4 路基施工質(zhì)量檢測一ppt課件

1、路基施工檢測技術(shù)路基施工檢測技術(shù)l必要性：必要性：l一方面可以評價路基施工過程中或開工后路一方面可以評價路基施工過程中或開工后路基的質(zhì)量，檢驗路基能否到達(dá)了設(shè)計要求，基的質(zhì)量，檢驗路基能否到達(dá)了設(shè)計要求，驗證路基能否具有足夠的強度可以接受列車驗證路基能否具有足夠的強度可以接受列車動荷載的作用，同時又具備保證列車平安、動荷載的作用，同時又具備保證列車平安、溫馨運轉(zhuǎn)的合理剛度；溫馨運轉(zhuǎn)的合理剛度；l另一方面，可以了解施工過程的質(zhì)量情況，另一方面，可以了解施工過程的質(zhì)量情況，控制施工進度，促進施工單位改良施工工藝，控制施工進度，促進施工單位改良施工工藝，加強施工質(zhì)量管理，保質(zhì)保量地完成施工義加強施工

2、質(zhì)量管理，保質(zhì)保量地完成施工義務(wù)。務(wù)。l 檢測填土壓本質(zhì)量的儀器和方法隨著工業(yè)化的開檢測填土壓本質(zhì)量的儀器和方法隨著工業(yè)化的開展在不斷地發(fā)生著變化，總的趨勢是快速、準(zhǔn)確地滿展在不斷地發(fā)生著變化，總的趨勢是快速、準(zhǔn)確地滿足施工的需求。足施工的需求。1930年，美國工程師年，美國工程師Proctor經(jīng)過實驗經(jīng)過實驗提出，在一樣的壓實功能下，同一種土的干密度隨土提出，在一樣的壓實功能下，同一種土的干密度隨土中含水量的不同而變化，運用室內(nèi)擊實實驗設(shè)備和現(xiàn)中含水量的不同而變化，運用室內(nèi)擊實實驗設(shè)備和現(xiàn)場碾壓機械都可獲得最正確含水量場碾壓機械都可獲得最正確含水量Wopt和與之對應(yīng)的和與之對應(yīng)的最大干密度最

3、大干密度dmax。Proctor還規(guī)定了室內(nèi)擊實實驗的還規(guī)定了室內(nèi)擊實實驗的儀器規(guī)格和實驗操作方法。自此，各國均以此壓實實儀器規(guī)格和實驗操作方法。自此，各國均以此壓實實際和實驗方法指點施工，并以填料壓實系數(shù)的大小作際和實驗方法指點施工，并以填料壓實系數(shù)的大小作為控制填土壓實效果的規(guī)范。早期的現(xiàn)場壓本質(zhì)量檢為控制填土壓實效果的規(guī)范。早期的現(xiàn)場壓本質(zhì)量檢查，主要用環(huán)刀法、灌砂法和灌水法測定土的密度，查，主要用環(huán)刀法、灌砂法和灌水法測定土的密度，用此目的判別壓實土的強度和變形特性。用此目的判別壓實土的強度和變形特性。 l隨著交通運輸量的添加，公路墊層石碴隨著交通運輸量的添加，公路墊層石碴常在較大動荷

4、載作用下被壓入下覆的填常在較大動荷載作用下被壓入下覆的填土層中，呵斥公路路面損壞。為此，美土層中，呵斥公路路面損壞。為此，美國加利福尼亞公路局首先提出了加州承國加利福尼亞公路局首先提出了加州承載比實驗簡稱為載比實驗簡稱為CBR實驗，來預(yù)估實驗，來預(yù)估壓實土抵抗石碴壓入的程度，以便選擇壓實土抵抗石碴壓入的程度，以便選擇適宜的填料類型和確定合理的壓實程度。適宜的填料類型和確定合理的壓實程度。許多國家在機場跑道、鐵路路基等土工許多國家在機場跑道、鐵路路基等土工構(gòu)造物的施工中，也廣泛采用了構(gòu)造物的施工中，也廣泛采用了CBR實實驗方法。驗方法。 l在運用在運用CBR實驗方法過程中，人們逐漸認(rèn)識實驗方法過

5、程中，人們逐漸認(rèn)識到，由于該方法的貫入頭直徑只需到，由于該方法的貫入頭直徑只需5 cm，貫，貫入的深度只需入的深度只需2.5mm，不能較好地反映填料，不能較好地反映填料的壓實程度，于是將確定建筑物地基土承載的壓實程度，于是將確定建筑物地基土承載力的荷載板實驗方法運用到填土壓本質(zhì)量的力的荷載板實驗方法運用到填土壓本質(zhì)量的檢測中去，用荷載板實驗確定的基床系數(shù)或檢測中去，用荷載板實驗確定的基床系數(shù)或變形模量的大小作為判別填料壓本質(zhì)量的規(guī)變形模量的大小作為判別填料壓本質(zhì)量的規(guī)范。用荷載板實驗檢測填土質(zhì)量，能反映范。用荷載板實驗檢測填土質(zhì)量，能反映4050cm深度范圍內(nèi)土的壓實程度。國內(nèi)外深度范圍內(nèi)土的

6、壓實程度。國內(nèi)外荷載板直徑多采用荷載板直徑多采用30 cm。 l傳統(tǒng)的環(huán)刀法、灌砂法、灌水法等測定填土密度的傳統(tǒng)的環(huán)刀法、灌砂法、灌水法等測定填土密度的方法，需待烘干后才干確定土的含水量，從實驗到方法，需待烘干后才干確定土的含水量，從實驗到得出結(jié)果需幾小時或更長的時間，這與高效能的機得出結(jié)果需幾小時或更長的時間，這與高效能的機械施工很不順應(yīng)，在工期義務(wù)急的情況下，無法完械施工很不順應(yīng)，在工期義務(wù)急的情況下，無法完成規(guī)范中規(guī)定的質(zhì)量檢測實驗工程。成規(guī)范中規(guī)定的質(zhì)量檢測實驗工程。l用放射性同位素測定土的密度和含水量。鐵道部科用放射性同位素測定土的密度和含水量。鐵道部科學(xué)研討院于學(xué)研討院于1980年

7、首先購置了一套美國坎貝爾太平年首先購置了一套美國坎貝爾太平洋核子洋核子CPN公司消費的公司消費的MC2型核子濕度密型核子濕度密度儀。先后在天然地基土坑里對吹填黏性土及鐵路度儀。先后在天然地基土坑里對吹填黏性土及鐵路路基填土進展了對比實驗。實驗結(jié)果闡明，該儀器路基填土進展了對比實驗。實驗結(jié)果闡明，該儀器運用簡便，測定迅速，所得結(jié)果與常規(guī)土工實驗結(jié)運用簡便，測定迅速，所得結(jié)果與常規(guī)土工實驗結(jié)果比較接近，適宜于配合填土施工。果比較接近，適宜于配合填土施工。 l壓實系數(shù)壓實系數(shù)K l環(huán)刀法環(huán)刀法l用于不含礫石顆粒的細(xì)粒土和無機結(jié)合料改良土。用于不含礫石顆粒的細(xì)粒土和無機結(jié)合料改良土。l灌水法灌水法l用

8、于粒徑不大于用于粒徑不大于60mm的粗粒料。的粗粒料。 l灌砂法和氣囊法波義爾定律灌砂法和氣囊法波義爾定律l用于粒徑不大于用于粒徑不大于20mm的粗粒料。的粗粒料。l核子濕度密度儀核子濕度密度儀l用于細(xì)粒土和砂類土。用于細(xì)粒土和砂類土。l環(huán)刀法環(huán)刀法破壞性量測方法破壞性量測方法 l 環(huán)刀法是丈量現(xiàn)場密度的傳統(tǒng)方法。國內(nèi)環(huán)刀法是丈量現(xiàn)場密度的傳統(tǒng)方法。國內(nèi)習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為習(xí)慣采用的環(huán)刀容積通常為200cm3，環(huán)刀高，環(huán)刀高度通常約度通常約5cm。用環(huán)刀法測得的密度是環(huán)刀。用環(huán)刀法測得的密度是環(huán)刀內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度。它不能內(nèi)土樣所在深度范圍內(nèi)的平均密度。它不能代表整個碾壓層的平

9、均密度。由于碾壓土層代表整個碾壓層的平均密度。由于碾壓土層的密度普通是從上到下減小的，假設(shè)環(huán)刀取的密度普通是從上到下減小的，假設(shè)環(huán)刀取在碾壓層的上部，那么得到的數(shù)值往往偏大；在碾壓層的上部，那么得到的數(shù)值往往偏大；假設(shè)環(huán)刀取在碾壓層的底部，那么所得的數(shù)假設(shè)環(huán)刀取在碾壓層的底部，那么所得的數(shù)值將明顯偏小。值將明顯偏小。l就檢測路基土壓本質(zhì)量而言，我們需求就檢測路基土壓本質(zhì)量而言，我們需求的是整個碾壓層的平均壓實度，而不是的是整個碾壓層的平均壓實度，而不是碾壓層中某一部分的壓實度。因此，在碾壓層中某一部分的壓實度。因此，在用環(huán)刀法測定土的密度時，應(yīng)使所得密用環(huán)刀法測定土的密度時，應(yīng)使所得密度能代表

10、整個碾壓層的平均密度。然而，度能代表整個碾壓層的平均密度。然而，這在實踐檢測中是比較困難的，只需使這在實踐檢測中是比較困難的，只需使環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環(huán)刀所取的土恰好是碾壓層中間的土，環(huán)刀法所得的結(jié)果才能夠與灌砂法的結(jié)環(huán)刀法所得的結(jié)果才能夠與灌砂法的結(jié)果大致一樣。果大致一樣。l灌砂法灌砂法l 灌砂法屬于對壓實土面的破壞性量灌砂法屬于對壓實土面的破壞性量測方法，是利用均勻顆粒的砂去置換測方法，是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積。該方法用于砂、礫及碎試洞的體積。該方法用于砂、礫及碎石類土路基的檢測，也是當(dāng)前最通用石類土路基的檢測，也是當(dāng)前最通用的方法，很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)的方法

11、，很多工程都把灌砂法列為現(xiàn)場測定密度的主要方法。缺陷是：需場測定密度的主要方法。缺陷是：需求攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較求攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較多，因此它的測試速度較慢。多，因此它的測試速度較慢。l實驗中留意的問題實驗中留意的問題l 灌砂法是施工過程中最常用的實驗方法灌砂法是施工過程中最常用的實驗方法之一。此方法外表上看起來較為簡單，但之一。此方法外表上看起來較為簡單，但實踐操作時經(jīng)常不好掌握，并會引起較大實踐操作時經(jīng)常不好掌握，并會引起較大誤差為使實驗做得準(zhǔn)確，應(yīng)留意以下幾個誤差為使實驗做得準(zhǔn)確，應(yīng)留意以下幾個環(huán)節(jié)：環(huán)節(jié)：l 1.量砂要規(guī)那么。量砂假設(shè)反復(fù)運用，一量砂要規(guī)那么。量砂

12、假設(shè)反復(fù)運用，一定要留意晾干，處置一致，否那么影響量定要留意晾干，處置一致，否那么影響量砂的松方密度。砂的松方密度。l 2.每換一次量砂，都必需測定松方密度，每換一次量砂，都必需測定松方密度，漏斗中砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重做。因此，漏斗中砂的數(shù)量也應(yīng)該每次重做。因此，量砂宜事先預(yù)備較多數(shù)量。切勿到實驗時量砂宜事先預(yù)備較多數(shù)量。切勿到實驗時暫時找砂，又不作實驗，僅運用以前的數(shù)暫時找砂，又不作實驗，僅運用以前的數(shù)據(jù)。據(jù)。 l3.地外表處置要平整，只需外表凸出一點地外表處置要平整，只需外表凸出一點(1mm)，使整個外表高出一薄層，其體積，使整個外表高出一薄層，其體積也算到試坑中去了，會影響實驗結(jié)果。因也

13、算到試坑中去了，會影響實驗結(jié)果。因此，本方法普通宜先做前期實驗，只需在此，本方法普通宜先做前期實驗，只需在非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。非常光滑的情況下方可省去此操作步驟。l 4.在挖坑時試坑周壁應(yīng)筆直，防止出現(xiàn)在挖坑時試坑周壁應(yīng)筆直，防止出現(xiàn)上大下小或上小下大的情形，這樣就會使上大下小或上小下大的情形，這樣就會使檢測密度偏大或偏小。檢測密度偏大或偏小。l 5.灌砂時檢測厚度應(yīng)為整個碾壓層厚，灌砂時檢測厚度應(yīng)為整個碾壓層厚，不能只取上部或者只取下部碾壓層的填料。不能只取上部或者只取下部碾壓層的填料。l灌水法灌水法l 灌水法屬于對壓實土面的破壞性量測方法，是灌水法屬于對壓實土面的破壞性量測

14、方法，是利用水去置換試洞的體積。利用水去置換試洞的體積。l氣囊法氣囊法l 氣囊法屬于對壓實土面的破壞性量測方法，是氣囊法屬于對壓實土面的破壞性量測方法，是利用氣囊式容積測定儀去計算試洞的體積。該方利用氣囊式容積測定儀去計算試洞的體積。該方法適用范圍同灌砂法。法適用范圍同灌砂法。l 氣囊式容器測定儀根據(jù)物理學(xué)波義爾定律，即氣囊式容器測定儀根據(jù)物理學(xué)波義爾定律，即在一定溫度條件下，密閉容器內(nèi)氣體壓強與氣體在一定溫度條件下，密閉容器內(nèi)氣體壓強與氣體體積乘積為一常數(shù)的原理，用氣體空氣作壓體積乘積為一常數(shù)的原理，用氣體空氣作壓力傳送介質(zhì)，較國外用水作壓力傳送介質(zhì)的水囊力傳送介質(zhì)，較國外用水作壓力傳送介質(zhì)

15、的水囊式容積測定儀在技術(shù)上有較大改良。式容積測定儀在技術(shù)上有較大改良。 l1水位標(biāo)線；水位標(biāo)線；2排氣排氣閥；閥；3封蓋及手柄；封蓋及手柄；l4活塞桿；活塞桿；5-水位管；水位管；6導(dǎo)向盤；導(dǎo)向盤；7缸筒；缸筒；l8球囊；球囊；9水溶液；水溶液；10活塞；活塞；11隔柵；隔柵；l12壓盤；壓盤；13護坑環(huán)；護坑環(huán)；14踏板；踏板；15氣囊；氣囊；l16緊縮空氣；緊縮空氣；17數(shù)數(shù)顯測尺顯測尺l 1 清掃場地，護坑環(huán)置于試坑位置。清掃場地，護坑環(huán)置于試坑位置。l 2 儀器置于護坑環(huán)上，并用壓塊固定。儀器置于護坑環(huán)上，并用壓塊固定。l 3 翻開排氣閥，將測尺游標(biāo)推至缸筒頂翻開排氣閥，將測尺游標(biāo)推至

16、缸筒頂面，活塞提到缸筒頂端。面，活塞提到缸筒頂端。l 4 關(guān)上排氣閥，漸漸向下推進活塞，直關(guān)上排氣閥，漸漸向下推進活塞，直到水位管中溶液水柱升至水位標(biāo)線。讀到水位管中溶液水柱升至水位標(biāo)線。讀取數(shù)顯測尺初始數(shù)顯數(shù)值取數(shù)顯測尺初始數(shù)顯數(shù)值L1并做記并做記錄。錄。l 5 提起活塞，使水柱退回零位，松開固提起活塞，使水柱退回零位，松開固定壓塊，移走儀器。定壓塊，移走儀器。l 6 試坑開挖和試樣稱量。試坑開挖和試樣稱量。l 7 儀器重新置于護坑環(huán)上并固定，將測儀器重新置于護坑環(huán)上并固定，將測尺游標(biāo)重新推至缸筒頂面，漸漸地向下尺游標(biāo)重新推至缸筒頂面，漸漸地向下推進活塞，直到溶液水柱升至水位標(biāo)線，推進活塞，

17、直到溶液水柱升至水位標(biāo)線，讀取數(shù)顯測尺終止數(shù)顯數(shù)值讀取數(shù)顯測尺終止數(shù)顯數(shù)值L2并做并做記錄。記錄。l 8 當(dāng)坑壁與大氣溫差較大時，氣囊在坑當(dāng)坑壁與大氣溫差較大時，氣囊在坑內(nèi)停留時間不宜超越內(nèi)停留時間不宜超越3 min。lCBR值值l 在既有道路的運用中發(fā)現(xiàn)，在交通荷載作用下，在既有道路的運用中發(fā)現(xiàn)，在交通荷載作用下，公路墊層石碴有能夠被壓入下覆的填土層中，從而公路墊層石碴有能夠被壓入下覆的填土層中，從而使路基面損壞，因此，使路基面損壞，因此，AASHTO首先提出了加州承首先提出了加州承載比實驗載比實驗CBR。它是將規(guī)定尺寸直徑。它是將規(guī)定尺寸直徑5cm的探頭貫入土中，在一定的貫入深度時，以其對

18、應(yīng)的探頭貫入土中，在一定的貫入深度時，以其對應(yīng)的荷載程度和的荷載程度和CBR基準(zhǔn)比較，來確定地基承載才干基準(zhǔn)比較，來確定地基承載才干的相對值。對鐵路而言，由于現(xiàn)場的相對值。對鐵路而言，由于現(xiàn)場CBR實驗的探頭實驗的探頭尺寸與道碴的尺寸相近且探頭貫入土中的過程與道尺寸與道碴的尺寸相近且探頭貫入土中的過程與道碴在列車荷載作用下擠墮入基床表層的景象類似，碴在列車荷載作用下擠墮入基床表層的景象類似，因此，將因此，將CBR實驗作為鐵路路基施工質(zhì)量的檢測手實驗作為鐵路路基施工質(zhì)量的檢測手段是比較合理的，所以，日本等國曾運用段是比較合理的，所以，日本等國曾運用CBR值檢值檢測鐵路路基質(zhì)量。測鐵路路基質(zhì)量。l

19、 K30實驗實驗 K30 for coefficient of subgrade reaction test：用直徑為：用直徑為30 cm的剛性承壓板，測定下沉量為的剛性承壓板，測定下沉量為1.25 mm時的地基系數(shù)的實驗方法。時的地基系數(shù)的實驗方法。l荷載板實驗荷載板實驗l基床系數(shù)基床系數(shù)K30l 基床系數(shù)基床系數(shù)K30是日本和我國在鐵路路是日本和我國在鐵路路基檢測中常用的方法，是采用單循環(huán)荷基檢測中常用的方法，是采用單循環(huán)荷載實驗。用單位面積壓力除以承壓板相載實驗。用單位面積壓力除以承壓板相應(yīng)的下沉量表示的應(yīng)的下沉量表示的MPa/m，計算時，計算時選用的沉降量為選用的沉降量為0.125cm

20、。以級配碎石。以級配碎石或級配砂礫石的基床表層為前提的路堤或級配砂礫石的基床表層為前提的路堤構(gòu)造，列車荷載產(chǎn)生的道床壓力，經(jīng)過構(gòu)造，列車荷載產(chǎn)生的道床壓力，經(jīng)過基床表層構(gòu)造大致均勻地分布在路堤上基床表層構(gòu)造大致均勻地分布在路堤上部，作用范圍比以往采用土質(zhì)基床表層部，作用范圍比以往采用土質(zhì)基床表層要大，從壓力的傳送程度及路堤堤身接要大，從壓力的傳送程度及路堤堤身接受壓力的情況看，采用直徑為受壓力的情況看，采用直徑為30cm的承的承壓板實驗確定路基填土的承載力密實度壓板實驗確定路基填土的承載力密實度與列車荷載實踐傳送情況相接近，比以與列車荷載實踐傳送情況相接近，比以往的規(guī)定要合理。往的規(guī)定要合理。

21、lK30測試精度影響要素測試精度影響要素 l 被測土體外表形狀是影響被測土體外表形狀是影響K30測試測試精度的主要要素之一。為此，對于水精度的主要要素之一。為此，對于水分揮發(fā)快的均粒砂，外表結(jié)硬殼，軟分揮發(fā)快的均粒砂，外表結(jié)硬殼，軟化，或其它緣由表層擾動的土。必需化，或其它緣由表層擾動的土。必需下挖后實驗，下挖深度限定在荷載板下挖后實驗，下挖深度限定在荷載板直徑直徑D的范圍內(nèi)。對被測面的要求及的范圍內(nèi)。對被測面的要求及為了保證荷載板與測試面的良好密貼為了保證荷載板與測試面的良好密貼接觸可采用的處置方法。接觸可采用的處置方法。l 被測土體含水率對測試結(jié)果也起主要被測土體含水率對測試結(jié)果也起主要影響作用。根據(jù)室內(nèi)模擬實驗，闡明影響作用。根據(jù)室內(nèi)模擬實驗，闡明K30值與含水率之間存在著類似于壓實值與含水率之間存在著類似于壓實度與含水率之間的關(guān)