PPT高速鐵路路基工程施工技術(shù)講義（圖文并茂）

高速鐵路路基基工程2002年11月27日321.5km/h雙線標(biāo)準(zhǔn)路堤堤橫斷面(350km/h)606060基床以下路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)改良細(xì)粒土砂類土及細(xì)礫土碎石類及粗礫土地基系數(shù)K30(MPa/m)≥90≥110≥130變形模量Ev2（MPa）≥45≥45≥45孔隙率n（%）＜31＜31壓實(shí)系數(shù)K≥0.92注：EV2檢測(cè)時(shí)，EV2/EV1≤3.0。高速鐵路路基基技術(shù)特點(diǎn)路基按照結(jié)構(gòu)構(gòu)物設(shè)計(jì)，填填料和壓實(shí)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)高；嚴(yán)格控制路基基變形和工后后沉降；路橋及橫向構(gòu)構(gòu)筑物間設(shè)置置過(guò)渡段；路基動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)；地基處理類型型多。路基填筑質(zhì)量量標(biāo)準(zhǔn)高基床表層采用用級(jí)配碎石強(qiáng)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，K30、Ev2、Evd、n指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求?；驳讓硬捎糜肁、B組或改良土填填筑，K30、Ev2、K、n滿足設(shè)計(jì)要求求基床以下路基基采用A、B、C組或改良土填填筑，K30、Ev2、K、n滿足設(shè)計(jì)要求求嚴(yán)格控制路基基變形和工后后沉降工后沉降是高高速鐵路路基基設(shè)計(jì)的主要要控制因素，，路基發(fā)生強(qiáng)強(qiáng)度破壞之前前，已經(jīng)出現(xiàn)現(xiàn)了不能容許許的變形；我國(guó)對(duì)無(wú)砟軌軌道的路基工工后沉降要求求一般不應(yīng)超超過(guò)扣件可調(diào)調(diào)高量15mm，路橋路隧差差異沉降不超超過(guò)5mm。路橋及橫向構(gòu)構(gòu)筑物間設(shè)置置過(guò)渡段路橋及橫向構(gòu)構(gòu)筑物間的過(guò)過(guò)渡段，是以以往設(shè)計(jì)及施施工中的薄弱弱環(huán)節(jié)，也是是既有線發(fā)生生路基病害的的重要部位。。由于橋臺(tái)與與路堤的剛度度相差顯著，，高速列車通通過(guò)時(shí)對(duì)軌道道結(jié)構(gòu)及列車車自身會(huì)產(chǎn)生生沖擊，從而而降低列車運(yùn)運(yùn)行的平穩(wěn)性性和舒適度，，加快結(jié)構(gòu)物物和車輛的損損壞。為保證列車高高速運(yùn)行時(shí)的的平穩(wěn)舒適，，對(duì)路橋過(guò)渡渡段采用了剛剛度過(guò)渡的設(shè)設(shè)計(jì)方法。在在橋臺(tái)后一定定范圍內(nèi)，采采用剛度較大大的級(jí)配碎石石作為過(guò)渡填填筑段，與路路堤相接處采采用1：2的斜坡過(guò)渡。路基動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)為了有效地控控制工后沉降降量及沉降速速率，需要開開展路基動(dòng)態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)。根據(jù)沉降觀測(cè)測(cè)資料及沉降降發(fā)展趨勢(shì)、、工期要求等等，采取相應(yīng)應(yīng)的措施，如如調(diào)整預(yù)壓土土高度，確定定預(yù)壓土卸荷荷時(shí)間，以及及鋪軌前對(duì)路路基進(jìn)行評(píng)估估及合理確定定鋪軌時(shí)間，，以確保鋪軌軌后路基工后后沉降量與沉沉降速率控制制在允許范圍圍內(nèi)。路基動(dòng)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的成成果可以為后后續(xù)的軌道工工程打下了良良好的基礎(chǔ)。。地基處理的種種類多對(duì)于淺層軟弱弱地基采用了了換填碾壓處處理、或換填填砂墊層處理理；對(duì)于深層軟基基的主要地段段采用袋裝砂砂井、塑料排排水板的排水水固結(jié)加預(yù)壓壓的處理方法法；對(duì)于工后沉降降要求高及路路橋過(guò)渡段，，根據(jù)地質(zhì)條條件和經(jīng)濟(jì)對(duì)對(duì)比，采用了了砂樁、碎石石樁、粉噴樁樁、攪拌樁、、旋噴樁等地地基處理方法法；對(duì)于有地震液液化的粉土或或粉細(xì)砂層的的地基段，采采用了擠密砂砂樁的處理方方法；新建的一些客客運(yùn)專線采用用強(qiáng)夯、CFG樁、灰土擠密密樁、樁網(wǎng)、、樁板等地基基處理方法。。我國(guó)高速鐵路路路基面臨的的主要問(wèn)題技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的修修改和完善；；車－軌－路系系統(tǒng)合理匹配配理論研究；；設(shè)計(jì)、施工面面臨的幾個(gè)問(wèn)問(wèn)題；新技術(shù)的應(yīng)用用。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的修修改和完善路基工后沉降降控制標(biāo)準(zhǔn)；；無(wú)砟軌道路基基基床厚度200－350km/h沒(méi)有區(qū)分確定定；地基剛度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，直接關(guān)關(guān)系到地基處處理的成本。。設(shè)計(jì)、施工面面臨的幾個(gè)問(wèn)問(wèn)題路基工后沉降降預(yù)測(cè)技術(shù)；；特殊土地區(qū)低低路堤、土質(zhì)質(zhì)路塹的個(gè)別別設(shè)計(jì)；改良土的施工工技術(shù)；復(fù)雜地質(zhì)條件件下的路基設(shè)設(shè)計(jì)。新技術(shù)的應(yīng)用用樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式式的選取、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算理論論及不同地質(zhì)質(zhì)條件下的施施工工藝尚未未成熟；樁板結(jié)構(gòu)是無(wú)無(wú)砟軌道新的的結(jié)構(gòu)形式，，其工作原理理、動(dòng)力特性性和設(shè)計(jì)理論論等需要開展展研究。土的工程分類類可從土類和土土名中初步了了解其主要的的工程特性；；當(dāng)用作地基土土?xí)r，可結(jié)合合其它指標(biāo)確確定地基土的的承載力、初初步估計(jì)建筑筑物的沉降；；當(dāng)用于路基填填料時(shí)，可初初步評(píng)估填料料的壓實(shí)強(qiáng)度度、透水性和和穩(wěn)定性，合合理的選擇施施工方案，這這就是土的工工程分類的目目的。路基填料的分分組填料按照土的的粒徑、級(jí)配配等分組；粗粒土按照粒粒徑、級(jí)配以以及細(xì)顆粒含含量分為A、B、C（分化的軟塊塊石為D）組；細(xì)粒土按照液液塑限及有機(jī)機(jī)質(zhì)含量分為為C、D、E組；路基填料組的的選擇按照設(shè)設(shè)計(jì)要求選擇擇，客運(yùn)專線線基本采用較較好的A組填料及灰土土改良土填筑筑。土的三相組成成土的基本物理理指標(biāo)天然密度土粒比重反映土的松密密程度指標(biāo)孔隙比孔隙率反映土的含水水程度指標(biāo)含水率土的飽和度土的最大干密密度和最優(yōu)含含水率最少的機(jī)械功功獲得最大壓壓實(shí)度；輕型擊實(shí)試驗(yàn)驗(yàn)；重型擊實(shí)試驗(yàn)驗(yàn)；灰土擊實(shí)試驗(yàn)驗(yàn)。鄭西客運(yùn)專線線路基試驗(yàn)段段鄭西客運(yùn)專線線試驗(yàn)段坪塬村高速公路強(qiáng)夯水泥土擠密樁樁柱錘沖擴(kuò)樁水泥土拌合柴油罐試驗(yàn)段簡(jiǎn)介鄭西客運(yùn)專線線濕陷性黃土土試驗(yàn)段位于于陜西省華陰陰市坪塬村，，試驗(yàn)段總長(zhǎng)長(zhǎng)140m，地基處理采采用了強(qiáng)夯、、水泥土擠密密樁和柱錘沖沖擴(kuò)樁三種方方法。路基本本體和基床底底層采用8％石灰和5％水泥改良土土填筑，基床床表層采用級(jí)級(jí)配碎石填筑筑，3m堆載預(yù)壓進(jìn)行行路基沉降觀觀測(cè)。試驗(yàn)段進(jìn)行了了地基處理前前檢測(cè)、地基基處理和路基基填筑施工工工藝、路基填填筑工藝、地地基處理和路路基填筑試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)、路基基沉降觀測(cè)及及路基浸水等等科研項(xiàng)目。。鄭西客運(yùn)專線線試驗(yàn)段地基處理路基填筑堆載預(yù)壓與沉沉降觀測(cè)鐵路路基科研研地基處理前檢檢測(cè)機(jī)械鉆孔取樣樣靜力觸探雷達(dá)測(cè)試面波測(cè)試荷載板試驗(yàn)（1）地貌單元屬屬渭河II級(jí)階地，勘探探深度內(nèi)地基基土由砂質(zhì)黃黃土、黑壚土土、古土壤、、粉質(zhì)粘土及及砂層組成；；（2）試驗(yàn)場(chǎng)地屬屬自重濕陷性性黃土場(chǎng)地，，濕陷等級(jí)為為IV級(jí)（很嚴(yán)重））；（3）地基處理深深度范圍內(nèi)天天然含水率為為12.2～20.4%，擊實(shí)最大干干密度為1.74～1.76g/cm3，最優(yōu)含水率率為15.5～17%（輕型擊實(shí)））；（4）地下水位埋埋深為40.50m，地基處理可可不考慮其影影響試驗(yàn)范圍內(nèi)土土層的端阻qc為1.38～9.6MPa，側(cè)摩阻fs為0.030～0.202MPa地質(zhì)雷達(dá)測(cè)試試顯示地基處處理前在所有有的雷達(dá)剖面面上在深度為為6.5m處，有一雷達(dá)達(dá)波組連續(xù)，，反射強(qiáng)烈的的巖性界面(軟弱夾層)地基處理深度度范圍內(nèi)剪切切波波速為189.9～207.0m/s試驗(yàn)場(chǎng)地天然然黃土地基的的基本承載力力為90kPa地基處理強(qiáng)夯水泥土擠密樁樁柱錘沖擴(kuò)樁強(qiáng)夯最后兩擊平均均夯沉量不大大于5cm；強(qiáng)夯加固地基基的有效加固固深度應(yīng)滿足足設(shè)計(jì)要求，，有效深度范范圍內(nèi)地基土土應(yīng)滿足：標(biāo)標(biāo)貫擊數(shù)修正正后的N63.5≥10，粘性土Ps＞1.2MPa，砂類土Ps≥5.0MPa，地基承載力力σ0≥0.15MPa，檢測(cè)方法和和頻次應(yīng)符合合相關(guān)規(guī)定；；檢驗(yàn)方法：動(dòng)動(dòng)力觸探和靜靜力觸探?；彝翑D密樁成樁24h內(nèi)采取輕型動(dòng)動(dòng)力觸探儀對(duì)對(duì)成樁質(zhì)量進(jìn)進(jìn)行檢測(cè)，擊擊數(shù)N10與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確確定的干密度度進(jìn)行對(duì)比，，其壓實(shí)系數(shù)數(shù)K≥0.93；灰土擠密樁完完成7～14天后，采用平平板載荷試驗(yàn)驗(yàn)檢測(cè)復(fù)合地地基承載力，，復(fù)合地基承承載力：一般般填方地段σ0≥0.15MPa，支擋結(jié)構(gòu)地地段地基最小小容許承載力力［σ］=200kPa。地基處理后檢檢測(cè)難點(diǎn)強(qiáng)夯施工后確確定N10、N63.5與壓實(shí)度K及承載力σ的關(guān)系；灰土擠密樁N10與壓實(shí)度的關(guān)關(guān)系確定；取樣問(wèn)題。路基填筑路基典型橫斷斷面圖施工機(jī)械路基填筑檢測(cè)測(cè)靜態(tài)變形模量量EV2動(dòng)態(tài)變形模量量EVD地基系數(shù)K30壓實(shí)度（粒土土壓實(shí)系數(shù)K、粗粒土碎石類類土孔隙率n）靜態(tài)變形模量量Ev2通過(guò)直徑300mm圓形承載板和和加載裝置對(duì)對(duì)地面進(jìn)行第第一次加載和和卸載后，再再進(jìn)行第二次次加載，用測(cè)測(cè)得的承載板板下應(yīng)力σ和與之相對(duì)應(yīng)應(yīng)的承載板中中心沉降量S，來(lái)計(jì)算變形形模量EV2及EV2／EV1值的試驗(yàn)方法法。靜態(tài)變形模量量Ev2試驗(yàn)步驟安放好測(cè)試儀儀器預(yù)加0.01MPa荷載約30S，待穩(wěn)定后卸卸除荷載，將將表調(diào)零。第一次加載至至少分6級(jí)，以約0.08MPa的增量逐級(jí)加加載，達(dá)到0.5MPa或者沉降5mm后，進(jìn)行卸載載。按最大加載的的50％、25％、0分三級(jí)卸載。。依照第一次加加載進(jìn)行第二二次加載，直直到加到第一一次最大荷載載的倒數(shù)第二二級(jí)。每級(jí)加載或卸卸載在1min內(nèi)完成，每級(jí)級(jí)荷載維持2min。動(dòng)態(tài)變形模量量Evd動(dòng)態(tài)變形模量量Evd（dynamicmodulusofdeformation）是指土體在一一定大小的豎豎向沖擊力Fs和沖擊時(shí)間ts作用下抵抗變變形能力的參參數(shù)。Evd=1.5×r×σ/s其中：Evd——?jiǎng)討B(tài)變形模量量（MPa）；r——圓形剛性荷載載板的半徑150mm；σ——荷載板下的最最大沖擊動(dòng)應(yīng)應(yīng)力，它是通通過(guò)在剛性基基礎(chǔ)上，由最最大沖擊力Fs=7.07KN且沖擊時(shí)間ts=18ms時(shí)標(biāo)定得到的的，即σ=0.1MPa；s——實(shí)測(cè)荷載板下下沉幅值（mm）；1.5———荷載板形狀影影響系數(shù)。實(shí)測(cè)結(jié)結(jié)果測(cè)測(cè)試三三次,采用公公式Evd=22.5/s計(jì)算。。主要結(jié)結(jié)構(gòu)組組成加載裝裝置①掛（（脫））鉤裝裝置(帶水準(zhǔn)準(zhǔn)泡)②導(dǎo)向桿桿③落錘錘（10kg）④阻尼尼裝置置荷載板板①圓形形鋼板板②傳感感器沉陷測(cè)測(cè)定儀儀(存儲(chǔ)、、與電電腦連連接)打印機(jī)機(jī)Evd動(dòng)態(tài)變變形模模量測(cè)測(cè)試儀儀Evd動(dòng)態(tài)變變形模模量測(cè)測(cè)試步步驟測(cè)試地地面整整平，，必要要時(shí)在在荷載載板下下用中中細(xì)砂砂或濕濕細(xì)砂砂找平平；進(jìn)行三三次預(yù)預(yù)沖擊擊；進(jìn)行三三次正正式測(cè)測(cè)試。。K30平板載載荷試試驗(yàn)K30平板載載荷試試驗(yàn)是是采用用直徑徑為30cm、厚度度為25mm的剛性性荷載載板測(cè)測(cè)定下下沉量量為1.25mm地基系系數(shù)的的試驗(yàn)驗(yàn)方法法計(jì)量量單位位為MPa/mK30平板載載荷試試驗(yàn)步步驟安裝好好試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)備備；預(yù)加0.01MPa荷載約約30S，待穩(wěn)穩(wěn)定后后卸除除荷載載，將將表調(diào)調(diào)零；；以0.04MPa的增量量逐級(jí)級(jí)加載載。每每增加加一級(jí)級(jí)荷載載當(dāng)1min的沉降降量不不大于于該級(jí)級(jí)荷載載產(chǎn)生生的沉沉降量量的1％時(shí)，，增加加下一一級(jí)荷荷載；；總下沉沉量超超過(guò)規(guī)規(guī)定1.25mm，或者者荷載載強(qiáng)度度超過(guò)過(guò)估計(jì)計(jì)的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)實(shí)際最最大接接觸壓壓力或或者達(dá)達(dá)到地地基的的屈服服點(diǎn)，，試驗(yàn)驗(yàn)終止止。路基壓壓實(shí)度度測(cè)試試K－壓實(shí)實(shí)系數(shù)數(shù)ρd－土體體壓實(shí)實(shí)后的的干密密度ρdmax－室內(nèi)內(nèi)重型型擊實(shí)實(shí)試驗(yàn)驗(yàn)測(cè)定定的最最大干干密度度壓實(shí)度度測(cè)試試方法法環(huán)刀法法：粉粉土、、黏性性土灌砂法法：最最大粒粒徑小小于20mm灌水法法：最最大粒粒徑小小于60mm蠟封法法：