鐵路路基工程的現(xiàn)場試驗檢測技術(shù)

鐵路路基工程的現(xiàn)場試驗檢測技術(shù)隨著我國相關鐵路的相關規(guī)定，鐵路建設又迎來了新一輪的高潮。鐵路作為國民經(jīng)濟的大動脈，在中國經(jīng)濟平穩(wěn)較快進展中肩負著重大責任，作為鐵路工程的主體，路基工程的質(zhì)量尤為重要。本文從路基工程現(xiàn)場試驗檢測的角度論述了用不同的檢測方法對路基工程質(zhì)量的掌握。

一、路基檢測前預備工作

1）依據(jù)國家及鐵道部有關工程檢測的法規(guī)、標準及項目合同要求，編制試驗檢測方案和作業(yè)指導書。

2）進行檢測前儀器、設備的調(diào)試，確認設備的標定是否有效，確保儀器設備能夠正常使用。

3）檢測前應收集齊全相關信息：①檢查被檢路基填料的土工試驗報告、填料名稱，確定檢測項目；②依據(jù)待檢路基部位確定檢測頻率、數(shù)量及指標；③明確報檢的路基里程及被檢施工標段。

二、檢測方法

2.1地基系數(shù)K30試驗

1）試驗檢測儀器包括：剛性承壓板、千斤頂、百分表或位移傳感器、基準支架和反力裝置。

（1）剛性承壓板：鋼質(zhì)，板厚：T≥22mm、直徑D=300mm(+1.4~0mm)、不圓度及上下兩面的不平行度為0.3%，下底面光滑度不應低于二級。

（2）千斤頂：5噸級，帶有精密壓力表(精度1%)。

（3）百分表或位移傳感器：全量程不應小于10mm，最小刻度為0.01mm。

（4）基準支架：由3m的桿件和支腳組成，桿上固定百分表。

（5）反力裝置：假如是集裝式專用試驗車，可利用試驗車自重、采納汽車或壓路機作為反力。

2）現(xiàn)場檢測

（1）依據(jù)測試要求合理選擇測點位置。

（2）進行場地測試面平整。

將承載板放置于測試地面上，應使承載板與地面良好接觸，必要時可鋪設一層2～3mm薄干砂。應留意保持試驗主體的原始狀態(tài)，避開松動大顆粒的碎石或石塊，安裝時不得對測點表面進行壓實，當測試面處于斜坡上時，應將承載板支撐面做成水平面。

（3）安裝加載裝置和測量裝置

先放置承載板，利用承載板上水準泡或水平尺來調(diào)整承載板水平，將反力裝置承載部位安置于承載板上方，并加以制動，承載板外側(cè)邊緣與反力裝置支撐點之間的距離不得小于1m；然后將千斤頂放在承載板的中心位置，使千斤頂保持垂直，用加長桿和調(diào)整絲桿使千斤頂頂端球鉸座與反力裝置承載部位緊貼，組裝時應保持千斤頂垂直不消失傾斜；再安置測橋，測橋支撐座應設置在距離荷載板外側(cè)邊緣及反力裝置支承點1m以外，測表的安放必需相互對稱，并且應與荷載板中心保持等距離。

（4）加載試驗

預先施加0.01MPa荷載約30s，穩(wěn)定后卸除荷載，讀取百分表讀數(shù)作為下沉量的初始讀數(shù)或?qū)俜直碚{(diào)零；再以0.04MPa的增量逐級加載，每增加一級荷載，當1min的沉降量不大于該級荷載產(chǎn)生的沉降量的1％時，讀取荷載強度和下沉量讀數(shù)，然后增加下一級荷載。當總下沉量超過規(guī)定的基準值，或荷載強度超過估量的現(xiàn)場實際最大接觸壓力，或達到地基的屈服點，試驗即可終止。

3）資料處理

（1）繪圖及計算工作

依據(jù)試驗結(jié)果繪制荷載強度與下沉量(σ?S)關系曲線，如圖1，并按式K30=σs/Ss進行計算地基系數(shù)：

式中：K30—地基系數(shù)(MPa/m)，計算取整數(shù)；

σs—荷載強度(MPa)；

Ss—下沉量基準值。

2.2變形模量Ev2試驗

1、檢測儀器：變形模量Ev2測試儀器應包括承載板、反力裝置、加載裝置、荷載量測裝置及沉降量測裝置。

（1）荷載量測裝置的量測表量程應達到最大試驗荷載的1.25倍，最大誤差應不大于1％，顯示值應能保證承載板上的荷載有效位至少達到0.001MPa。

（2）沉降量測裝置應符合以下要求：測橋的測量臂可采納杠桿式或垂直抽拉式,測量臂應有足夠的剛度。承載板中心至測橋支撐座的距離應大于1.25m。杠桿式測量臂杠桿比可在1:1至2:1范圍內(nèi)選擇，選定后不得轉(zhuǎn)變。沉降量測表最大誤差不應大于0.04mm，辨別率應達到0.01mm，量程不應小于10mm。

2、現(xiàn)場檢測

（1）場地測試面應進行平整，并使用毛刷掃去表面松土。當測試面處于斜坡上時，應將承載板支撐面做成水平面。

（2）測試儀器安裝應符合下列要求：先將承載板放置于測試點上，使承載板與地面完全接觸，必要時可鋪設一層2～3mm薄干砂，同時利用承載板上水準泡來調(diào)整承載板水平；然后將反力裝置承載部位安置于承載板上方，并加以制動。承載板外側(cè)邊緣與反力裝置支撐點之間的距離不得小于0.75m；再將千斤頂放在承載板的中心位置，使千斤頂保持垂直，用加長桿和調(diào)整絲桿使千斤頂頂端球鉸座與反力裝置承載部位緊貼。

試驗過程中測橋和反力裝置不得晃動，沉降量測裝置應用遮陽擋風設施。預加載時，應預先加0.01MPa荷載約30s，待穩(wěn)定后卸除荷載，將沉降量測表讀數(shù)調(diào)零。加載與卸載應符合以下要求：變形模量Ev2試驗第一次加載應至少分6級，并以大致相等的。卸載后，根據(jù)第一次加載的操作步驟，并保持與第一次加載時各級相同的荷載進行其次次加載，直至第一次所加最大荷載的倒數(shù)其次級。每級加載或卸載過程必需在1min內(nèi)完成。加載或卸載時，每級荷載的保持時間為2min，在該過程中荷載應保持恒定。

3、資料處理

依據(jù)試驗結(jié)果繪制應力-沉降量曲線，應力-沉降量曲線上應用箭頭標明受力方向。第一次加載和其次次加載所得到的應力-沉降量曲線，可用下式表達：

式中：

σ—承載板下應力(MPa)；

S—承載板中心沉降量(mm)；

a0—常數(shù)項(mm)；

a1—次項系數(shù)(mm/MPa)；

a2—次項系數(shù)(mm/MPa)

應力-沉降量曲線方程的系數(shù)是將測試值按最小二乘法計算得到的。

2.3壓實系數(shù)和孔隙率

1、現(xiàn)場檢測

先將選定試坑位置處的地面鏟平，其面積略大于試坑直徑150mm，按試坑直徑劃出坑口輪廓線，在輪廓線內(nèi)下挖至要求深度200mm處，邊挖邊將挖出的土放入盛土容器內(nèi)，稱土的質(zhì)量，然后取代表性土樣測定含水率。再向容砂瓶內(nèi)灌滿標準砂，關閥門，稱灌滿標準砂的密度測定器的總質(zhì)量。最終將密度測定器倒置于挖好的坑口上，打開閥門，使密度測定器內(nèi)的標準砂流入坑內(nèi)，當密度測定器內(nèi)標準砂停止流淌時關閉閥門，稱密度測定器和剩余標準砂的質(zhì)量，并計算灌滿試坑所用標準砂的質(zhì)量。

2、資料處理

依據(jù)下列公式計算：

濕密度：ρ=mp/Vp(b)

干密度：ρd=ρ/1+0.01w(c)

壓實系數(shù)：K=ρd/ρdmax(d)

孔隙率：n=1?ρd/G(f)

在我國K30、Ev2是考慮路基承受靜荷載的現(xiàn)場試驗檢測方法，而Evd則是考慮到路基承受動荷載作用下的檢測方法。

結(jié)語

路基的施工質(zhì)量關系到整個工程的質(zhì)量、進度