铁路工程中路基现场试验检测研究

　　摘要：铁路路基的施工质量关系到整个工程的质量、进度和列车运行安全，而运用科学的试验检测方法是保证路基工程施工质量的重要措施之一，本文从路基工程现场试验检测的角度上论述了用不同的检测方法对路基工程质量的控制。
　　关键词：铁路工程，路基，现场试验检测
　　0、前言
　　随着我国《中长期铁路网规划》及《调整规划》的出台，铁路建设又迎来了新一轮的高潮。铁路作为国民经济的大动脉，在中国经济平稳较快发展中肩负着重大责任，作为铁路工程的主体，路基工程的质量尤为重要。本文从路基工程现场试验检测的角度上论述了用不同的检测方法对路基工程质量的控制。
　　1、路基检测前准备工作
　　1.1、根据国家及铁道部有关工程检测的法规、标准及项目合同要求，编制试验检测计划和作业指导书。
　　1.2、进行检测前仪器、设备的调试，确认设备的标定是否有效，确保仪器设备能够正常使用。
　　1.3、检测前应收集齐全相关信息：
　　（1）检查被检路基填料的土工试验报告、填料名称，确定检测项目。
　　（2）根据待检路基部位确定检测频率、数量及指标；
　　（3）明确报检的路基里程及被检施工标段。
　　2、检测方法
　　2.1地基系数K30试验
　　2.1.1、试验检测仪器包括：刚性承压板、千斤顶、百分表或位移传感器、基准支架和反力装置。
　　（1）刚性承压板：钢质，板厚：T≥22mm、直径D=300mm(+1.4～0mm)、不圆度及上下两面的不平行度为0.3%，下底面光洁度不应低于二级。
　　（2）千斤顶：5吨级，带有精密压力表(精度1%)。
　　（3）百分表或位移传感器：全量程不应小于10mm，最小刻度0.01mm。
　　（4）基准支架：由3米的杆件和支脚组成，杆上固定百分表。
　　（5）反力装置：如果是集装式专用试验车，可利用试验车自重、采用汽车或压路机作为反力。
　　2.1.2、现场检测
　　（1）根据测试要求合理选择测点位置。
　　（2）进行场地测试面平整。
　　将承载板放置于测试地面上，应使承载板与地面良好接触，必要时可铺设一层2～3mm薄干砂。应注意保持试验主体的原始状态，避免松动大颗粒的碎石或石块，安装时不得对测点表面进行压实，当测试面处于斜坡上时，应将承载板支撑面做成水平面。
　　（3）安装加载装置和测量装置
　　先放置承载板，利用承载板上水准泡或水平尺来调整承载板水平，将反力装置承载部位安置于承载板上方，并加以制动，承载板外侧边缘与反力装置支撑点之间的距离不得小于1m；然后将千斤顶放在承载板的中心位置，使千斤顶保持垂直，用加长杆和调节丝杆使千斤顶顶端球铰座与反力装置承载部位紧贴，组装时应保持千斤顶垂直不出现倾斜；再安置测桥，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。
　　2.2变形模量Ev2试验
　　2.2.1、检测仪器：变形模量Ev2测试仪器应包括承载板、反力装置、加载装置、荷载量测装置及沉降量测装置。
　　（1）荷载量测装置的量测表量程应达到最大试验荷载的1.25倍，最大误差应不大于1％，显示值应能保证承载板上的荷载有效位至少达到0.001MPa。
　　（2）沉降量测装置应符合以下要求：
　　测桥的测量臂可采用杠杆式或垂直抽拉式,测量臂应有足够的刚度。承载板中心至测桥支撑座的距离应大于1.25m。杠杆式测量臂杠杆比可在1:1至2:1范围内选择，选定后不得改变。沉降量测表最大误差不应大于0.04mm，分辨率应达到0.01mm，量程不应小于10mm。
　　2.2.2、资料处理
　　根据试验结果绘制应力-沉降量曲线，应力-沉降量曲线上应用箭头标明受力方向。
　　第一次加载和第二次加载所得到的应力-沉降量曲线，可用下式表达：
　　（1-1）
　　式中：——承载板下应力(MPa)；
　　 ——承载板中心沉降量(mm)；
　　 ——常数项(mm)；
　　——一次项系数(mm/MPa)；
　　——一次项系数(mm/MPa2)
　　应力-沉降量曲线方程的系数是将测试值按最小二乘法计算得到的。用于计算系数的方程式为
　　（1-2）
　　（1-3）
　　（1-4）
　　式中，(=1，2，3，…..，)分别为每级荷载的应力和相应的承载板中心沉降量测试值。
　　
　　2.3、压实系数和孔隙率
　　2.3.1、试验方法：灌砂法
　　2.3.2、试验检测仪器：密度测定器(包括容砂瓶、灌砂漏斗和底盘)；天平；土样筛；标准砂；其他：小铁锹、小铁铲、盛土容器等。
　　2.3.3、现场检测
　　先将选定试坑位置处的地面铲平，其面积略大于试坑直径150mm，按试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度200mm处，边挖边将挖出的土放入盛土容器内，称土的质量，然后取代表性土样测定含水率。再向容砂瓶内灌满标准砂，关阀门，称灌满标准砂的密度测定器的总质量。最后将密度测定器倒置于挖好的坑口上，打开阀门，使密度测定器内的标准砂流入坑内，当密度测定器内标准砂停止流动时关闭阀门，称密度测定器和剩余标准砂的质量，并计算灌满试坑所用标准砂的质量。
　　2.3.4资料处理
　　根据下列公式计算：
　　湿密度（1-6）
　　干密度（1-7）
　　压实系数：（1-8）
　　孔隙率：（1-9）
　　式中 ——填土的湿密度(g/cm3)；
　　 ——填土的干密度(g/cm3)；
　　 ——填土的最大干密度(g/cm3)；
　　 ——取自试坑内土的质量(g)；
　　 ——试坑体积(cm3)；
　　 ——填土含水率(％)；
　　 G——填土颗粒密度(g/cm3)。
　　3、结论
　　路基的施工质量关系到整个工程的质量、进度和列车运行安全，而运用科学的试验检测方法是保证路基工程施工质量的重要措施之一。在路基工程施工中，土体压实是一个最基本的问题，通过对以上试验检测方法的分析，可以看出仅用密实度指标来检测和判断路基的质量有其局限性。
　　
　　[参考文献]
　　1、铁路工程土工试验规程TB10102-2004
　　2、铁路工程地质原位测试规程TB10018-2003
　　3、变形模量Ev2检测规程铁建设[2005]188号
　　4、客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准铁建设[2005]160号

《铁路工程中路基现场试验检测研究》

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