高速铁路路基(路基填筑与检测标准)ppt课件.ppt
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1、中铁十四局培训班高速铁路路基技术专题讲座主讲人 罗强 教授Tel: 13018277265, 028-87602708 e-mil: 2007年12月10日 成都 九里校区 网络学院5110#路基填筑主要技术标准与实施要点路基填筑主要技术标准与实施要点桥梁路基隧道轨道结构地基路基结构的最大特点:土既是结构地基,又是结构材料结构地基结构材料结构地基结构介质土路堤地基路堤填料隧道隧道介质隧道地基隧道介质桥梁地基路基填筑主要技术标准与实施要点路基填筑主要技术标准与实施要点路基结构路基填料路基压实填料选择分类分组设计技术检测技术路基填筑主要技术标准与实施要点路基填筑主要技术标准与实施要点1.1.路基填
2、料分类与分组路基填料分类与分组 1.11.1路基填料的分类与分路基填料的分类与分组现状组现状 1.21.2完善路基填料分类与完善路基填料分类与分组的建议分组的建议 1.31.3关于粗颗粒土粒径级关于粗颗粒土粒径级配标准的讨论配标准的讨论 2.路基压实与压实标准2.1铁路路基压实及压实标准的发展 2.2公路路基压实及压实标准的变化 2.3国外高速铁路路基压实及压实标准的情况 2.4高速铁路路基压实及压实标准的思考 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状 v为什么要进行土的工程分类为什么要进行土的工程分类 土在工程建设中的作用:建筑物地基,构筑土在工程建设中的作用:建筑物地基,构筑物填料。前者是
3、保持天然结构状态的土,后者物填料。前者是保持天然结构状态的土,后者是经由人工扰动或配制的土。是经由人工扰动或配制的土。 对不同工程用途的土,选取影响显著的指标,对不同工程用途的土,选取影响显著的指标,按其差异划分成类或组,给予合适的定名,可按其差异划分成类或组,给予合适的定名,可从土类和土名中初步了解其主要的工程特性。从土类和土名中初步了解其主要的工程特性。 当用作地基土时,可结合其它指标确定地基当用作地基土时,可结合其它指标确定地基土的承载力,初步估计建筑物的沉降;当用于土的承载力,初步估计建筑物的沉降;当用于路基填料时,可初步评估填料的压实强度、透路基填料时,可初步评估填料的压实强度、透水
4、性和稳定性,合理地选择施工方案。水性和稳定性,合理地选择施工方案。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状v由于历史和专业的原因,我国铁路系统由于历史和专业的原因,我国铁路系统长期存在两种长期存在两种“土的工程分类土的工程分类”,即:,即: 铁路路基设计规范中的铁路路基设计规范中的“填料分类填料分类” 铁路工程地质技术规范中的铁路工程地质技术规范中的“岩土分类岩土分类” 两种分类方法服务于不同的工程目的,两种分类方法服务于不同的工程目的,针对的是两种不同状态的土。针对的是两种不同状态的土。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状v“铁路工程岩土分类铁路工程岩土分类”的服务对象主要是的服务对
5、象主要是自然界中保持天然结构状态的地基土,它自然界中保持天然结构状态的地基土,它的土性决定于土的地质成因、矿物成分、的土性决定于土的地质成因、矿物成分、粒径组成和水的含量,将它们按一定的规粒径组成和水的含量,将它们按一定的规律划分成类或组,其主要目的是确定地基律划分成类或组,其主要目的是确定地基土的承载力,初步估算构筑物的沉降,如:土的承载力,初步估算构筑物的沉降,如: 用孔隙比和含水量等指标确定地基承载力;用孔隙比和含水量等指标确定地基承载力; 用含水量确定淤泥质土地基承载力;用含水量确定淤泥质土地基承载力; 进行相关原位试验确定地基承载力。进行相关原位试验确定地基承载力。 1.11.1分类
6、与分组现状分类与分组现状v“路基工程填料分类路基工程填料分类”是针对天然结构是针对天然结构已被破坏的扰动土,将其按粒径组成、已被破坏的扰动土,将其按粒径组成、按细粒含量和级配情况等划分成类和组,按细粒含量和级配情况等划分成类和组,用以估算填料压实后的强度、可压实性用以估算填料压实后的强度、可压实性和渗透性、冻胀性等。和渗透性、冻胀性等。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状v在土的粒组划分标准方面在土的粒组划分标准方面 两种分类方法在粒粒径划分和名称方面两种分类方法在粒粒径划分和名称方面基本一致,只是在碎石和砾石的粒组界基本一致,只是在碎石和砾石的粒组界限不同,如表限不同,如表2-12-1
7、所列。所列。 一般认为,碎石的粒径从一般认为,碎石的粒径从200mm200mm到到20mm20mm范范围太大,按围太大,按200mm200mm到到60mm60mm划分更合理,也划分更合理,也与国内外大多数相关规范的粒组划分标与国内外大多数相关规范的粒组划分标准一致,如表准一致,如表2-42-4所列。所列。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状表 2-1 “岩土分类”和“填料分类”粒组划分对比 “岩土分类”粒组划分 “填料分类”粒组划分 名 称 粒径 d(mm) 名 称 粒径 d(mm) 大 d800 中 400d800 漂石(浑圆、圆棱) 或块石(尖棱) 小 200d400 块石(漂石)
8、d200 大 60d200 巨 粒 碎石(卵石) 60d200 中 40d60 卵石(浑圆、圆棱) 或碎石(尖棱) 小 20d40 粗 20d60 大 10d20 中 5d10 圆砾(浑圆、圆棱) 或角砾 小 2d5 砾 细 2d20 粗 0.5d2 粗 0.5d2 中 0.25d0.5 中 0.25d0.5 砂 粒 细 0.075d0.25 粗 粒 砂 细 0.075d0.25 粉 粒 0.005d0.075 粉 粒 0.005d0.075 黏 粒 d0.005 细 粒 黏 粒 d0.005 1.11.1分分类类与与分分组组现现状状表 2-4 国内外有关规范的粒组界限(mm) 粒组 规范 块
9、石 漂石 碎石 卵石 砾石 砂粒 粉粒 黏粒 铁道部 TB10077-2001 200 20 2 0.075 0.005 铁道部 TB10001-2005 200 60 2 0.075 0.005 水利部 SL237-1999 200 60 2 0.074 0.002 交通部 JTJ051-93 200 60 2 0.074 0.002 建设部 GB50007-2002 200 20 2 0.075 0.005 中国 国标 GBJ145-90 200 60 2 0.075 0.005 AASHTO(78) 75 2 0.053 0.002 ASTM(69) 75 4.75 0.074 0.00
10、5 美国 ASTM(D2487-2000) 300 75 4.75 0.075 JUSCS-73 300 75 2 0.074 0.005 JISA79 300 75 2 0.074 0.002 日本 土工结构标准 75 2 0.075 0.005 LR1967 63.5 2.4 0.074 0.002 英国 BSCS1981 200 60 2 0.06 0.002 印度 IS-1498-59 60 2 0.06 0.002 瑞士 SNV-67005-59 60 2 0.06 0.002 德国 DIN1970 200 60 2 0.063 0.002 德国 DIN-18196-1970 200
11、 63 2 0.06 0.002 法国 LCPC1965 60 2 0.08 0.002 前苏联 200 40 2 0.05 0.001 波兰 40 2 0.05 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状v在土的工程分类标准方面在土的工程分类标准方面 铁路工程岩土分类标准铁路工程岩土分类标准是将试样按粒组由是将试样按粒组由大至小进行重量累积,当累积到某一粒组、其大至小进行重量累积,当累积到某一粒组、其重量超过总重量的重量超过总重量的50%50%或自定的某一界限时,或自定的某一界限时,就以该粒组定名,即所谓的就以该粒组定名,即所谓的“粒径累积法粒径累积法”。 进行重量累积定名后,将土按进行重量累
12、积定名后,将土按2mm2mm、0.075mm0.075mm界界限分成碎石类土、砂类土和黏性土三大类。限分成碎石类土、砂类土和黏性土三大类。 砂类土和黏性土之间的过渡部分则定为粉质土。砂类土和黏性土之间的过渡部分则定为粉质土。 碎石类土按粒径大小和形状细分成碎石类土按粒径大小和形状细分成6 6种,砂类种,砂类土按粒径大小细分为土按粒径大小细分为5 5种,黏性土按塑性指数种,黏性土按塑性指数I IP P分为分为2 2种,如表种,如表2-22-2和表和表2-32-3所列所列 。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状表 2-2 “岩土分类” “岩土分类” 类别 名称 说 明 块石土 粒径大于 20
13、0mm 的颗粒超过总质量的 50%(尖棱状为主) 漂石土 粒径大于 200mm 的颗粒超过总质量的 50%(浑圆或圆棱状为主) 碎石土 粒径大于 20mm 的颗粒超过总质量的 50%(尖棱状为主) 卵石土 粒径大于 20mm 的颗粒超过总质量的 50%(浑圆或圆棱状为主) 角砾土 粒径大于 2mm 的颗粒超过总质量的 50%(尖棱状为主) 碎石类 圆砾土 粒径大于 2mm 的颗粒超过总质量的 50%(浑圆或圆棱状为主) 砾 砂 粒径大于 2mm 颗粒的质量占总质量的 25%-50% 粗 砂 粒径大于 0.5mm 颗粒的质量超过总质量的 50% 中 砂 粒径大于 0.25mm 颗粒的质量超过总质
14、量的 50% 细 砂 粒径大于 0.075mm 颗粒的质量超过总质量的 85% 砂类 粉 砂 粒径大于 0.075mm 颗粒的质量超过总质量的 50% 粉土 IP10,且粒径大于 0.075mm 颗粒的质量不超过总质量的 50%。 粉质黏土 10IP17 全部土为总质量 黏土 黏土 IP17 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状 用用“粒径累积法粒径累积法”进行土的工程分类,简单易进行土的工程分类,简单易行,但分类指标单一,不能很好地反映土性。行,但分类指标单一,不能很好地反映土性。 对粗粒土分类时对粗粒土分类时, ,只按大于某一重量的粒组大只按大于某一重量的粒组大小定名,不能考虑土中其它
15、粒径成分。小定名,不能考虑土中其它粒径成分。 对于细粒土来说,只用塑性指数单一指标定名,对于细粒土来说,只用塑性指数单一指标定名,没有考虑液限高低对土性的影响,而高液限土没有考虑液限高低对土性的影响,而高液限土的强度低、压缩性大、水稳定性差,容易引起的强度低、压缩性大、水稳定性差,容易引起路基的各类病害。路基的各类病害。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状v在土的工程分类标准方面在土的工程分类标准方面 铁路路基设计规范铁路路基设计规范的分类依据是除考虑土的分类依据是除考虑土中的颗粒粒径大小和塑性指标外,在粗粒土定中的颗粒粒径大小和塑性指标外,在粗粒土定名时考虑了土中的细颗粒含量和粗颗粒级
16、配等名时考虑了土中的细颗粒含量和粗颗粒级配等情况,在给细粒土定名时考虑了土中粗颗粒含情况,在给细粒土定名时考虑了土中粗颗粒含量和细颗粒塑性指标,如表量和细颗粒塑性指标,如表2-52-5和表和表2-62-6所列。所列。 这样分类后能较清楚地了解每一种土的颗粒组这样分类后能较清楚地了解每一种土的颗粒组成和土性,并对土的抗剪性、压缩性、可压实成和土性,并对土的抗剪性、压缩性、可压实性、渗透性、抗冻性等进行初步评价,有利于性、渗透性、抗冻性等进行初步评价,有利于对路基填料的正确选用。对路基填料的正确选用。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状表 2-5 “填料分类”定名分组表(巨粒土) 一级定名
17、二级定名 类别 名称 说 明 细粒含量 颗粒级配 名 称 符号 填料 分组 硬块石 粒径大于 200mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(不易分化,尖棱状为主) 硬块石 Bh A 不易风的软块石 Bsb B 易风化的软块石 Bsc C 软块石 粒径大于 200mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(易风化,尖棱状为主) 风化的块石 Bsd D 良好 级配好的漂石 BW A 5 不良 级配不好的漂石 BP B 良好 级配好含土漂石 BW-SI A 515% 不良 级配不好的含土漂石 BP-SI B 块石类 漂石土 粒径大于 200mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(浑圆或圆棱状为主) 15% 土
18、质漂石 BSI B、C 良好 级配好的卵石 CgW A 5 不良 级配不好的卵石 CgP B 良好 级配好的含土卵石 CgW-SI A 515% 不良 级配不好的含土卵石 CgP-SI B 卵石土 粒径大于 60mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(浑圆或圆棱状为主) 15% 土质卵石 CgSI B、C 良好 级配好的碎石 CcW A 5 不良 级配不好的碎石 CcP B 良好 级配好的含土碎石 CcW-SI A 515% 不良 级配不好的含土碎石 CcP-SI B 巨粒土 碎石类 碎石土 粒径大于 60mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(尖棱状为主) 15% 土质碎石 CcSI B、C 表
19、 2-5 “填料分类”定名分组表(粗粒土) 一级定名 二级定名 类别 名称 说 明 细粒含量 颗粒级配 名 称 符号 填料 分组 良好 级配好的粗砾 GCW A 5 不良 级配不好的粗砾 GCP B 良好 级配好的含土粗砾 GCW-SI A 515% 不良 级配不好的含土粗砾 GCP-SI B 粗砾土 粒径大于 20mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(粗圆砾土以浑圆或圆棱状为主,粗角砾土以尖棱状为主) 15% 土质粗砾 GCSI B、C 良好 级配好的细砾 GFW A 5 不良 级配不好的细砾 GFP B 良好 级配好的含土细砾 GFW-SI A 515% 不良 级配不好的含土细砾 GFP-
20、SI B 砾石类 细砾土 粒径大于 2mm 颗粒的质量超过总质量的 50%(细圆砾土以浑圆或圆棱状为主,细角砾土以尖棱状为主) 15% 土质细砾 GFSI B、C 良好 级配好的砾砂 SGW A 5 不良 级配不好的砾砂 SGW B 良好 级配好的含土砾砂 SGW-SI A 515% 不良 级配不好的含土砾砂 SGW-SI B 砾砂 粒径大于 2mm 颗粒的质量占总质量的25%-50% 15% 土质砾砂 SGSI B 良好 级配好的粗砂 SCW A 5 不良 级配不好的粗砂 SCP B 良好 级配好的含土粗砂 SCW-SI A 515% 不良 级配不好的含土粗砂 SCP-SI B 粗砂 粒径大
21、于 0.5mm 颗粒的质量超过总质量的 50% 15 土质粗砂 SCSI B 良好 级配好的中砂 SMW A 5 不良 级配不好的中砂 SMP B 良好 级配好的含土中砂 SMW-SI A 515% 不良 级配不好的含土中砂 SMP-SI B 中砂 粒径大于 0.25mm 颗粒的质量超过总质量的 50% 15 土质中砂 SMSI B 良好 级配好的细砂 SFW B 5 不良 级配不好的细砂 SFP C 细砂 粒径大于 0.075mm 颗粒的质量超过总质量的 85% 515% 含土的细砂 SF-SI C 粗粒土 砂类 粉砂 粒径大于 0.075mm 颗粒的质量超过总质量的 50% / 粉砂 SM
22、 C 表 2-6 “填料分类”定名分组表(细粒土) 一级定名 二级定名 类 别 名称 符号 说 明 填料分组 低液限 粉土 ML Ip10, L40% C 粉 土 类 (M) 高液限 粉土 MH Ip10, L40% D 低液限 粉质 黏土 CLM 10Ip17, L40% C 高液限 粉质 黏土 CHM 10Ip17, L40% D 低液限 黏土 CL Ip17, L40% C 黏 土 类 (C) 高液限 黏土 CH IP17,L40% 0102030405060020406080100120液 限L( %)塑性指数IPA线 IP=0.63(L-20)B线 L=40%CLMLCHMHAB D
23、 细 粒 土 有机土 WU 有机质含量大于 5% E 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状 “填料分类填料分类”定名后,即可根据填料的工程性定名后,即可根据填料的工程性质和适用性进行质和适用性进行“填料分组填料分组”。 以填料的剪切强度、可压实性、压缩性、对气以填料的剪切强度、可压实性、压缩性、对气候环境的敏感性等为依据,将填料分为候环境的敏感性等为依据,将填料分为A A、B B、C C、D D、E E共五组。共五组。 A A组组优质填料优质填料 B B组组良好填料良好填料 C C组组一般填料一般填料 D D组组不宜使用的差质填料不宜使用的差质填料 E E组组严禁使用的劣质填料严禁使用的劣
24、质填料1.11.1分类与分组现状分类与分组现状 A A、B B组填料多为强度较高、压缩性较小组填料多为强度较高、压缩性较小的块石、碎石、砾石、砂土和粗粒混合的块石、碎石、砾石、砂土和粗粒混合土等。土等。 细粒土由于强度较低、压缩变形较大,细粒土由于强度较低、压缩变形较大,均被归为均被归为C C组和组和D D组填料。组填料。 L L40%40%时的黏土和粉土为时的黏土和粉土为C C组填料。组填料。 L L40%40%的黏土和粉土为的黏土和粉土为D D组填料。组填料。 有机土为有机土为E E组填料。组填料。 1.11.1分类与分组现状分类与分组现状 粗粒混合土中的细粒含量对填料性质有影响,粗粒混合
25、土中的细粒含量对填料性质有影响,采用采用5%5%、15%15%、30%30%划分。划分。 细粒含量细粒含量5%5%,混合土受水的影响小,没有冻,混合土受水的影响小,没有冻胀性,可作为渗水材料使用。胀性,可作为渗水材料使用。 细粒含量在细粒含量在5 515%15%,在混合土中它已填充了部,在混合土中它已填充了部分粗颗粒的空隙,使混合土的透水性、压实性分粗颗粒的空隙,使混合土的透水性、压实性有所改变。有所改变。 细粒含量在细粒含量在151530%30%,混合土的性质受细粒含,混合土的性质受细粒含量的影响较大。量的影响较大。 细粒含量细粒含量30%30%时,混合土的性质基本受细粒时,混合土的性质基本
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