京沪高速铁路填筑路基施工工艺与压实质量检验研究_计宝忠.docx
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1、 西南交通大学 工程硕士学位论文 京 沪 高 速 铁 路 填 筑 路 基 施 工 工 艺 与 压 实 质 量 检 验 研 究 姓 名:计宝忠 指导教 师:吴光(教授 ) 罗传义 ( 高工 专 业:土木工程 研究方向:岩土地基 二三年十二月 Classified Index:P642. 22 U. D.C:551.244. 2 Southwest J i aotong University Master Degree Thesis of Engineering The Research of Technique and Quality Verifying of Compacting Railwa
2、y Roadbed for Beij ing-Shanghai High- Speed Railway Class: 2002 Candidate: Ji Baozhong Academic Degree Applied for: Master of Engineering Supervisor: Prof. Wu Guang senior engineer Luo Chuanyi Specialty: Civil Engineering Dec.2003 西南交通大学工程硕士学位论文 第 I 页 摘 要 高速铁路要为列车的高速行驶提供 一 个高平顺性和稳定性的轨下基础, 而 路基作为轨道结构
3、的基础,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好, 并 能抵抗各种自然因素的影响,在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在 要求 的标准范围之内。选择何种经济、安全、有效的填筑施工工艺和质量检 验方法 以保证高速铁路的正常运营,是目前急需解决的问题,也是本文主要 解决的问 题。 本文选择宁沪段代表性填料下蜀粘土,在室内改良优化试验的基础上, 进 行现场填筑试验,研究满足高速铁路路基技术参数要求的路基填筑施工工 艺标 准,包括改良填料的粉碎、拌和、 J1 实工艺及质量检验方法等;从技术、 经济 上对不同类型填料的路堤进行综合比较评价。 最后在填筑路基的施工工艺参数、改良 土压实质量检验验收标准等方
4、面 提 出指导高速铁路路基设计及施工的有关建议。 关键词:高速铁路:路基;填筑;施工工艺 西南交通大学工程硕士学位论文 第 I I 页 Abstract High speed railway must provides a lower track foundation of high kilter and stability for the high speed of trains, but as the subgrade of track contracture, the roadbed must be of high strength, high rigidity, well stabil
5、ity and endurance. And also it should resist various effects of natural factors. It should select economic, safe and effective construct technics and way of quality test so as to ensure the ordinary of the high railway. So nowadays it is curious to solve this question, meanwhile it is this thesiss m
6、ajor problem. In this paper, it was selected the representative fillings of clay on NingHu. On the base of meliorative optimization indoor test, we have carried through the site filling test, and also studied the standards of subgrade filling construct technics, which meets the demands of high railw
7、ay subgrade technics parameters, including crush, mill, press technics of meliorative fillings and ways of quality test, and so on. Comprehensive compare evaluate from technology and economyto various of filling subgrades. Base on the result of analysis, then put forward some suggestions of design a
8、nd construct of high railway subgrades instructor about standards of subgrade filling construct technics and the parameters of high railway subgrade technics. Keywords: high railway; subgrade; fillings; construct technics 西南交通大学工程硕士学位论文 第 I I I 页 目录 第 1 章 绪 论 . . 1 1 . 1 前 言 . .1 1 . 2 国 内 外 研 究 现 状
9、 . .1 1 . 2 . 1 路 基 填 料 分 类 及 质 量 控 制 要 求 . 1 1 . 2 . 2 相 关 施 工 工 艺 . .2 1 . 3 选 题 意 义 . .3 1 . 4 论 文 研 究 内 容 及 研 究 思 路 . .4 1 . 4 . 1 论 文 研 究 内 容 . .4 1 . 4 . 2 论 文 研 究 思 路 . .4 1 . 5 主 要 工 作 及 时 间 安 排 . .5 第 2 章 工 程 概 况 . .6 2 . 1 京 沪 高 速 铁 路 徐 州 至 上 海 段 填 料 分 布 状 况 及 工 程 性 质 . 6 2 . 2 已 有 的 基 础 研
10、 究 工 作 . .8 第 3 章 现 场 填 筑 试 验 工 程 概 况 . .9 3 . 1 试 验 工 程 类 型 及 完 成 主 要 工 作 量 . 9 3 . 2 主 要 机 具 设 备 及 测 试 仪 器 配 置 . 10 3 . 3 原 填 料 工 程 特 性 及 改 良 的 室 内 试 验 . 11 3 . 3 . 1 原 填 料 的 工 程 特 性 . .11 3 . 3 . 1 填 料 改 良 的 室 内 试 验 . .12 第 4 章 填 料 粉 碎 工 艺 试 验 . _西南交通大学工程硕士学位论文 _第 I V 页 第 6 章 路 堤 填 筑 压 实 工 艺 试 验
11、. .21 6 . 1 路 堤 填 筑 压 实 方 法 及 压 实 参 数 的 确 定 . 21 6 . 1 . 1 填 料 含 水 量 控 制 . .21 6 . 1 . 2 压 实 机 械 和 压 实 遍 数 . .26 6 . 1 . 3 分 层 摊 铺 及 压 实 厚 度 . .27 6 . 1 . 4 改 良 土 的 滞 压 时 间 . .28 6 . 1 . 5 路 堤 边 坡 压 实 . .29 6 . 2 路 堤 填 筑 施 工 工 艺 流 程 . .29 6 . 2 . 1 水 泥 、 石 灰 改 良 土 路 堤 施 工 . 29 6 . 2 , 2 加 筋 土 路 堤 及
12、非 改 良 土 路 堤 施 工 . 31 第 7 章 路 堤 填 筑 质 量 检 验 方 法 试 验. 33 7 . 1 路 堤 填 筑 压 实 质 量 检 验 概 述 . .33 7 . 2 压 实 系 数 检 验 . .34 7 . 3 力 学 指 标 检 验 . .44 7 . 4 不 同 检 验 方 法 取 得 的 参 数 的 相 关 关 系 . 45 7 . 4 . 压 实 系 数 与 地 基 系 数 K 3 值 检 验 的 相 关 关 系 . 45 7 . 4 . 2 地 基 系 数 K 3 Q 与 动 态 变 形 模 量 关 关 系 . 48 第 8 章 不 同 类 型 填 料
13、路 堤 的 技 术 经 济 比 较 分 析 . 50 8 . 1 路 基 施 工 工 艺 . .50 8 . 2 路 堤 填 筑 质 量 . .50 8 . 3 经 济 指 标 参 数 比 较 . .51 第 9 章 结 西南交通大学工程硕士学位论文 _第 1 页 第 1 章 绪 论 1.1 前言 高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础, 而 路基作为轨道结构的基础,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好, 并能 抵抗各种自然因素的影响,在运营条件下将线路轨道的设计参数保持在 要求的标 准范围之内。选择何种经济、安全、有效的填筑施工工艺和质量检 验方法以保证 高速铁路的
14、正常运营,是目前急需解决的问题。 1.2 国内外研究现状 1.2.1 路基填料分类及质量控制要求 1.2.1.1 路基填料分类的依据及方法 自然界的土是在各种不同环境下形成的,其成分组成、结构以及物理、 水 理、力学性质千差万别,再加之成土作用所经历的年代不同,因而土的种 类繁多。 在工程建设中为了正确评价土的工程特性,以便采取合理的设计、 施工方案,必 须对土进行工程分类。 目前,日本、德国、法国等及我国工程界各部门对于土质分类法尚无统 一 完整的体系。但对土质分类的原则基本类似,土质分类的依据主要为:土 颗粒组 成及特征、土的塑性指标、土中有机质含量。如:日本按颗粒试验(粒 径大小试 验,
15、粗细颗粒试验 )、稠度试验(液限、塑限 ) 等土质试验结果,按 土质分类的 方法确定土的分类体系。我国铁路路基设计规范对填料土质 也进行了较系统 的分类,并根据其划分路堤填料组别。 1.2.1.2 国外高速铁路路基填料质量控制标准 路堤填料必须满足: ( 1)压实施工容易; ( 2)压缩性小 ; ( 3)外力 (列车荷载、 地震、降雨 )作用下保持稳定; ( 4)作为路堤上部填料还必须具有合适的弹性。 曰本对路堤不同部位填料的质量要求如下:上部填土: A 组、 B 组,改 良的 C组、改良的 D1 组及改良的丫组。下部填土:最大限度地就地取土, 但是 D2 组以 及以下类型的土原则上不可以使用
16、:膨胀土、酸性白土、温泉 余土等膨胀性岩土。 蛇纹岩、泥岩等吸水膨胀易风化的岩石。高有机质土等 压缩性高的土。冻土。使 用的路堤填料不能满足填料所需的条件时,其处理 措施之 一 就是进行改良处理。 不满足条件的填料一般是指 C 组、 D1 组、 V _西南交通大学工程硕士学位论文 _第 2 页 组中的土。改良方法一般包括 : 水泥改良处理、石灰改良处理。 1.2.1.3 京沪高速铁路路堤填料质量控制标准 按照铁路路基设计规范路堤填料分类标准,在京沪髙速铁路线桥 隧 站设计暂行规定中,规定了路堤填料质量控制要求如表 1-1 所示: 表 1-1 京沪高速铁路路堤填料质量控制标准一览表 路堤部位 填
17、料 厚度 ( m) 压实标准 细粒土 粗粒土 碎石土 地基系数 1( 基床底层 A, B组填料 (MPa/m) 及改良土 压实系数 K 彡 0.95 孔隙率 n 130 枓或改良土 压实系数 K 0.90 孔隙率 n () (度) 29. 1 颗 粒 组 成 土强 粘粒 强度及水稳性:力学强度有一定提高,水稳性明显改善。改良土无侧 限 抗压强度提高 10%以上,饱和无侧限抗压强度一般在 300kPa 以上。从湿 化试验结 果看,改良土夯实制样浸水 72 小时无明显的崩解现象。 综上所述,该填料经水泥或石灰 ( 生石灰、熟石灰)改良处理后,土的 颗 粒组成,物理性质,胀缩特性均有明显改善,力学强
18、度有一定提高,特别 是水稳 定性改善效果非常突出,与 前期对下蜀粘土的室内改良试验研究结论 基本一致。 根据室内试验各项指标分析,确定现场填筑试验改良剂质量掺入 比为:水泥改良 土水泥掺入比为:干土重:水泥重 =100:3 100:5;石灰(生 石灰、熟石灰)改良 土掺入比为:干土重:石灰重 =100:3 100:7。 西南交通大学工程硕士学位论文 第 15 页 第 4 章填料粉碎工艺试验 4.1 填料的粉碎方法及工艺 为保证改良剂与粘性土拌和的均匀性,改良土拌和前应首先对原填料进 行 粉碎。粉碎粘性土主要有两种方法: 4.1.1 灰土破碎机粉碎 本次釆用 PC-200 型灰土破碎机对粘性土进
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- 高速铁路 筑路 施工工艺 实质 检验 研究 计宝忠
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