填筑壓實(shí)質(zhì)量以及填料改良檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)施工工藝

1、,客運(yùn)專線路基,填料改良和填筑質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)介紹,1 客運(yùn)專線路基細(xì)粒土填料改良處理技術(shù),細(xì)粒土填料改良是指在原土中添加某種材料，使之與土發(fā)生一定的物理化學(xué)反應(yīng)，以改變?cè)恋奈锢砹W(xué)性質(zhì)。填料改良已在國(guó)內(nèi)外高速鐵路、公路土方工程中廣泛應(yīng)用，各國(guó)均制訂自己的“技術(shù)準(zhǔn)則”或“工法”。設(shè)計(jì)院以及施工單位對(duì)下蜀黏土、弱膨脹土、中膨脹土、巖石風(fēng)化物、粉土、黃土等填料進(jìn)行了大量室內(nèi)改良試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)及質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)，取得了良好效果。,1.1

2、 細(xì)粒土填料改良方法,細(xì)粒土填料改良分物理改良及化學(xué)改良。1.1.1 物理改良是通過在原土中添加某種粒徑的土（石）料，改善其級(jí)配（Cc，Cu）特性，提高物理力學(xué)性能及壓實(shí)性。1.1.2 化學(xué)改良是通過在原土中添加固化劑（水泥、石 灰、粉煤灰等）使之發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，如陽離子交換、膠凝、碳化結(jié)塊等作用，改善土的物理力學(xué)性質(zhì)，增加強(qiáng)度。同時(shí)，降低填料的含水量，便于施工、壓實(shí)。,1.2 細(xì)粒土化學(xué)改良主要內(nèi)容,1.2.1 添加劑

3、的選用：常用的添加劑有石灰、水泥、粉煤灰、瀝青、合成固化劑、合成樹脂等。一般情況下，塑性指數(shù)較高的粘性土采用石灰；粉（砂）土采用水泥。1.2.2 改良步驟： 1 原土各類物理、力學(xué)、水穩(wěn)性試驗(yàn)。 2 各類添加劑改良土相關(guān)試驗(yàn)，確定添加劑及配方（經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、控制性指標(biāo)改善情況）。 3 現(xiàn)場(chǎng)工況試驗(yàn)，確定現(xiàn)場(chǎng)添加劑用量及工藝。 1.2.3 改良效果控制：綜合考慮各類物理力學(xué)性質(zhì)的改善，以滿足路基各部位填筑壓實(shí)

4、標(biāo)準(zhǔn)為目的。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為改良土控制性的力學(xué)指標(biāo)。CBR值可作為重要參考指標(biāo)。對(duì)于膨脹土填料改良，則還應(yīng)注意其脹縮性（膨脹力、無荷膨脹率、有荷膨脹率、收縮系數(shù)）的改善。如基床底層K30=110MPa相應(yīng)要求無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為600-800kPa，飽和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度300-400kPa ?，F(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度與室內(nèi)強(qiáng)度關(guān)系：fu（現(xiàn)場(chǎng)）=0.6-0.7 fu（室內(nèi)），,1.3 黏性土化學(xué)改良實(shí)際效果,1.3.1 顆粒粒徑變化：粘性土改良后其粒徑組

5、成發(fā)生明顯變化，粘粒(＜0.005mm＝含量從40-60%下降至10-15%；粉粒(0.005-0.075mm)含量從30-45%增加至50-60%；砂粒（＞0.075mm）從1-10%增加至≥20%。1.3.2 崩解試驗(yàn)：48小時(shí)無崩解，長(zhǎng)期飽和強(qiáng)度無變化。 1.3.3 膨脹土經(jīng)石灰改良后，其脹縮特性明顯改善 。 1.3.4 現(xiàn)場(chǎng)K30值一般在150～220MPa/m之間?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)注意改良土強(qiáng)度隨時(shí)間的變化，通常水泥改良

6、土強(qiáng)度增長(zhǎng)快于石灰改良土的強(qiáng)度增長(zhǎng)。,1.3 黏性土化學(xué)改良實(shí)際效果,1.3.5 新長(zhǎng)線下蜀粘土改良試驗(yàn)結(jié)果 注：試驗(yàn)結(jié)果表明采用水泥改良類似高塑性粘土，其強(qiáng)度過大， 脆性易裂，自愈（和）性差，且在降低原土天然含水量效果方面亦不如石灰好。,,1.3 黏性土化學(xué)改良實(shí)際效果,1.3.6 合寧線中等膨脹土石灰改良前后相關(guān)脹縮特性變化對(duì)比 試驗(yàn)結(jié)果表明膨脹土

7、經(jīng)石灰改良后完全滿足客運(yùn)專線填料要求。,,,1.4 細(xì)粒土化學(xué)改良土施工方法及施工工藝,1.4.1 改良土施工方法有廠拌、路拌和集中場(chǎng)地拌合，均形成了較成熟的工法。通過嚴(yán)格的過程控制均能滿足客運(yùn)專線的質(zhì)量要求。1.4.2 廠拌法：采用專用的破碎、拌和機(jī)械工廠化生產(chǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)是拌和均勻，質(zhì)量易控，但成本高、效率低。主要工藝流程：填料攤鋪、晾曬---含水量檢測(cè)---填料入倉---機(jī)械破碎---粒徑檢測(cè)---添加劑含量檢測(cè)---添加劑

8、+破碎料機(jī)械拌和----均勻性檢測(cè)---出廠---攤鋪、平整、碾壓。1.4.3 路拌法：采用路拌機(jī)械在路堤施工現(xiàn)場(chǎng)拌和。方法簡(jiǎn)便，成本低，對(duì)含水量要求不高。但受氣候影響大，污染較大。主要工藝流程：填料攤鋪、晾曬---添加劑含量檢測(cè)---拌和---含水量、均勻性檢測(cè)---平整、碾壓。1.4.4 集中場(chǎng)拌法：采用路拌機(jī)械集中在場(chǎng)地（如取土場(chǎng)、專用拌和場(chǎng)）內(nèi)拌和，其拌和工藝與路辦法相同?？蓽p少對(duì)施工沿線的污染。,,,1.5 鄭西客

9、運(yùn)專線路基黃土填料改良,以粉粒為主屬于低液限粉土C組填料。W最佳11.0～13.7％，天然密度1.38～1.76g/cm3,最大干密度1.81～2.01g/cm3,飽和fcu僅12～16.1kPa,重塑土樣在水中8h后呈粒狀完全崩解。因此al、pl、col Q3砂質(zhì)黃土填料在天然狀態(tài)下W和ρd與W最佳和ρdmax差別明顯,填料在施工填筑時(shí)不易被壓實(shí),填料飽和抗壓強(qiáng)度較低,水穩(wěn)定性差,不能直接作為路基基床以及基床下部路堤本體填

10、料 。,,1）al、pl、colQ3砂質(zhì)黃土填料,1.5.1 鄭西沿線為al+pl+colQ3黃土和dl+plQ2黃土填料,,1.5 鄭西客運(yùn)專線路基黃土填料改良,,2）al+plQ3黏質(zhì)黃土和dl+plQ2黏質(zhì)黃土填料,1.5.1 鄭西沿線為al+pl+colQ3黃土和dl+plQ2黃土填料,,以粉粒、粘粒為主，砂粒含量較少，屬C組填料。Ip為10.7～19.7％，W最佳12.3～15.0％，ρd為1.62～1.90g/

11、cm3，ρdmax為1.78～1.97g/cm3，飽和fcu僅6.5～116kPa，重塑土樣在水中2h后呈粒狀完全崩解，部分土樣具有弱膨脹性?？傊?，黏質(zhì)黃土填料，天然狀態(tài)下W和ρd與W最佳和ρdmax差別明顯,填料在施工填筑時(shí)不易被壓實(shí);且填料飽和抗壓強(qiáng)度低,水穩(wěn)定性差,局部具有弱膨脹性，不能作為路基基床以及基床下部路堤填料。,1.5.2 設(shè)計(jì)單位勘察設(shè)計(jì)階段黃土填料的改良試驗(yàn),,黃土改良試驗(yàn)樣品,注：改良土改良劑摻入量：石

12、灰為5～8%，水泥為3～5%，養(yǎng)護(hù)時(shí)間14～28天。,1.5.2 設(shè)計(jì)單位勘察設(shè)計(jì)階段黃土填料的改良試驗(yàn),砂質(zhì)黃土改良前后物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表,1.5.2 設(shè)計(jì)單位勘察設(shè)計(jì)階段黃土填料的改良試驗(yàn),,黏質(zhì)黃土改良前后物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表,2 客運(yùn)專線路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè),路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)是指路基填筑工程中的各種進(jìn)行質(zhì)量控制的檢查方法。主要包括填料質(zhì)量控制、填筑厚度檢測(cè)、 壓實(shí)度檢測(cè)（主要介紹壓實(shí)系數(shù)K檢測(cè)、K30檢測(cè)、核子密度儀檢測(cè)、動(dòng)態(tài)變

13、形模量Evd檢測(cè)和變形模量EV2檢測(cè)等）。2.1 填料質(zhì)量控制 2.2 填筑厚度檢測(cè)2.3 壓實(shí)度檢測(cè)介紹2.4 核子密度儀檢測(cè)2.5 地基系數(shù)K30檢測(cè)2.6 動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢測(cè)2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.1 填料質(zhì)量控制,2.1.1 客運(yùn)專線鐵路基床填料質(zhì)量控制 1 基床表層填料要求如下：基床表層填料應(yīng)采用級(jí)配碎石、級(jí)配砂礫石和瀝青混凝土。 2 基床底層填料要求如下：基床

14、底層應(yīng)選用A、B組填料或改良土。塊石類作為基床底層填料時(shí)，應(yīng)級(jí)配良好，其粒徑不應(yīng)大于10cm。2.1.2 客運(yùn)專線鐵路基床以下路堤填料質(zhì)量控制 1 應(yīng)選用A、B組填料和C組碎石類、礫石類填料。 2 當(dāng)選用C組細(xì)粒土填料時(shí),應(yīng)根據(jù)填料性質(zhì)進(jìn)行改良。 3 當(dāng)選用硬質(zhì)巖石及不易風(fēng)化的軟質(zhì)巖的碎石時(shí),應(yīng)級(jí)配較好,塊石類填料的粒徑不得大于15cm 。,2.2 填筑厚度檢測(cè),2.2.1 高程測(cè)量法 1 根據(jù)

15、線路地形特征及地質(zhì)條件，選擇有代表性的斷面，沿?cái)嗝嬖O(shè)數(shù)個(gè)控制點(diǎn)。 2 在控制點(diǎn)地表處設(shè)置觀測(cè)地基沉降變形的沉降標(biāo)。 3 填土壓密后，測(cè)沉降標(biāo)高程H1及填土面的高程H2。 4 H2－H1得到該控制點(diǎn)路堤填筑厚度。 5 按斷面上各沉降標(biāo)（控制點(diǎn)）反映的地基變形的幾何形態(tài)，求斷面的平均填筑厚度。2.2.2 勘探法 1 坑探：多采用探槽確定填土分界線 2 鉆探：選擇有代表性的點(diǎn)，填筑完成后，通過

16、鉆探取芯分析判斷，并與填筑前的勘探地層柱狀圖比較，確定原地表深度，進(jìn)而得到填筑厚度。 3 對(duì)于素填土路堤，亦可用靜力觸探或輕型動(dòng)力觸探方法測(cè)得。當(dāng)填筑前有測(cè)試資料時(shí)，可與之比較得到填筑厚度。當(dāng)填筑前缺乏這些資料時(shí)，通過分析填土的均勻性和力學(xué)特性，推測(cè)填筑厚度。 另外可通過工程物探對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行分析和解釋求得觀測(cè)點(diǎn)各電性層的厚度和電阻率的大小，進(jìn)而推測(cè)填筑厚度。,2.3 壓實(shí)度檢測(cè)介紹,2.3.1 環(huán)刀法：環(huán)刀法是壓

17、實(shí)質(zhì)量檢測(cè)的傳統(tǒng)方法。國(guó)內(nèi)習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為200cm3。用環(huán)刀法測(cè)得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度，它不能代表整個(gè)碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度一般是從上到下減小的，若環(huán)刀取在碾壓層的上部，則得到的數(shù)值往往偏大，若環(huán)刀取在碾壓層的底部，則所得的數(shù)值將明顯偏小，就檢查路基的壓實(shí)度而言，我們需要的是整個(gè)碾壓層的平均壓實(shí)度，而不是碾壓層中某一部分的壓實(shí)度。因此，在用環(huán)刀法進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，應(yīng)盡量取碾壓層中間的土。環(huán)刀

18、法只適用于粘性土及砂性土。2.3.2 灌砂法:是利用均勻顆粒的砂去置換試坑的體積，它是當(dāng)前最通用的方法，是普速鐵路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定密度的主要方法。適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定砂、礫、碎石類土及改良土的密度，但不適用于填石路堤等有大孔洞的壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)。本方法需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較多，因此，它的測(cè)試速度較慢。,2.3 壓實(shí)度檢測(cè)介紹,2.3.3 灌水法：其與灌砂法的原理基本相同，只是用水代替標(biāo)準(zhǔn)砂去置換試坑的體積，適用范圍與灌砂法相同。由于水的密

19、度相對(duì)穩(wěn)定，因而操作更簡(jiǎn)單。測(cè)試速度更快。但測(cè)試精度要差一些。2.3.4 氣囊法：鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院在吸取國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上發(fā)明了氣囊式容積測(cè)定儀，該儀器的密度試驗(yàn)方法“氣囊法”已納入了《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》（TB 10102—2004），該方法操作簡(jiǎn)單、速度快、精度高，是一種新型的密度試驗(yàn)方法。此外，國(guó)外還有灌石膏法、水袋法等。灌砂、灌水、灌石膏法系傳統(tǒng)方法，均已延用多年，其存在的共同特點(diǎn)是“慢”。核子射線法解決了傳統(tǒng)方法中

20、“慢”的問題，相應(yīng)地伴生了“成本”、“精度”和“安全”問題。,2.4 核子密度儀檢測(cè),2.4.1 核子射密度儀是利用放射性同位素作放射源，根據(jù)射線透過被測(cè)物體后放射性粒子數(shù)量或速度的變化，來檢測(cè)被測(cè)物體的密度和含水量的一種方法。具有體積小、重量輕，測(cè)試速度快，檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，尤其是它對(duì)同一測(cè)位可以進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)的特點(diǎn)，是其它壓實(shí)度檢測(cè)方法所不具備的。,2.4.2 儀器設(shè)備：核子濕度密度儀主機(jī)由放射源、探測(cè)器、微處理器、測(cè)深定位裝置等

21、組成。附件有標(biāo)準(zhǔn)塊、導(dǎo)板、鉆桿、充電管。儀器設(shè)備需符合國(guó)家規(guī)定的關(guān)于健康保護(hù)和安全使用標(biāo)準(zhǔn)，密度的測(cè)定范圍為1.12～2.73g/cm3，測(cè)定誤差不大于±0.03g/cm3。含水量測(cè)定范圍為0～0.64g/cm3，測(cè)定誤差不大于±0.004g/cm3。,2.4 核子密度儀檢測(cè),2.4.1 試驗(yàn)要點(diǎn) 1 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)：將標(biāo)準(zhǔn)塊放在堅(jiān)硬的材質(zhì)表面，按規(guī)定將儀器放置在標(biāo)準(zhǔn)塊上，儀器手柄設(shè)置在安全位置上。周圍1

22、0m以內(nèi)無其他放射源，3m以內(nèi)的地面上不應(yīng)堆放其他材料。按下啟動(dòng)鍵，開始進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)或統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)。操作人員應(yīng)退到離儀器2m以外區(qū)域。當(dāng)儀器發(fā)出結(jié)束信號(hào)后，檢查含水量、密度的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)或統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，如果其數(shù)值在規(guī)定的范圍內(nèi)，即可開始檢測(cè)。 2 輸入設(shè)定參數(shù)：測(cè)量計(jì)數(shù)時(shí)間（不宜小于30s）；選擇計(jì)量單位（g/cm3或kg/cm3）；密度、含水量的偏移量，當(dāng)無偏移量時(shí)輸入“0”；測(cè)點(diǎn)記錄號(hào)。 3 平整被測(cè)材料表面，必要時(shí)可用少量

23、細(xì)粉顆粒鋪平，然后用導(dǎo)板和鉆桿造孔。孔深必須大于測(cè)試深度，孔應(yīng)垂直，孔壁光滑，不得坍塌。 4 按規(guī)定方法將儀器就位，并將放射源定位到預(yù)定的測(cè)試深度，按下啟動(dòng)鍵開始測(cè)試，操作人員退到離儀器2m以外的區(qū)域。,2.4 核子密度儀檢測(cè),2.4.1 試驗(yàn)要點(diǎn) 5 當(dāng)儀器發(fā)出測(cè)試結(jié)束信號(hào)后，將放射源退回到安全位置，并儲(chǔ)存或記錄檢測(cè)結(jié)果。 6 如果被測(cè)材料中含有硼、氡等吸收中子的元素或水氫元素時(shí)，其檢測(cè)結(jié)果應(yīng)用其他方法求出偏移

24、量進(jìn)行校正。 7 試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算 ρd=ρ－ρsw （式2.4.1—1） w=[ρsw/（ρ－ρsw）]×100=（ρsw/ρd）×100 （式2.4.1—2）式中： ρd——干密度（g/cm3） ρ——濕密度（g/cm3）

25、 ρsw——含水量（單位體積土中水的質(zhì)量，g/cm3） w——含水率（%）,2.5 地基系數(shù)K30檢測(cè),2.5.1 試驗(yàn)原理：K30試驗(yàn)是鐵路和公路部門在現(xiàn)場(chǎng)確定路基填筑層的地基系數(shù)的試驗(yàn)方法，也可用其確定建筑物基礎(chǔ)的地基系數(shù)。K30儀器裝有精密的壓力表和百分表，可在現(xiàn)場(chǎng)提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，并且操作簡(jiǎn)便。K30試驗(yàn)原理是在地基土上用直徑30cm的剛性荷載板垂直分級(jí)加荷，測(cè)得下沉量S與荷載強(qiáng)度P的關(guān)系曲線，取

26、1.25mm下沉量S1.25對(duì)應(yīng)的荷載強(qiáng)度P1.25，計(jì)算K30值，即地基系數(shù)： K30=,,2.5 地基系數(shù)K30檢測(cè),2.5.2 試驗(yàn)儀器的主要組成部分 K30試驗(yàn)儀器主要由荷載板、千斤頂、百分表、基準(zhǔn)支架及反力裝置組成。 荷載板為厚度大于22mm，直徑30cm的剛制圓板。千斤頂選用5噸帶有緊密壓力表（精度1％）的千斤頂。百分表的最小刻度為0.01mm，量程大于30mm?；鶞?zhǔn)支架由長(zhǎng)3m的桿

27、和支腳組成，基準(zhǔn)支架的桿上安裝固定百分表。反力裝制可利用汽車或其它反力設(shè)備，其支點(diǎn)應(yīng)距荷載板1m以外。,2.5 地基系數(shù)K30檢驗(yàn),2.5.3 試驗(yàn)方法及步驟 1 K30試驗(yàn)應(yīng)按以下步驟做好準(zhǔn)備工作：1）平整試驗(yàn)作業(yè)面，整平地基土，如有必要可薄薄地鋪一層細(xì)砂；2）在平整好的土面上安置荷載板；3）將千斤頂放置在荷載板上，并與反力裝置對(duì)正，反力裝置支點(diǎn)應(yīng)距荷載板1m以外；4）安裝基準(zhǔn)支架，其支腳應(yīng)放置在距荷載板及

28、反力裝置支點(diǎn)1m以外的位置；5）將百分表固定在荷載板兩側(cè)的基準(zhǔn)支架的桿上，并調(diào)零位；6）為使讀數(shù)穩(wěn)定，先預(yù)加35KPa的荷載，然后卸除，記錄百分表除讀數(shù)。 2 準(zhǔn)備工作完成后，進(jìn)行分級(jí)加荷試驗(yàn)，分級(jí)加荷每級(jí)增量為35kPa。每增加一級(jí)荷載，等該荷載的下沉量終止后，記錄荷重強(qiáng)度和下沉量讀數(shù)。 3 試驗(yàn)終止：1）當(dāng)總下沉量達(dá)到10mm，或者荷載強(qiáng)度超過估計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際最大接觸壓力，或者達(dá)到地基土的屈服點(diǎn)時(shí)，試驗(yàn)即

29、停止。2）當(dāng)一分鐘的下沉量不大于該級(jí)荷載強(qiáng)度下產(chǎn)生的總下沉量的1％時(shí)，即可認(rèn)為下沉已終止。,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗(yàn),2.5.4 資料整理及計(jì)算根據(jù)實(shí)例整理出的K30試驗(yàn)記錄,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)繪制荷載強(qiáng)度－－下沉量關(guān)系曲線，計(jì)算K30值。,,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗(yàn),2.5.4 資料整理及計(jì)算,,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗(yàn),2.5.5 試驗(yàn)要點(diǎn) 1 試驗(yàn)場(chǎng)地準(zhǔn)備：對(duì)已選定的場(chǎng)地測(cè)試面（包括支架

30、平面）應(yīng)盡可能整平，并用毛刷掃去松土。當(dāng)處于斜坡上時(shí)，同樣也要將荷載板支承面做成水平面，以避免荷載板損壞和加荷設(shè)備移動(dòng)，用作反力裝置的汽車也必須確保制動(dòng)。 ； 2 安裝荷載板：為了保證荷載板與地面的良好接觸，可以鋪設(shè)一層厚幾毫米的干燥中砂或石膏膩?zhàn)?，用石膏膩?zhàn)幼鰤|層時(shí)，應(yīng)在荷載板底面上抹一層油膜，然后將荷載板在其上轉(zhuǎn)動(dòng)并輕輕擊打，使其與地面完全接觸，同時(shí)借助水準(zhǔn)尺或荷載板上的水準(zhǔn)泡調(diào)整水平。 3 安裝反力裝置：反力裝置

31、的支承點(diǎn)必須距荷載板外側(cè)邊緣1m之外。 4 安裝加載裝置：將千斤頂放置于反力裝置下面的荷載板中心上，利用加長(zhǎng)桿和通過調(diào)節(jié)絲桿，使千斤頂頂端球鉸座緊貼在反力裝置承載部位上，并保持垂直。,,2.5 地基系數(shù)K30檢驗(yàn),2.5.5 試驗(yàn)要點(diǎn) 5 安裝下沉量測(cè)定裝置：測(cè)橋支撐座應(yīng)設(shè)置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支承點(diǎn)1m以外，確保其不受加載時(shí)荷載板及反力裝置支承點(diǎn)周圍地表變形的影響。當(dāng)測(cè)橋呈Y形布置時(shí)，應(yīng)安裝3個(gè)測(cè)表，

32、并相互呈120°放置；當(dāng)測(cè)橋呈雙橫桿平行布置時(shí)，應(yīng)安裝4個(gè)測(cè)表呈正方形布置或安裝2個(gè)測(cè)表呈對(duì)角線布置。不論安裝幾個(gè)測(cè)表，都必須與荷載板中心保持等距離，以便求取均值，降低誤差。 6 加載試驗(yàn)：先加0.01Mpa的荷載預(yù)壓30秒鐘，使系統(tǒng)各部分接觸良好，卸壓后讀取量表起始讀數(shù)。以0.04Mpa的增量，逐級(jí)加載，每增加一級(jí)荷載，應(yīng)判穩(wěn)，即當(dāng)一分鐘的下沉量不大于該級(jí)荷載強(qiáng)度下產(chǎn)生的總下沉量的1%時(shí)，就認(rèn)為下沉穩(wěn)定，這時(shí)讀取荷

33、載強(qiáng)度和下沉量。當(dāng)總下沉量超過規(guī)定的基準(zhǔn)值（1.25mm），或者荷載強(qiáng)度超過估計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際最大接觸壓力，或者達(dá)到地基的屈服點(diǎn)，試驗(yàn)即可終止。 7 試驗(yàn)點(diǎn)的下挖工作：當(dāng)試驗(yàn)出現(xiàn)異常時(shí)，如荷載板嚴(yán)重傾斜或過度下沉等，應(yīng)將試驗(yàn)點(diǎn)下挖相當(dāng)于荷載板直徑的深度。遇到有石塊、不密實(shí)或含水很多、含水很少的土?xí)r，均應(yīng)在試驗(yàn)記錄表中注明,,2.6 動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢驗(yàn),2.6.1 一動(dòng)態(tài)變形模量Evd測(cè)試簡(jiǎn)介 動(dòng)態(tài)變形模量Evd起源

34、于德國(guó)，是德國(guó)二十世紀(jì)90年代開始采用的新型路基壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)對(duì)Evd的引進(jìn)與研究開始于1999年,經(jīng)過了5年的研究和應(yīng)用，動(dòng)態(tài)變形模量Evd的檢測(cè)方法已納入了2004年4月1日起開始實(shí)施的《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》（TB10102-2004）。動(dòng)態(tài)平板荷載實(shí)驗(yàn)是近期開始應(yīng)用的路基壓實(shí)質(zhì)量新型檢測(cè)方法，是屬于動(dòng)力荷載實(shí)驗(yàn)，是一種快速、方便檢測(cè)反映路基動(dòng)荷載特性的承載力指標(biāo)――動(dòng)態(tài)變心形模量（Evd）值的新的實(shí)驗(yàn)方法，該方法是直接

35、檢測(cè)動(dòng)態(tài)變形模量（Evd）值，也可根據(jù)某種條件下同類性質(zhì)土的動(dòng)態(tài)變形模量Evd值與地基系數(shù)K30的相關(guān)關(guān)系，推算出K30值。由于既有線路基的特殊性，要求檢測(cè)平定路基質(zhì)量的技術(shù)手段要安全、快速、準(zhǔn)確、定量且不影響行車。Evd動(dòng)態(tài)平板載荷實(shí)驗(yàn)檢測(cè)速度快（約3分鐘），儀器體積小，重量輕，能在狹小地段檢測(cè)；很適合檢測(cè)和評(píng)定既有線提速路基的質(zhì)量狀態(tài)。,2.6 動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢驗(yàn),2.6.2 動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試的原理路基施工質(zhì)量動(dòng)態(tài)變形模量

36、測(cè)試（也稱動(dòng)態(tài)平板載荷試驗(yàn)），是高速鐵路路基施工質(zhì)量檢測(cè)的一種新方法。該儀器是采用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度自由落下，模擬列車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)路基面產(chǎn)生的動(dòng)荷載效應(yīng)沖擊路面，在沖擊能相同的條件下，測(cè)試路基面的垂直變形值，以此計(jì)算路動(dòng)態(tài)變形模量Evd值。與動(dòng)力觸探法檢測(cè)路基的承載力相比，他們的相似之處是：它們都是采用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度自由落下沖擊路基面；但兩者的檢測(cè)原理和檢測(cè)方法完全不同。動(dòng)力觸探設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，檢測(cè)速度快，但影響

37、測(cè)試結(jié)果的因素較多，如：探桿側(cè)壁摩擦阻力的影響、地下水的影響、探桿的連接剛度等，是一種較為粗略的定性方法。而動(dòng)態(tài)變形模量的檢測(cè)方法是采用電子技術(shù)獲得路基填筑質(zhì)量信息和數(shù)據(jù)的一種先進(jìn)檢測(cè)方法，可直接測(cè)得路基在動(dòng)荷載作用下所發(fā)生的力和變形的參數(shù)，即動(dòng)態(tài)變形模量Evd值。,2.6 動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢驗(yàn),2.6.3 動(dòng)態(tài)變形模量的檢測(cè)方法：是采用一定質(zhì)量的落錘，從一定高度自由落下，通過阻尼裝置、承力罩、承載板，對(duì)路基面產(chǎn)生瞬間沖擊，使路基

38、面產(chǎn)生沉陷，這種沉陷變形反映了路基土的抗力性能。從理論上講，路基碾壓越密實(shí)，沉陷值越小，路基的動(dòng)態(tài)變形模量Evd值越高；反之路基的Evd值越低。2.6.4 適用范圍:Evd法適用于粒徑不大于荷載板直徑1/4的各類土、土石混合填料、非膠結(jié)路面基層及改良土，測(cè)試有效深度范圍為400～500mm。2.6.5 儀器設(shè)備 1 Evd法檢測(cè)應(yīng)采用的輕型落錘式（LFG）Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀。 2 Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀應(yīng)由加

39、載裝置、荷載板和沉陷測(cè)定儀三部分組成。 3 Evd動(dòng)態(tài)變形模量測(cè)試儀的量程應(yīng)符合下列要求： a. 沉陷測(cè)試范圍：（0.1～2.0）mm ±0.05mm； b. Evd測(cè)試范圍：10MPa＜Evd＜225MPa。 4 儀器每年標(biāo)定一次，每三個(gè)月校驗(yàn)一次。,2.6 動(dòng)態(tài)變形模量Evd檢驗(yàn),2.6.5 儀器設(shè)備,,2.6.6 動(dòng)態(tài)變形模量值,根據(jù)平板壓力公式，動(dòng)態(tài)變形模量EvdEvd＝1

40、.5×r×σ/S (MN/m2)其中：1.5――承載板形態(tài)影響系數(shù)；σ――路基面最大動(dòng)應(yīng)力（MN/m2）；S――承載板的承陷值（mm）；R――承載板的半徑，150mm。此公式表示按照彈性各相同性半空間理論，并假定橫向變形系數(shù)v＝0.21時(shí)，圓形剛性板在豎向集中荷載作用下的地面沉陷。落錘質(zhì)量一定時(shí)，沖擊力（動(dòng)應(yīng)力）由落錘的落高和阻尼裝置控制，它的大小及延時(shí)時(shí)間要復(fù)合列車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)路基產(chǎn)生的沖擊力。

41、根據(jù)我國(guó)相關(guān)《規(guī)范》或《暫規(guī)》規(guī)定，路基面最大設(shè)計(jì)動(dòng)應(yīng)力為0.1MPa，該值被認(rèn)為是列車高速運(yùn)行時(shí)對(duì)路基面所產(chǎn)生的實(shí)際動(dòng)應(yīng)力。根據(jù)公式計(jì)算的動(dòng)態(tài)變形模量Evd值即代表被測(cè)點(diǎn)的承載力。這種方法的先進(jìn)性在于能快速、準(zhǔn)確測(cè)出路基的承載力，即動(dòng)態(tài)變心模量值（Evd），它適用于檢測(cè)現(xiàn)行規(guī)范要求的各類路基土及基床填料。,2.6.7 檢測(cè)步驟,1.檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作：1) 整平測(cè)試面，選擇傾斜度不大于5°的測(cè)試面，并確保其平整無坑洞。

42、為使荷載板與地面良好接觸，必要時(shí)可用少量的細(xì)中砂來補(bǔ)平；2）將荷載板置于整平的測(cè)試面上并與測(cè)試面充分接觸；3）加載裝置安裝在荷載板上方就位；4）用電纜線將荷載板與沉陷測(cè)定儀連接起來，并松開搬運(yùn)鎖；5）將落錘提升至掛（脫）鉤裝置上掛住，然后使落錘脫鉤并自由落下，當(dāng)落錘彈回后將其抓住并掛在掛（脫）鉤裝置上，按此操作對(duì)測(cè)試面進(jìn)行三次預(yù)沖擊。,2.6.7 檢測(cè)步驟,2.檢測(cè)：打開沉陷測(cè)定儀電源開關(guān)；調(diào)整水準(zhǔn)泡，使導(dǎo)向桿與荷載板保持垂

43、直；按上述（5）的方式進(jìn)行三次沖擊測(cè)試；沉陷測(cè)定儀屏幕上將顯示檢測(cè)結(jié)果，其中包括：三次沖擊測(cè)試的沉陷值及其平均值Sm（以mm計(jì)）和動(dòng)態(tài)變形模量值Evd（以MPa或MN/m2計(jì)）；按屏幕提示打印或儲(chǔ)存測(cè)試數(shù)據(jù)、結(jié)果及波形圖。 3 評(píng)估： 1） 檢測(cè)記錄及檢測(cè)報(bào)告中應(yīng)注明每個(gè)測(cè)點(diǎn)的工程名稱、檢測(cè)部位、試驗(yàn)時(shí)間、土的種類、含水率、環(huán)境溫度以及儀器型號(hào)等相關(guān)的參數(shù)； 2） 檢測(cè)記錄及檢測(cè)報(bào)告中應(yīng)包括用小型打印機(jī)輸出的完整的

44、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、結(jié)果及波形圖，也可以將沉陷測(cè)定儀與電腦連接，并通過該測(cè)試儀的專用軟件直接打印出含完整實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及波形圖的測(cè)試報(bào)告。,線將荷載板與沉陷測(cè)定儀連接起來，并松開搬運(yùn)鎖；5）將落錘,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.1 變形模量EV2檢測(cè)介紹 1 雖然地基系數(shù)K30值也是反映路基土強(qiáng)度及變形關(guān)系的參數(shù)，但試驗(yàn)的荷載——沉降曲線是一次加載得出的，其沉降（變形）包括了填料的彈性變形和塑性變形。德國(guó)、法國(guó)等歐洲國(guó)家從來不采用

45、K30 ，而是采用靜態(tài)二次變形模量Ev2和動(dòng)態(tài)變形模量Evd壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 2 變形模量Ev2的荷載——沉降曲線是在逐級(jí)加載后，逐級(jí)卸載，再二次加載得出，可認(rèn)為其沉降（變形）消除了填料的塑性變形，測(cè)試結(jié)果離散性小，更能反映路基土的真實(shí)強(qiáng)度，比地基系數(shù)K30更科學(xué)、更合理。 3 變形模量Ev2試驗(yàn)是通過圓形承載板和加載裝置對(duì)地面進(jìn)行第一次加載和卸載后，再進(jìn)行第二次加載，用測(cè)得的承載板下應(yīng)力σ和與之相對(duì)應(yīng)的承載板中心沉降量s，來

46、計(jì)算變形模量Ev2及Ev2/Ev1值的試驗(yàn)方法。變形模量Ev2的計(jì)量單位為MPa。,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.2 適用范圍：變形模量Ev2試驗(yàn)適用于粒徑不大于承載板直徑1/4的各類土和土石混合填料。在鐵路路基填筑施工質(zhì)量檢測(cè)中，采用直徑為300mm的承載板。 2.7.3 儀器設(shè)備：變形模量Ev2測(cè)試儀器包括承載板、反力裝置、加載裝置、荷載量測(cè)裝置、沉降量測(cè)裝置及其它輔助工具。,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.4檢

47、測(cè)步驟 1 檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作：場(chǎng)地測(cè)試面應(yīng)進(jìn)行平整，并使用毛刷掃去表面松土。當(dāng)測(cè)試面處于斜坡上時(shí)，應(yīng)將承載板支撐面做成水平面。 2 安置試驗(yàn)儀器：（1）安置承載板及千斤，（2）安置測(cè)橋。 3 預(yù)加載：為穩(wěn)固承載板，預(yù)先加0.01MPa荷載約30s，待穩(wěn)定后卸除荷載，將沉降量測(cè)表讀數(shù)調(diào)零。 4 加載與卸載：變形模量Ev2試驗(yàn)第一次加載必須至少分6級(jí)，并以大致相等的荷載增量（0.08MPa）逐級(jí)加

48、載，達(dá)到最大荷載為0.5MPa或沉降量達(dá)到5mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力后，再進(jìn)行卸載。承載板卸載應(yīng)按最大荷載的50%、25%和0三級(jí)進(jìn)行。卸載后，按照第一次加載的操作步驟，并保持與第一次加載時(shí)各級(jí)相同的荷載進(jìn)行第二次加載，直到第一次所加最大荷載的倒數(shù)第二級(jí)。每級(jí)加載或卸載過程必須在1min內(nèi)完成。加載或卸載時(shí)，每級(jí)荷載的保持時(shí)間為2min，在該過程中荷載應(yīng)保持恒定。,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.5 資料整理與計(jì)算 變形模量E

49、V2測(cè)試儀包括數(shù)據(jù)自動(dòng)采集計(jì)算和數(shù)據(jù)人工記錄兩種類型。數(shù)據(jù)自動(dòng)采集計(jì)算型的變形模量EV2測(cè)試儀，可根據(jù)每級(jí)荷載的測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算并打印荷載——沉降曲線和變形模量值。數(shù)據(jù)人工記錄型的變形模量EV2測(cè)試儀，可根據(jù)每一級(jí)荷載的應(yīng)力б和相應(yīng)的荷載板中心的沉降量S，按以下計(jì)算方法，通過相應(yīng)軟件或可編程計(jì)算器計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果，即根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試的每一級(jí)荷載的應(yīng)力б和相應(yīng)的荷載板中心的沉降量s，確定應(yīng)力與沉降量關(guān)系式、計(jì)算變形模量值和繪制荷載—沉降曲線。,2

50、.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.6 試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題 1 試驗(yàn)場(chǎng)地及環(huán)境條件應(yīng)符合下列要求： 1）對(duì)于水分揮發(fā)快的中粗砂，表面結(jié)硬殼、軟化或因其他原因表層擾動(dòng)的土，變形模量Ev2試驗(yàn)應(yīng)置于其影響以下進(jìn)行，下挖深度應(yīng)不大于承載板直徑。 2）土體的含水率對(duì)其強(qiáng)度測(cè)定有較大的影響，因此，試驗(yàn)時(shí)土體的含水率變化范圍應(yīng)是在其使用期間所能保持的范圍。對(duì)于粗、細(xì)粒均質(zhì)土，宜在壓實(shí)后2～4h內(nèi)開始試驗(yàn)。 3）測(cè)試

51、面應(yīng)水平無坑洞。對(duì)于粗粒土或混合料填層造成表面凹凸不平，承載板下應(yīng)鋪一層厚約2～3mm的干燥中砂或石膏膩?zhàn)印?4）試驗(yàn)時(shí)測(cè)試點(diǎn)必須遠(yuǎn)離震源，以保證測(cè)試精度。 5）雨天或風(fēng)力大于6級(jí)的天氣不得進(jìn)行試驗(yàn)。,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.6 試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題 2 含水量對(duì)變形模量Ev2和地基系數(shù)K30測(cè)試值的影響。對(duì)于級(jí)配碎石或級(jí)配礫石、表面容易板結(jié)的填料，剛碾壓完時(shí)，含水量偏高，路基的變形模量Ev2和地基

52、系數(shù)K30值較低；但隨著時(shí)間推移，填料中的水分逐漸蒸發(fā)，含水量降低，在低含水量情況下，并當(dāng)填料中含有粉細(xì)顆粒物質(zhì)如石粉時(shí)，水在填料顆粒間起粘結(jié)作用，而且通過水的吸力和表面張力現(xiàn)象增加了顆粒間的有效應(yīng)力，導(dǎo)致變形模量Ev2和地基系數(shù)K30測(cè)試值提高。而路基壓實(shí)后真實(shí)的Ev2和K30測(cè)試值，應(yīng)該是路基使用期間所能保持的含水量情況下的測(cè)試值。 3 當(dāng)試驗(yàn)場(chǎng)地面不平整時(shí)，有些操作者往往是放置承載板后以轉(zhuǎn)動(dòng)幾下或以承載板不晃動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)

53、為就符合要求，而實(shí)際上，有時(shí)測(cè)試面看上去較平，但當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束后提起承載板，通過試驗(yàn)面上的壓痕會(huì)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)面與承載板接觸面不大，甚至只有少數(shù)幾點(diǎn)支撐，這就會(huì)存在應(yīng)力集中，影響試驗(yàn)結(jié)果。,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.6 試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題 4 變形模量Ev2試驗(yàn)的一次加載不能用于計(jì)算地基系數(shù)K30值。雖然地基系數(shù)K30試驗(yàn)是通過平板載荷試驗(yàn)的一次加載獲得，但地基系數(shù)K30試驗(yàn)的一次加載與變形模量Ev2試驗(yàn)的一次加載有兩點(diǎn)不同

54、之處： 1）每級(jí)的加載增量不同。變形模量Ev2試驗(yàn)的加載增量是0.08MPa, 而地基系數(shù)K30試驗(yàn)的加載增量是0.04MPa。 2）荷載增量的時(shí)間間隔不同。變形模量Ev2試驗(yàn)要求荷載增量的時(shí)間間隔為2分鐘；而地基系數(shù)K30試驗(yàn)要求：每增加一級(jí)荷載，當(dāng)一分鐘的下沉量不大于該級(jí)荷載產(chǎn)生的下沉量的1%時(shí)，讀取荷載強(qiáng)度和下沉量讀數(shù)，然后增加下一級(jí)荷載。通常情況下, 地基系數(shù)K30試驗(yàn)時(shí)，每級(jí)荷載的下沉量穩(wěn)定時(shí)間大于2分鐘,所

55、以，如果用變形模量Ev2試驗(yàn)的一次加載來計(jì)算地基系數(shù)K30值，則得出的K30值要大于實(shí)際值。 在做變形模量Ev2試驗(yàn)時(shí)，容易出現(xiàn)加載時(shí)施加了比預(yù)定荷載大的荷載，或卸載時(shí)釋放了比預(yù)定荷載小的荷載；在這種情況下，應(yīng)保持該荷載，將其記錄在試驗(yàn)記錄表中，并加以注明；計(jì)算時(shí)按荷載的實(shí)際值和與之相對(duì)應(yīng)的沉降量計(jì)算。不應(yīng)為了與預(yù)定荷載相一致，而再去減小或增加荷載。 采用變形模量Ev2評(píng)價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量時(shí)，不僅要要求變形模量Ev2達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，而且還

56、應(yīng)對(duì)Ev2/Ev1值有要求；Ev2/Ev1值大，說明一次變形模量Ev1值小，即路基的塑性變形較大，路基壓實(shí)不充分。«德國(guó)交通區(qū)域開挖工程補(bǔ)充合同技術(shù)條款和規(guī)定»（ZTVE—StB 97）中要求Ev2/Ev1≤2.5。,2.7 變形模量EV2檢測(cè),2.7.6 試驗(yàn)中應(yīng)注意的問題 5 在做變形模量Ev2試驗(yàn)時(shí)，容易出現(xiàn)加載時(shí)施加了比預(yù)定荷載大的荷載，或卸載時(shí)釋放了比預(yù)定荷載小的荷載；在這種情況下，應(yīng)保持該荷載

57、，將其記錄在試驗(yàn)記錄表中，并加以注明；計(jì)算時(shí)按荷載的實(shí)際值和與之相對(duì)應(yīng)的沉降量計(jì)算。不應(yīng)為了與預(yù)定荷載相一致，而再去減小或增加荷載。 6 采用變形模量Ev2評(píng)價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量時(shí)，不僅要要求變形模量Ev2達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，而且還應(yīng)對(duì)Ev2/Ev1值有要求；Ev2/Ev1值大，說明一次變形模量Ev1值小，即路基的塑性變形較大，路基壓實(shí)不充分。«德國(guó)交通區(qū)域開挖工程補(bǔ)充合同技術(shù)條款和規(guī)定»（ZTVE—StB 97）中要