。横向轮迹重叠不少于40cm,做到碾压均匀,无漏压、无死

角,达到规定的压实度。

5.2.7养护

过渡段碾压施工完毕后,及时进行养护,严禁车辆和大型设备在养护期间行走。

5.2.8路堤与硬质岩石路堑过渡段基床表层填筑

基床表层填筑前应检查基床底层几何尺寸,核对压实标准,不符合标准的基床应进行修整,达

到基床底层验收标准。基床表层级配碎石用摊铺机摊铺,每层的摊铺厚度应按工艺试验确定的参数

严格控制。

5.3推荐的施工参数

填料配合比:20~40mm碎石15%、10~20mm碎石30%、0~10mm碎石50〜52%、水泥3〜

5%;含水量4%〜5%;松铺厚度20〜30cm;碾压顺序和遍数:静压1遍—弱震2遍—强震1遍一

弱震1遍一收光,其中强震时,应适当提高震动行走速度。

6主要机具设备

路堤与路堑过渡段工程施工主要的施工机械设备的需要计划应根据所承担的工程数量组合确

定,主要机械设备配置参见表1。

表1常用机械设备配置方案表

序号设备名称规格单位数量

1挖掘机DH60-7型台1

2推土机TYS220台1〜2

3装载机ZL50台2

4压路机SW800台2

5自卸汽车ZM403台若干

6水泥级配碎石拌合料搅拌机WBC200B台1

7冲击夯TV80NK台2

8手扶振动压路机台2

9风钻7655台2

10空压机12m3/min台1

11洒水车台1

根据高速铁路或客运专线填土种类和压实标准,一般选用重型、特重型压路机和小型夯实设备相

结合配备,中型压路机可以辅助压实作业,做到以重为主、凸平配套、静振结合;自卸汽车选用应充

分考虑地形、道路、运距、成本等确定车辆型号和数量,其生产能力应等于或略大于挖掘机的生产能

力,一般车辆容积是铲斗容积的3〜5倍,一个班组的车辆容积应相同,以便现场控制卸土间距。

7劳动力组织

过渡段所采取的施工工艺以及施工顺序对其质量有很大的影响,其施工进度也受到多方面制约,

因此,过渡段施工应建立专门的组织机构,制定合理的施工组织和施工工艺,科学安排施工进度以

及施工顺序,加强工序质量控制,确保过渡段的质量。单机作业每班人员组织分工见表2。

表2单机作业劳动力配置方案表

序号工种人数工作范围

1领工员1工地指挥

2机械技术员1机械维修和操作机械

3电工1电路或供电线路维修

4司机2机械驾驶

5小型机械操作手2小型机械操作

6试验员1控制质量、级配

7辅助用工6线路清理

8合计14

8质量控制要点

(1)过渡段级配碎石采用的碎石粒径、级配及材料性能应符合行业规范和标准要求。铁路客运

专线应符合铁道部现行《客运专线基层表层级配碎石暂行技术条件的规定》,其级配碎石应符合表3

碎石级配范围表的规定。

表3碎石级配范围表

级配通过筛孔(mm)重量百分率(%)

编号50403025201052.50.50.075

110095-10060-9030-6520-5010-302-10

210095-10060-9030-6520-5010-302-10

310095-10050-8030-6520-5010-302-10

注:1.颗粒中针状、片状碎石含量不大于20%。

2.质软、易破碎的碎石含量不得超过10%。

3.黏土团及有机物含量不超过20%。

(2)加入水泥的级配碎石应现拌现用,混合料宜在2h内使用完毕。

(3)路堤与路堑连接处横向按施工图埋设软式透水管,将水引出过渡段。

(4)过渡段填筑必须对称进行,应与相临的路堤按一体同时施工。

(5)过渡段级配碎石应分层填筑压实。采用大型压路机进行碾压时,每层的最大压实厚度不宜

超过30cm,最小压实厚度不宜小于15cm;大型压路机不能碾压的应选用小型夯实设备进行夯实,

填层的松铺厚度不应大于20cm。

9施工安全和环保措施

9.1施工安全措施

(1)过渡段施工中采用的新技术、新工艺、新设备和新材料时,必须制订相应的安全技术措施。

(2)各种机械操作人员和驾驶员,必须持有操作合格证,不准操作人员操作与操作证不相应的

机械;不准将机械设备给无操作证的人员操作,对机械操作人员要建立档案,专人管理。

(3)运输车辆严禁人、料混装;运输车辆行驶速度不宜过快。为了确保运输车的安全进出,派

专人指挥。

(4)过渡段施工必须与相邻结构物建立统一的指挥系统,制定统一的安全制度,保证过渡段施

工与相邻结构物的施工指挥信息畅通,保证过渡段与相邻结构物施工的安全。

(5)夜间施工应加强照明设施,确保过渡段及相邻结构物的施工安全。

9.2环境保护措施

(1)在过渡段施工中生产、生活污水应经过处理达标后再排入河道中。过渡段施工现场应保持

良好的排水系统。

(2)雨季施工时应做好路基的防排水和河道的防汛准备。

(3)在运输易飞扬的物料时用蓬布覆盖严密,并装量适中。严禁超限超载运输。

(4)运输道路经常洒水,保持湿润,确保把扬尘控制在允许范围内。

(5)采用弱爆破,加强洒水,施工车辆装渣前应进行洒水防尘;在设备选型时选择低污染设备,

并安装空气净化系统,确保机械尾气达标排放。

(6)在满足施工要求的条件下,尽量选择低噪声低振动的机具;在距居民较近的施工现场,对

主要噪声源、振动源采用有效隔音处理,或选择白天施工,将干扰降至规定标准。

(7)尽量不使用难于溶解的材料作为包装、养护物品,施工中用于养护的塑料薄膜在用完后统

一处理,不得随意弃丢。

(8)施工生活场地应设置在距施工现场较近,周边环境较好,通风、饮用水较方便的地段,生

活场地应硬化处理。

(9)施工场地环境绿化主要包括施工便道、弃渣场、取土场、施工场地的绿化等方面,施工环

境绿化必须符合国家环境保护的有关条例。

42客运专线铁路路基填筑压实质量检测工艺

路基施工质量是客运专线铁路建设需关注的关键问题之一,而路基填筑质量检测技术是路基施

工质量控制的关键环节,科学、合理的试验检测方法是保证路基施工质量的重要措施。路基检测是

新线路基工程质量管理的重要组成部分,作为高速铁路建设与管理中的关键性、基础性工作,对控

制工程质量、加快施工进度和推动施工技术进步至关重要。近年来,随着我国铁路路基的技术标准、

技术规范和质量检测标准的不断完善,许多国外和其他工程领域先进的检测设备和技术被引入路基

检测,这些路基检测新技术的应用带来了巨大的经济和社会效益,检测速度和效率明显提高。目前

中国铁路路基工程中对不同等级的线路和填土主要使用6种不同压实质量检测指标。这些压实指标

是互相关联的,可归纳为两大类,一类是土的物理指标,另一类是土的力学指标。物理指标是为满

足力学性能的辅助指标,如压实系数K、孔隙率n、相对密度Dr,力学指标是反映土的强度和变形

的综合指标,如地基系数K30、动态变形模量Evd和二次变形模量EV2。相应于这些压实质量指标,客

运专线路基填筑压实质量检测技术主要有灌砂法检测孔隙率n和压实系数K、K30平板荷载试验检测

地基系数K30、Evd动态平板载荷试验和EV2静态变形模量检测。

1灌砂法检测孔隙率n和压实系数K

1.1适用范围

灌砂法适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实

度,也适用于沥青表面处置、沥青灌入式面层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔

洞或大孔隙材料的压实度检测。

1.2技术特点

灌砂法适用范围较广,灌砂法是施工过程质量检测最常用的试验方法之一。缺点是检测时需携带较

多的量砂,称量次数多,测试速度较慢。

1.3基本原理

灌砂法基本原理是利用粒径0.30〜0.60mm或0.25〜0.50mm清洁干净的均匀砂,从一定高度自

由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料),

并根据集料的含水量来推算出试样的实测干密度。

1.4主要仪器设备及材料

(1)灌砂筒。

1)当试样的最大粒径小于15mm、测定层的厚度不超过150mm时,宜采用<p100mm的小型灌

砂筒测试;

2)当试样的最大粒径等于或大于15mm,但不大于40mm,测定层的厚度超过150mm,但不超过

200mm时,应用q>150mm的大型灌砂筒测试;

3)如集料的最大粒径达到40mm~60mm或超过60mm时,灌砂筒和现场试洞的直径以200mm

为宜。

工地上普遍应用q>150mm的灌砂筒,它的测深为150mm,其所测压实度仅为这150mm的压实

度。但是现场压实层厚度往往在200mm左右,而且一般压实度在压实表层都比较高,往下就难以保

证,因此在山区现场含碎石较多的集料应采用(p200mm的大灌砂筒检测为宜。

(2)金属标定罐。

用薄铁板制作的金属罐,上端周围有一罐缘。

(3)基板。

用薄铁板制作的金属方盘,盘的中心有一圆孔。

(4)玻璃板。

边长约500〜600mm的方形板。

(5)天平或台秤。

称量10〜15kg,感量不大于1g。用于含水量测定的天平精度,对细粒土、中粒土、粗粒土宜分

别为0.01g、0.1g、1.0g。

(6)含水量测定器具。

铝盒、烘箱等。

(7)量砂。

粒径0.30〜0.60mm或0.25〜0.50mm清洁干燥的均匀砂,使用前须洗净、烘干,并放置足够长

的时间,使其与空气的湿度达到平衡。

1.5试验前的准备工作

1.5.1标定灌砂筒下部锥体内砂的质量

(1)称量灌砂入标定灌前筒内砂的质量。

灌砂入试洞前,筒内砂的质量应保持与灌砂入标定灌前的质量相等。筒内砂的高度与筒顶的距

离不超过15mm,称筒内砂的质量m”准确至1g,以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量

不变。

(2)标定灌砂筒下部圆锥体的量砂质量.

1)将内装量砂网的灌砂筒放在标定灌上,量取并记下砂面距筒顶面的高度;

2)打开开关,让砂自由流出,观察砂面下降高度。当砂面下降深度大致等于标定灌深度时,流

出的砂也大致填满标定灌,关闭开关,称量灌砂筒中剩余砂的质量ms,准确至1g;

3)不晃动灌砂筒中的砂,轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上,将开关打开让砂流出,直到筒内砂不

再下流时,将开关关上,并细心地取走灌砂筒;

4)收集并称量留在板上的砂或称重量筒内的砂,准确至1g,玻璃板上的砂就是填满锥体的砂nu;

5)重复上述测量3次,取其平均值,准确至1g。

1.5.2标定量砂的密度

(1)用水确定标定罐的容积ma,准确到1mL。

(2)在灌砂筒中装入质量为叫的砂,并将灌砂筒放在标定灌上,将开关打开,让砂流出,在整

个流砂过程中,不要碰动灌砂筒,直到砂不再下流时,将开关关闭。取下灌砂筒,称取筒内剩余砂

的质量013,准确至1g。

(3)按下式计算填满标定罐所需量砂的质量ma:

ma=—m2-

式中加“一标定罐中的砂的质量(g);

叫一装入灌砂筒内的砂的总质量(g);

灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g);

加3—灌砂入标定罐后,筒内剩余砂的质量(g)°

(4)重复上述测量3次,取其平均值,准确至1g。

(5)按下式计算砂的密度。

p=吆

式中P,---量砂的单位质量(g/cm3);

V----标定罐的体积(cm,)。

1.6试验步骤

1.6.1选点

选择一个不小于基板面积的平坦面作测点,并用毛刷将其清扫干净。

1.6.2标定基板与粗糙表面间的量砂质量

当表面的粗糙度较大时,则将盛有量砂m5(g)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上,打开灌砂筒

开关,让砂流入基板的中孔内,直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒,并称筒内砂

的质量m6(g),准确至1g。

如清扫干净的平坦表面的粗燥度不大时,可省去此操作。

1.6.3挖试洞

取走基板,将留在试验地点的量砂收回,重新将表面清扫干净。将基板放在清扫干净的表面上,

沿基板中孔凿洞,洞的直径100mm。在凿洞的过程中,应注意不使出的试样丢失,并随时将凿松的

材料取出,放在已知质量的塑料袋内,密封。试洞的深度应等于碾压层厚度。凿洞毕,称此塑料袋

中全部试样质量,准确至1g。减去知塑料袋质量后,为试样的总质量,耳。

1.6.4灌砂

将基板安放在试洞上,将灌砂筒安放在基板中间(灌砂筒内放满砂至恒量n),使灌砂筒的

下口对准基板的中孔及试洞(如清扫干净的平坦表面上粗燥度不大时,则不需放基板,将灌砂筒

直接放在已挖好的试洞上),打开灌砂筒的开关,让砂流入试洞内。在此期间,应注意勿碰动灌

砂筒,直到灌砂筒内的砂不再下流时,关闭开关,小心地取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量

014,准确到lg«

1.6.5取洞内量砂

取出试洞内的量砂,以备下次试验时再用。若量砂的湿度发生变化或量砂中混有杂质,则应重

新烘干,过筛,并放置一段时间,使其与空气的湿度达到平衡后再用。

1.6.6取样

从挖出的全部试样中取有代表性的样品,放入铝盒中,测定其含水量。。样品的数量:对于细粒土,

不少于100g;对于粗粒土,不少于500g。

1.7数据处理

1.7.1计算填满试洞所需的砂的质量

灌砂时试洞上放有基板的情况

mb=mA-m4-(m5-m6)

灌砂时试洞上不放基板的情况

mh=-m4-m2

式中町一一灌砂入试洞前筒内砂的质量(g);

m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g);

加4、机;一一灌砂入试洞后,筒内余砂的质量(g);

(加5—加6)一一灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量色)。

1.7.2计算试验地点土的湿密度「(g/cm3)

m

P=­tXP

%S

式中外——试洞中取出的全部土样的质量(g);

----填满试洞所需砂的质量(g);

Ps----量砂的密度(g/cm3)。

1.7.3计算土的干密度°”(g/cnP)

'1+0.01G

1.8灌砂法现场检测注意的问题

灌砂法现场检测时应注意以下几个环节:

(1)量砂要规则•量砂如果重复使用,一定要注意晾干,否则会影响砂的密度。

(2)每换一次量砂,都必须测定其密度,漏斗中砂的数量也应每次重做。因此量砂宜事先准备

较多数量。

(3)地表面处理要平整。只要表面凸出一点(即使1mm),使整个表面高出一薄层,其体积就

算到试洞中去了,也会影响试验结果。

(4)在挖试洞时试洞周壁应竖直,避免出现上下直径不一致的情形,这样会影响检测结果。

(5)灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚,不能只取上部或取到下一个碾压层中。

1.9应用实例

京津客运专线永乐车站路基(DK44+280〜

+420)灌砂法现场检测孔隙率n和压实系数。

(1)现场检测频率要求。

沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系

数K(改良细粒土)或孔隙率(砂类土和碎石类土)

6点,其中:左、右距路肩边线1m处各2点,路基

中线2点,有反压护道地段每100m增加处1个检测

点。

(2)现场检测图片。

灌砂法检测孔隙率n和压实系数K见图1。

图1灌砂法现场检测图

(3)现场检测报告样式见附件1。

2K30平板荷载试验检测地基系数K3o

2.1概述

K30平板载荷试验被广泛应用于铁路、公路、机场和其他工业与民用建筑工程的地基检测中。作

为一种强度及变形指标,地基系数能够直观地表征路基刚度和承载能力。

中国自大秦重载铁路修建开始,引入地基系数K值作为路基填料压实质量的检测控制指标,在

铁路路基施工方面得到推广应用。K30平板载荷试验是一种检测路基压实质量有效的施工现场试验方

法。目前,地基系数K己成为现行新建铁路控制基床和路堤填料压实质量的主要指标之一。K30仪

器装有精密的压力表和百分表,可为施工现场提供准确可靠的数据,并且操作简便。

2.2适用范围

K30试验检测适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料,测试有效深度为400〜

500mmo平板荷载试验应置于扰动带以下,对于粗、细粒匀质土,宜在压实后2〜4小时内进行试验,

测试面必须是平整无坑洞的地面;必要时铺2〜3mm的干燥中砂或石膏赋子;测试面应远离震源,

雨天或风力大于6级以上也不得进行试验。

2.3技术特点

K30平板荷载是采用直径为30cm的荷载板测定下沉量为1.25mm时的地基系数的试验方法,该

方法操作简便,测试准确。

2.4基本原理

K30试验原理是在地基土上用直径30cm的刚性荷载板垂直分级加荷,测得下沉量与荷载强度的

关系曲线,取下沉量工为1.25mm对应的荷载强度d,计算K30值,即地基系数。

2.5主要仪器设备

荷载板:荷教板为圆形钢板,其直径为30cm、板厚为25mm。荷载板上应带有水准泡。

加载装置:液压千斤顶与手动油泵,通过高压油软管连接。液压油软管长度至少为2m,两端应

装有自动开闭阀门的快速接头,以防止液压油漏出。手动液压泵上应装有一个可调节减压阀,可准

确地分级对荷载板实施加、卸载。测压表量程应达到最大试验荷载的1.25倍,精度不低于0.6级。

当使用测力计直接测量加荷荷载时,测力计精度应达到1%。

反力装置:其承载能力应大于最大试验荷载10kNo

下沉量测量装置:由测桥和测表组成,测桥是用于安装测表固定支架或作为测表量测基准面,

由长度大于3m的支撑梁和支撑座组成,当跨度为4m时其截面系数应大于或等于8cm3«测表宜配

置3〜4个精度为0.01mm的百分表或电子数显百分表,量程应不小于10mm,每个测表应配有可调

式固定支架。

2.6测试前的准备工作

场地测试面应进行平整,并使用毛刷扫去松土。当处于斜坡上时,应将荷载板支撑面做成水平

面。

2.7试验操作步骤

2.7.1安置平板载荷仪

(1)将荷载板放置于测试地面上,应使荷载板与地面良好接触,必要时可铺设一薄层干燥砂(2〜

3mm)或石膏腻子。

(2)将反力装置承载部分安置于荷载板上方,并加以制动。反力装置的支撑点必须距荷载板外

侧边缘1m以外。

(3)将千斤顶放置于反力装置下面的荷载板上,可利用加长杆和通过调节丝杆,使千斤顶顶端

球钱座紧贴在反力装置承载部位上,组装时应保持千斤顶垂直不出现倾斜。

(4)安置测桥,测桥支撑座应设置在距离荷载板外侧边缘及反力装置支承点1m以外。测表的

安放必须相互对称,并且应与荷载板中心保持等距离。

2.7.2加载试验

(1)为稳固荷载板,预先加O.OIMPa荷载,约30秒钟,待稳定后卸除荷载,将百分表读数调至

零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。

(2)以0.04MPa的增量,逐级加载。每增加一级荷载,应在下沉量稳定后1分钟总沉降量不大

于该级荷载产生的沉降量的1%时,读取荷载强度和下沉量读数,然后增加下一级荷载。

(3)当总下沉量超过规定的基准值(1.25mm),或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压

力,或者达到地基的屈服点,试验即可终止。

(4)当试验过程出现异常时(如荷载板严重倾斜,荷载板过度下沉),应将试验点下挖相当于荷

载板直径的深度,重新进行试验。

2.8数据处理

2.8.1根据试验结果绘出荷载强度与下沉量关系曲线。

2.8.2计算地基系数

从荷载强度与下沉量关系曲线得出下沉量基准值时的荷载强度,并按下式计算出地基系数:

K30=Gs/Ss

式中K3O——由直径30的荷载板测得的地基系数(MPa/m),计算取整数;

小——荷载强度与下沉量曲线中S‘=1.25xl(y3m相对应的荷载强度(MPa):

Ss——下沉量基准值(=1.25x10〃)。

2.9应用实例

京津客运专线永乐车站路基(DK44+280〜

+420)心。平板载荷试验检测地基系数。

(1)现场检测频率要求。

沿线路方向每100m每填高约90cm抽样检验地

基系数K3o4点,其中:距路基边线2m处左、右各

1点,路基中部2点。

(2)现场检测图片见图2。

(3)现场检测报告样式见附件2。

3Evd动态平板载荷试验图2K”平板荷载试

3.1概述

在路基工程施工中,土体压实是一个最基本的问题,但仅仅用密实度指标来检测和判断路基的

质量有其局限性。因为路基填土的施工方法不同,含水量的差异和击实标准的差别,相同密实度的

土体其力学性能指标有较大的差异。因此,在检测密实度的基础上,将强度及变形指标作为反映路

基承载力的压实标准,是国内外路基施工质量检测技术的发展方向。传统的强度及变形参数指标通

过静态平板载荷试验测得,即检测地基系数K30,而路基实际承受的荷载不仅有静荷载,还有汽车运

行时对路基产生的动荷载。特别是高速铁路,动荷载产生的冲击力对路基的影响更为明显,也就是

说,路基的稳定性和变形问题主要是由于动荷载引起的,所以,采用模拟列车运行时产生的动应力

及动应变指标作为路基的填筑质量检测标准将更科学合理、更符合实际情况。Evd动态平板载荷试验

属于动力荷载试验,是一种快速、方便检测路基动荷载特性的承载力指标的新试验方法。所测得的

动态变形模量Evd是指土体在一定大小的竖向冲击力Fx和冲击时间t作用下抵抗变形能力的参数。

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,是高速铁路路基填筑压实控制的

主要指标。

中国自秦沈客运专线路基检测中引入了动态变形模量Evd,经过几年的试验研究,在Evd动态平

板载荷试验仪器、方法等方面取得了进展,Evd动态平板载荷试验已纳入《铁路工程土工试验规程》,

Evd已成为《京沪高速铁路设计暂行规定(上、下)》(铁建设(2004)157号)、《新建时速200〜

250公里客运专线铁路设计暂行规定(上、下)》铁建设(2005)140号》和《客运专线无稽轨道铁

路设计指南》(铁建设函(2005)754号)中控制基床表层和过渡段路基压实质量的指标之一。

3.2适用范围

Evd动态平板载荷试验适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料,测试有效深

度范围为400〜500mm。它广泛适用于铁路、公路、机场、城市交通、港口、码头及工业与民用建

筑的地基施工质量监控测试。也能适用于场地狭小的困难地段的检测,如路桥(涵)过渡段及路肩

的检测。

3.3基本原理

动态变形模量测试仪的工作原理是:采用一定质量的落锤,从一定高度自由落下,通过阻尼装

置、承载板,对路基产生瞬间冲击,使路基产生沉陷,落锤自由落下对路基产生的震动信号经传感

器、放大器、低通滤波器、采样保持器输入到模/数转换器(A/D转换器)进行模数转换,再由单片

微机进行数据处理,最后由液晶显示器(LCD)显示和打印机打印测试结果。也就是采用一定质量

的落锤,从一定高度自由落下,模拟汽车运行时对路基产生的动荷载效应冲击路基,在冲击能相同

的条件下,测试路基的垂直变形值,以此计算路基的动态变形模量Evd指标。从理论上讲,路基碾

压越密实,沉陷值越小,路基的动态变形模量Evd值越高;反之,路基的Evd值越低。

3.4仪器设备

动态变形模量测试仪主要由落锤仪和沉陷测定仪组成,如图3所示,落锤仪包括:脱钩装置、

落锤、导向杆、阻尼装置、承载板等,沉陷测定仪主要

包括传感器、放大器、数据处理器、打印机和电源。

其主要技术性能参数如下:

(1)测试范围满足:10MPaWEvd〈125MPa;

(2)测试深度范围:400〜500mm;

(3)测试面最大坡度:5%;

(4)总重:35kg,落锤重:10kg;

(5)最大冲击力:7.07kN;

(6)承载板直径:300mm;厚度:20mm;

(7)沉陷测试范围:0.20〜2.00mm;精度:±5%;

(8)环境温度范围:0℃〜40℃;

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