鐵路工程原位測試規范范文
時間:2023-11-20 17:54:07
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篇1
關鍵詞:蘇北;軟土;雙橋觸探,勘察
中圖分類號:TU447文獻標識碼: A
1 前言
連鹽線是策應長江三角區域經濟一體化、實現江蘇省更高水平小康社會需要,有南至北連接鹽城市和連云港市的鐵路交通大動脈。線路貫穿于蘇北沿海地區,該地區由于受全新世大西洋期海侵及海退的堆積作用,區內發育軟土較為普遍。以往的鐵路工程地質勘察對軟土及其類型的劃分,以天然孔隙比、天然含水率及有機質含量為主,并結合其它指標綜合判別。雙橋靜力觸探作為一種應用廣泛的成熟原位測試,現有規范和規定僅劃出了軟土的分類,缺乏軟粉土、淤泥、泥炭質土、泥炭等軟土的劃分定義。
本文利用室內土工試驗與室外雙橋靜力觸探測試相結合的方法,對蘇北地區淤泥及軟粉土的定義進行了補充,為后期沿線鐵路工程地質勘察提供了可靠地依據。
1.1工程概況
線路由南至北連接鹽城市和連云港市,總體成南北走向。在地形地貌上總體可分為海積平原區、沖海積平原區,為我國東部濱海大平原的一部分,由黃海、黃河及濱岸湖泊聯合作用而成(沖海積),地勢寬廣平坦,區內河流縱橫成網。由于全新世大西洋期海侵及海退的堆積作用,區內發育軟土較為普遍。
1.2軟土定義
對于在靜水或緩慢流水環境中沉積形成的粉土、黏性土等典型軟土有如下主要特征:細顆粒含量較高,有機質含量較高;顏色以深色為主,如灰色、褐色、暗綠色、深灰色、灰黑色等,含水率大(ω≥ωL)、孔隙比大(e≥1.0)、強度低(Ps<800kPa)、壓縮性高(a0.1-0.2≥0.5MPa-1)、滲透性很小;沉降速度慢,固結完成需要很長時間;往往具有較顯著的流變特性等。
一般沉積相有:濱海沉積(濱海相、瀉湖相、溺谷相及三角洲相)、湖泊沉積(湖相、三角洲相)、沼澤沉積(沼澤相)、河灘沉積(河漫灘相、牛軛湖相)等。
根據《鐵路工程特殊巖土勘察規程》(TB10038-2001)和《鐵路工程地質原位測試規程》(TB10018-2003),軟土按下列原則定義。
1、土工試驗指標:軟土及其類型劃分,一般以天然孔隙比、天然含水率及有機質含量為主,可根據以下物理力學指標進行軟土分類。
軟土根據物理力學參數分類表 表1
2、雙橋靜力觸探定義:錐尖阻力qc≤0.70MPa,且Rf≥0.2973qc+1.6的黏性土定名為軟土。缺少對軟粉土、淤泥、泥炭質土、泥炭等土類型的分類定義。
2 江蘇沿海地區軟土特性
根據勘察揭示:新建鐵路連鹽線軟土按其物理力學性質及空間展布,分布軟土主要為淤泥質黏土(粉質)、淤泥和軟粉土。現在對蘇北沿海地區另外兩種常見軟土(淤泥、軟粉土)進行室內試驗和雙橋靜力觸探研究分析。
1淤泥:灰色,灰黑色,流塑狀態,高含水量,高孔隙比,高壓縮性,含有機質。其為濱海相沉積,近地表分布,頂面埋深0.6~2m,呈厚層狀連續分布,層厚5.7~13.9m,其上覆土層多為黏性土,局部為粉土。其典型剖面及詳細指標見圖1及表1
圖1典型淤泥層剖面圖
表2淤泥特征性指標一覽表
2軟粉土:灰色、深灰色,高含水量,稍密,含有機質,層厚一般4~8m。其典型剖面及詳細指標見圖2及表3.
圖2典型軟粉土層剖面圖
表3軟粉土特征性指標一覽表
3 土工試驗及雙橋靜力觸探對比分析
3.1土工試驗指標與雙橋靜力觸探分析
根據表2、表3可見:本區的淤泥為濱海縣沉積常見典型軟土,高含水量,高孔隙比,高壓縮性;該層土天然含水量ω≥45%,且大于液限ωL,孔隙比e≥1.5,壓縮系數>0.5MPa-1,有機質含量4.3~8.9,可定義為淤泥;其雙橋觸探中淤泥層錐尖阻力qc≤0.40MPa,且Rf指標基本符合其定義區間。
軟粉土天然含水量ω>液限ωL,孔隙比基本上大于1.0,液性指數1.08~2.39,有機質含量2.8~4.7,指標符合規范土工指標的定義。其雙橋觸探指標為:錐尖阻力qc=1.3~2.5MPa,摩阻比Rf<1.8,符合雙橋靜力觸探對粉土的定義。
3.2雙橋靜力觸探的軟粉土、淤泥土層定義補充
根據連鹽線蘇北地區沿海軟土大量統計分析結果,結合工程實際,建議對雙橋靜力觸探的軟土定義進行如下補充。
1、對蘇北沿海濱海縣軟土,錐尖阻力1.3MPa≤qc≤2.5MPa,且Rf<1.8的粉土定名為軟粉土。
2、qc≤0.40MPa,黏性土定名為淤泥。
4小結
本文結合室內土工試驗數據,在對蘇北沿海相地區雙橋靜力觸探測試結果的大量統計分析后,提出將本地區錐尖阻力1.3MPa≤qc≤2.5MPa,且Rf<1.8的粉土定名為軟粉土;將錐尖阻力qc≤0.40MPa的黏性土定名為淤泥。進一步補充了雙橋靜力觸探對該地區軟土的定義,在蘇北沿海地區鐵路勘察中,具有較好的應用效果。由于該補充定義是在蘇北沿海相地區條件下得出,對于其他地方的軟土需要在實踐中做好相關的數據對照。
參考文獻:
[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵路工程地質勘察規范[S].TBl0012-2007,2007.
[2] 中華人民共和國鐵道部.鐵路工程地質原位測試規程[S].TBl0018-2003,2003.
[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路工程特殊巖土勘察規程[S].TBl0038-2001,2001.
篇2
在勘察的過程中,對于工程地質調繪工作應該根據勘察的地形地貌和地質條件來進行展開,對初測地質調繪的成果資料進行補充、修改和完善,并且在此基礎上合理布置勘探、測試工作,提出線路方案比選和工程設計所需的地質資料,工程地質調繪范圍與線路專業相同。②在勘察的過程中,所涉及到的鉆探以及原位測試應該嚴格按照《鐵路工程地質鉆探規程》和《鐵路工程地質原位測試規程》來進行。在鉆孔中分層采取具有代表性的巖土試樣進行室內試驗,取樣數量應該滿足相關巖石參數的統計要求,取樣應該按照規范要求進行操作,并且要保證送樣的及時性,以免巖土試樣受到其他因素的影響,從而使其試驗結果出現一定程度的偏差。③應該確保巖土測試項目根據工程施工的具體特點有所側重,從而滿足工程設計所需要的地質參數;物探也應該根據基本的地形地質條件、勘察目的和物探方法的適用性,合理選用,物探所提供的成功資料,應該注意與鉆探以及其他地質勘察資料綜合分析、相互驗證,從而確保勘察結果的準確性。
對鐵路基本建設項目設計工作的管理
在對鐵路工程施工環境下的地形地貌進行全面勘察之后,接下來的工作就是根據勘察的結果來對工程項目進行整體設計,文件的設計是否符合工程的施工標準直接關系到工程的整體質量。因此,設計人員一定要根據工程的具體需求,結合工程勘察的相關結果,來對工程進行科學合理的設計。
1做好現場調查工作
在對工程進行初步設計之前,必須要做好現場調查,通過設計人員的現場調查和資料收集,主要達到對基本路線的位置進行基本確定;對沿線地質、水文、文物等情況進行詳細查明;對沿線的場地條件、地形、地貌和運輸條件進行全面了解和掌握;對設計中所包含的改路改河等工作進行初步確定;基本確定環境保護措施,結合環境評價報告,在初步設計文件落實環保措施以及相關費用等目的,只有將以上問題進行全面調查,從而做到充分了解和掌握,才能夠在此基礎上確保工程方案初步設計的合理完成。
2工程的初步設計
初步設計的主要目的是將設計的方案進行初步確定,對施工過程中路線的走向、控制點和方案進行核查,征求沿線區域中所涉及到的縣、行業主管以及規劃、土地、環保、公路以及電力等相關部門的意見,將鐵路施工的基本設計方案進行初步落實。此外,為了做好設計的概算,合理列出前期工程數量是不容忽視的,在設計過程中還應該按照規定提供地表、地圖、拆遷建筑物表以及拆遷電力、通信及其他管線設施表等相關圖表。
對鐵路基本建設項目招投標工作的管理
在鐵路工程建設中,招投標工作占據著重要的位置,對其管理的效果如何直接關系到工程項目的進度、成本以及整體質量。因此,項目前期工作的管理人員一定要對其給予高度的重視,對招標技巧以及招投標技巧規則進行充分的了解和掌握,并且結合工程建設項目自身所具有的特點,為建設項目制定總體和詳細的招標策劃,從而為鐵路工程建設項目的進度、成本以及質量做充分的保障工作。
1招標技巧
從目前招標的方法來看,主要可以分為公開招標、邀請招標以及協議招標三種,任何一種招標方法都存在著一定的特點與適用范圍。公開招標主要是以海報、廣播以及電視為平臺,來招標公告,以招攬具備相應條件且又資源參加的一些建筑單位前來投標。這種方法具有工期短、造價低等特點,較適合用于規模大且建設周期長的工程中;邀請招標指的是向某個或多個單位發出招標邀請,從而實現招標目的的一種方式,這種方法適用于一些具有特殊性質的工程,要求有豐富經驗的技術人員和專用技術部門的建筑工程項目;協議招標是一種由開發商直接邀請施工單位進行協商,確定工程的造價和工期的招標方式。適用于少數保密性很強的建設工程,或者條件艱險、施工難度大、時間緊迫的工程。這種招標比邀請招標的適用范圍小,但參與議標的單位不得少于兩家。建設單位在對招標方式進行選擇的時候,應該結合工程的具體規模以及施工的難以程度來選擇一種最為合適的招標方法。
2招投標技巧規則
在進行招標之前,相關工作人員應該根據工程的具體情況編制完整的招標文件,在招標文件發出之后,若沒有及其特殊的情況,不能予以更改。然后,交與相應的委托單位進行審查批準。在投標期間,建設單位應該根據工程施工周期的具體情況來對投標者詢問時間進行合理限制,在此期間,建設單位要負責回來投標者所提出的問題和質疑。評標期間,在投標書經過審核之后,若該投標商被列為供嚴格審核的候選人之一,這意味著投標者有被授予簽訂合同的可能性,建設單位就立即通知該投標者。
結語
篇3
[關鍵詞]巖土 工程 勘察 報告 編寫 質量 控制
一、有關巖土工程勘察
1.巖土工程勘察定義。巖土工程勘察,英語為geotechnical invesigation,就是根據建設工程的要求,查明、分析、評價建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動。
2.巖土工程勘察階段。按其進行階段可分為:預可行性階段、工程可行性研究階段、初步設計階段、施工圖設計階段、補充勘察、施工勘察等。
3.巖土工程勘察對象。根據勘察對象的不同,可分為:水利水電工程(主要指水電站、水工構造物的勘察)、鐵路工程、公路工程、港口碼頭、大型橋梁及工業、民用建筑等。由于水利水電工程、鐵路工程、公路工程、港口碼頭等工程一般比較重大、投資造價及重要性高,國家分別對這些類別的工程勘察進行了專門的分類,編制了相應的勘察規范、規程和技術標準等,通常這些工程的勘察稱工程地質勘察。因此,通常所說的“巖土工程勘察”主要指工業、民用建筑工程的勘察,勘察對象主體主要包括房屋樓宇、工業廠房、學校樓舍、醫院建筑、市政工程、管線及架空線路、岸邊工程、邊坡工程、基坑工程、地基處理等。
4.巖土工程勘察內容。巖土工程勘察的內容主要有:工程地質調查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內試驗、現場檢驗和檢測,最終根據以上幾種或全部手段,對場地工程地質條件進行定性或定量分析評價,編制滿足不同階段所需的成果報告文件。
5.巖土工程勘察的方法與技術。巖土工程勘察的方法或技術手段,有以下幾種:(1)工程地質測繪。工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作,一般在勘察的初期階段進行。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法,高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況,起到有效地指導其他勘察方法的作用。(2)勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的;并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。(3)原位測試與室內試驗。原位測試與室內試驗的主要目的,是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數,包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行,是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。(4)現場檢驗與監測。現場檢驗的涵義,包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制。現場監測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料,可以反求出某些工程技術參數,并以此為依據及時修正設計,使之在技術和經濟方面優化。此項工作主要是在施工期間內進行,但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質現象,應在建筑物竣工運營期間繼續進行。
二、努力提高報告的編寫能力
1.要具備牢固的地質地貌和工程理論地質基礎理論方面,主要是巖石學、構造地質學、第四紀地質學和地貌學;工程地質方面,主要是土質學、土力學、工程地質分析、工程動力地質學、工程地質勘察。
2.要熟悉和把握有關的規范規程規范規程既是經驗的總結,又是技術的指南,具有很強的勘察工作指導性。對于國家的、行業的、省和地方的有關規范規程,必須熟悉把握,并在具體勘察工作中認真執行。
3.要了解工作區的地質情況對于勘察地段的區域地質、水文地質、工程地質資料,應盡可能地搜集并熟悉。對于鄰近地段已有的工程地質勘察資料,也要盡可能了解,以便在勘察工作中發揮其參考作用。
4.要把握工程設計的基本要求和基礎施工的技術要點只要明確了工程設計的基本要求和基礎施工方法,作出的工程地質評價才能有的放矢、正確客觀,提出的建議才能合理適用。
5.要切實保證第一手資料的質量巖土工程勘察報告是工程地勘察的最終成果。一份高質量的勘察報告,必須來自于高質量的第一手原始資料。
6.提高綜合知識方面的技能。如基本的數理統計知識、文字表達能力、編圖技巧、綜合分析能力。
三、確保巖土工程勘察質量
1.嚴格按基本建設程序辦事,先進行地質勘察后設計。對無地質勘寒資料工程的設計應不予報建,對(未能按照相應的等級)降級進行地質勘察的工程不予報建。
2.提高地質勘察單位員工的質量意識,加強職業道德教育,健全崗位責任制度,培養良好的認真負責的工作作風,避免出現地質勘察資料的失誤。
3.建立審查、復核制度,對室內室外技術資料要有資深的專業人員進行審查和復核,敢于對鉆探、土工試驗結果提出質疑,并通過對相近建筑物的鉆探資料對照分析,確保資料的準確性。必要時可重探可疑探點、可重做相關試驗。
4.要根據建筑物的安全等級與場地類別,并結合地質歷史(注意收集相關資料)與地形特色進行探點的布設,并按規范進行相應比例和數量的取土探孔和原位測試探孔的布置,避免漏探特殊地質現象。
5.勘察布孔。勘察與設計的接口:收到設計人的勘察任務書后,應認真閱讀,仔細分析,充分了解設計意圖,不明白的地方及時與設計人溝通,存在疑慮的地方需向設計人提出。設計人往往有偏于保守的傾向,如對地基承載力要求過高、要求一樁一鉆、對樁基承載力提出過高要求等。由于巖土體始終是一個灰箱,無法徹底查清巖土體的分布及其物理力學參數,在做與巖土相關的工程設計時固然要留有一定的安全富余度,但是必須在了解場地巖土條件的情況下才能準確把握安全的尺度,采用過于保守的巖土參數,過高的安全系數將不可避免的造成工程建設的極大浪費。做巖土工程勘察的人一般比做結構設計的人更清楚或者更容易把握場地的巖土條件情況,因此巖土工程師應當,也有必要提出意見供設計人參考。在勘察任務書與工程平面布置圖確認無誤后,勘察人員應到現場踏勘,了解場地情況,并提出勘察綱要供鉆探等供外業使用。
參考文獻:
篇4
【關鍵詞】巖土工程;勘察;方法
中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:
我國工程勘察對港口碼頭、水利水電工程、公路工程、鐵路工程等比較重大工程進行了專門分類,按其進行階段和勘察對象的不同分別分為不同的階段和工程:①前者包括:工程可行性研究階段、施工圖設計階段、預可行性階段、初步設計階段、補充勘察和施工勘察等。②后者包括:民用建筑、水利水電工程、公路工程、港口碼頭、鐵路工程、大型橋梁及工業等。工程地質勘察通常是對這些編制了相應的技術標準、規程和勘察規范等內容的工程的勘察。
1 具體的安排巖土勘察工作量和內容
1.1 準備工作:一支勘察隊伍的經濟實力,設備配備,人員素質等等是從事勘察項目之前的準備工作做的好壞的必備因素。但在實際工作中要明確準備工作的重要性就是要避免窩工或返工保證工程勘察質量的前提條件和保障從而使現場勘察工作有目的、有計劃地進行,避免盲目性的無準備的工作對工程造成費用的浪費,其主要還是對準備工作的重要性的認識問題,這是能否把準備工作做得避免疏忽遺漏既具體、又充分的關鍵。
1.2 鉆孔問距:根據相關的規定越是安全等級高的建筑的間距就越小,其具體是指高層建筑的勘探間距要在15m—35m 之間并小于一般建筑要求高層建筑的巖土勘探的間距。在選擇布孔位置時還要考慮不同的地貌特點,在地貌的交接地要設置更多的勘探點,還要考慮到建筑物的條件來確定布孔的位置。在實際工作中不能按照建筑的安全等級來決定勘探的孔距,鉆孔的間距要根據場地的狀況。在那些建筑經驗比較豐富的地區且結構比較簡單的場地則可以放大孔距。
1.3 鉆孔深度:探測孔要能夠承受主要的受力層。在采用樁或墩基的時候要使得勘探孔的深度滿足相應的標準,若是采用筏基和樁基的話,勘探孔的深度就需要大于壓縮層的下限。在使用樁基時,要預計樁的長度大小是要進行相應但是考察,研究區域地質資料、大量的了解附近建筑經驗,測量建筑的荷載大小等,而對于樁長的選取則是要對樁的類型、分布方式等進行分析。壓縮層深度的估算方法比較多,包括有國標地基規范、勘察規范,以及有關地方規范等,但是比較關鍵性的參數的計算一般都是基礎寬度。而現實中的基礎寬度
在通常狀態下都是根據壓縮層深度隨荷載變化而由很大的變化。
1.4 勘探、取樣:勘探工作勘探方的法選取主要是基于巖土性質。一般情況下可以采用用于研究地下地質條件和可利用勘探工程取樣原位測試和監控,包括坑探、物探和鉆探等方法。通常被使用來測繪工作的物探方法不是一種比較直接的方法,它主要是用于鉆孔探測的先行或非主要性的手段。在巖土工程勘察工作中,比較關鍵性的措施就是直接勘探,因為直接勘探能夠將地質條件檢測出來。直接勘探包括鉆井、點蝕和勘探項目等,它主要是按照各個類型的階層和偵察需求選取相應的鉆井措施,最廣為使用的鉆井措施就是鉆探工作。 1.5 原位測試和實驗室試驗:在巖土工程分析與評價提供必要的技術參數是原位測試和實驗室試驗的主要目的。原位測試可以反映出宏觀結構的巖石和土壤性質。室內試驗的優點是容易控制測試條件,應力和應變條件可以批量取樣并支配收入;缺點是邊界條件復雜一些測試耗費人力,試驗應力路徑也難以控制。
2 評價巖土工程
2.1 地基的液化勢及濕陷性評價:采用樁基時每一土層的液化勢要評價液化勢評價深度應加大為提供樁側阻力做準備,不論是否滿足由基礎埋深、水位埋深等控制的初判條件。
2.2 基坑開挖和施工降水:根據開挖深度及預估的場地巖土工程條件針對基坑開挖及支護。針對施工降水則通過必要的測試手段提供相應的設計參數,掌握場區所在地段區域性水文地質背景資料必要時應進行水文地質勘察。查明開挖范圍和鄰近場地地下水分布特征和滲流特征,根據土層結構及巖土性質提出土的有效應力強度參數或不排水抗剪強度參數。
3 對巖土工程勘察管理措施的加強
3.1 合理整理與編錄資料
3.1.1 許多技術人員在巖土物理力學參數的統計值方面將所有數據一律參與統計無論數據多少或大小,導致得到與現實場地地層情況不符的或不合理的結果其參數失真且誤差過大。所以技術人員要明確規范中的相關規定并正確理解巖土參數取值合理應用各項指標。許多勘察報告還殘留其他工程的痕跡且都十分神似是因為只把工程名稱和一些數據修改即可就像做填空題,這些報告雖然符合國家規范的要求和編制深度的要求但報告缺乏對特定工程和特定地質現象等的具體分析。
3.1.2 勘察資料的整理是需要現場的技術人員和報告編寫人員共同完成,很多勘察單位實行分工制后現場技術人員只是把現場編錄和原始班表交給報告編寫人員了而報告編寫人員對現場并不了解,所以這樣就導致了脫節不利于資料的編錄。在進行資料編制的過程中出現了異常或者矛盾的情況一定要認真查找原因才可以進行編制確保資料準確沒有任何錯誤,而在編制的同時要做到沒有一絲一毫的紕漏就要編寫人員進行自檢且校驗人員同時進行校驗。
通過理論分析和實踐經驗合理取舍對于野外勘察和室內試驗中獲得的資料精心分析和整理,但也不能簡單地以點蓋面忽視現實情況中的特殊情形,要重視細節也要盡量做到原始資料能真實反映工程的真實情況全面考慮整體。
3.2 加強培訓:在當前的形勢下,工程地質專業人員習慣于工程勘察的原理及方法對巖土工程的方法、內容及理論等缺乏了解,當務之急是加強巖土工程技術人員及管理人員的培訓,特別是巖土工程設計及施工技術人員的培訓,以適應巖土工程市場發展的急需。真正體現巖土工程師的價值并從根本上杜絕巖土勘察行業中的弊端的是如何完善市場準入制度,加強行業自律和約束機制。我國大多數勘察單位由于將主要精力放在搶占市場份額當中從而忽視了人才的培養,所以從事巖土工程勘察工作的技術人才嚴重不足而現有的勘察人員整體素質又明顯偏低,為了能夠確保工程勘察的質量,勘察單位通過專業知識和技術的學習加大對專業人員的培訓和教育力度從而提高其綜合素質和業務能力。
3.3 調查現場巖石和土壤的采樣和測試工作:在巖石和土壤的取樣、原位測試巖土工程勘察的結果的數據分析評價的基礎上解決勘察技術問題是其重要的數據來源。巖土工程設計的計算參數的計算模式的準確性和可靠性取決于計算模型和計算參數,沒有完整和可靠的測試數據時分析和評價是不現實的。
3.4 加強土工試驗和原位測試新技術的應用:巖土工程勘察地質鉆探是主要的最有效的偵察手段之一,所以在巖土工程地質鉆探過程中根據不同的巖石形成條件和取樣,測試要求鉆井設計和控制以達到既能滿足技術要求和提高經濟效益的目的,重視地質鉆探過程控制并加強施工使用檢測和監測技術是為了保證提供巖土工程的設計和施工參數的可靠性。
4 結束語
基礎設計的主要依據是巖土工程勘察,為保證工程建設安全、高效運行,促進經濟社會的可持續發展,且它作為一門涉及到工程、結構、力學等各方面知識的綜合性社會學科要求從業人員在工作的過程中要認真負責,不斷的完善和提高自己的業務知識和業務技能并提交真實準確評價合理的可行性勘察資料
參考文獻:
[1] 沈圓.建筑工程巖土勘察存在的問題與措施探討[J].科技創新導報,2012,(7):54-54.
篇5
【關鍵詞】巖土工程;原位測試;試驗方法
正文
1、原位測試方法分類
所謂的原位測試法就是在巖土層原來所處的位置,基本保持的天然結構,天然含水量以及天然應力狀態下,測定巖土的工程力學性質指標。原位測試包括靜力觸探、動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切、旁壓試驗、靜載試驗、扁板側脹試驗、應力鏟試驗、現場直剪試驗、巖體原位應力測試、巖土波速測試等。
1.1 靜力觸探
靜力觸探測試簡稱靜探(CPT:static cone penetration test), 是把一定規格的圓錐形探頭借助機械勻速壓人土中,并測定探頭阻力等的一種測試方法,實際上是一種準靜力觸探試驗。試驗是用機械裝置把帶有雙層管的圓錐形探頭壓人土中,在地面上用壓力表分別量測套筒側壁與周圍土層間的摩阻力(fs)和探頭錐尖貫入土層時所受的阻力(qc)。
1.2動力觸探
圓錐動力觸探試驗習慣上稱為動力觸探試驗(DPT:dynamic penetration test)或簡稱動探,它是利用一定的錘擊動能,將一定規格的圓錐形探頭打入土中,根據每打入土中一定深度的錘擊數(或貫入能量)來判定土的物理力學特性和相關參數的一種原位測試方法。
1.3標準貫入試驗
標準貫入試驗(SPT:standard penetration test)標準貫入試驗習慣上簡稱為標貫。它使用SPT錘將鉆桿底部的對開管式貫入器打入鉆孔孔底的土中,取得土樣。貫入300mm(1英尺)所需要的錘擊數稱為N值,其與土體強度有關。
1.4十字板剪切試驗
野外十字板剪切試驗(FVST:Field Vane Shear Test)習慣上稱為十字板剪切試驗,是用插入軟黏土中的十字板頭,以一定得速率旋轉,測出土的抵抗力矩,換算地基土不排水抗剪強度的現場試驗。
1.5旁壓試驗
旁壓試驗(LLT:Lateral Loading Test)是將圓柱形旁壓器豎直放入土中,通過旁壓器在豎直的孔內加壓,使旁壓膜膨脹,并由旁壓膜將壓力傳給周圍的土體(巖體),使土體(巖體)產生變形直至破壞,通過量測施加的壓力和土變形之間的關系,即可得到地基土在水平方向的應力應變關系。旁壓試驗是利用旁壓儀在原位測試不同深度土的變形性質和強度指標的試驗方法。
1.6靜載試驗
靜載試驗(SLT:Static Load Testing)是指在樁頂部逐級施加豎向壓力、豎向上拔力或水平推力,觀測樁頂部隨時間產生的沉降、上拔位移或水平位移,以確定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承載力的試驗方法。
1.7扁鏟側脹試驗
扁鏟側脹試驗(DMT:The Flate Dilatometer Test)是利用靜力或錘擊動力將一扁平鏟行測頭貫入土中,達到預定深度后,利用氣壓使扁鏟測頭上的鋼膜片向外膨脹,分別測得膜片中心向外膨脹不同距離時的氣壓值,進而獲得地基土參數的一種原位測試。
1.8應力鏟試驗
應力鏟試驗(SST:Stress Shovel Test)主要是利用應力鏟測試飽和土的靜止側壓力系數,現場快速測定土的垂直貫入阻力和水平總應力及孔隙水壓力,從而得到土的水平有效應力和靜止側壓力系數K0值以及固結系數Ch值。
1.9現場直剪試驗
一般直剪試驗是用環刀切出厚20mm的圓形土餅,將土餅推入剪切盒內,分別在不同的垂直壓力P下,施加水平剪力進行剪切,使試樣在上下剪切盒之間的水平面上發生剪切至破壞,求解破壞時的剪切應力τ,根據庫倫定律確定土的抗剪強度參數:內摩擦角φ和粘聚力C。對于現場直剪試驗,現場直剪試樣的受剪面積比室內試驗大得多(一般巖體,試體為70cm×70cm×70cm;對完整堅硬巖石,試體為50cm×50cm×50cm;試體受壓剪切面積大約2500cm2),且又是在現場直接進行試驗的,因此較室內試驗更符合天然狀態,得出的結果更加符合實際工程的基數要求。
1.10巖體原位應力測試
巖體原位應力測試就是在不改變巖體原始應力條件的情況下,在巖體的原始位置進行應力量測的方法,巖石應力測試適用于無水、完整或較完整的均質巖體,可采用孔壁、孔底和表面應力測試。
1.11巖土波速測試
波速測試適用于測定各類巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速,可根據任務要求,采用單孔法、跨孔法或面波法。利用鐵球水平撞擊木板,使板與地面之間發生運動,產生豐富的剪切波,從而在鉆孔內不同高度處分別接收通過土層向下傳播的剪切波。因為這種豎向傳播的路徑接近于天然地層由基巖豎直向上傳播的情況,因此對地層反應分析較為有用。
2、各種原位測試成果的應用
2.1靜力觸探技術在巖土工程中的應用在于:對地基土進行力學分層并判別土的類型;確定地基土的參數(強度、模量、狀態、應力歷史);砂土液化可能性;淺基承載力;單樁豎向承載力等。
2.2工程中常利用動力觸探進行力學分層,評定土的均勻性和物理性質(狀態、密實度)、土的強度、變形參數、地基承載力、單樁承載力,查明土洞、滑動面、軟硬土層界面,檢測地基處理效果等。
2.3一般來說,標準貫入試驗應用對象偏重于松散介質,主要應用于劃分風化巖與殘積土的界限:這方面的資料目前僅限于花崗巖地區,用N值(實測擊數)劃分殘積土、全風化巖、強風化巖的界限。
2.4十字板剪切試驗用于測定飽和軟粘土的抗剪強度和靈敏度、判斷地基加固效果和強度變化規律、測定地基或邊坡滑動位置、計算地基容許承載力。
2.5旁壓試驗主要應用于天然地基承載力的判斷,地基變形模量計算,樁的豎向承載力估算等。
2.6靜載試驗廣泛應用于地基基礎及橋梁、房屋結構的承載力檢測。
2.7扁鏟側脹試驗用于土層劃分與定名、不排水剪切強度、應力歷史、靜止土壓力系數、壓縮模量、固結系數等的原位測定。
2.8應力鏟試驗能精確劃分土層界面、土類定名,提供土的其他物理力學指標(包括某些動力學指標)。
2.9現場直剪試驗可測定試體抵抗剪切破壞的能力,為地下建筑物、巖質邊坡的穩定分析提供抗剪強度參數。
2.10巖體原位應力測試一般是先測出巖體的應變值,再根據應變與應力的關系計算出應力值鉆孔巖心法測求三向、雙向應力;用掏槽法測求巖體表面單向應力。準確的測定巖體的應力有助于預防遇到堅硬巖層中的巖爆現象和軟弱巖層中的流變現象,給工程施工帶來危害。
2.11巖土波速測試主要用于劃分場地類型、計算場地基本周期、提供地震反應分析所需的地基土動力參數、判別地基土液化可能性、評價地基處理效果
3、結論與建議
巖土工程原位測試技術是巖土工程的重要組成部分,巖土的工程性質、試驗成果和精度,會因其種類、狀態、試驗方法和技巧的不同而有較大的出入。工程實踐中,應根據地層、巖性、工程性質和所需成果來選擇合適的測試方法,這樣可以快速收集所需數據,有利于成果的有效應用,避免工程中帶來不必要的損失。所以,細微的了解各種原位測試方法,能給工程實踐帶來很大的便利,達到事半功倍的效果。
參考文獻
[1]吳興序.《巖土工程勘察技術》2005,(2)
[2](GB50021-2001)2009年版.《巖土工程勘察規范》
[3]TB10018-2003.《鐵路工程地質原位測試規程》
篇6
區域地質概況
自然地理及氣象線路位于埃塞俄比亞中部高原,西起亞的斯亞貝巴西南方向的Sebeta,向東經Akaki、Gelan、Dukem、BISHOFTU、Mojo、Adama、Welenchiti、Metehara、Awash、Asebot至Mieso,線路海拔從ADDIS的2300m逐漸下降到AWASH的860m再上升到MIESO的1480m。埃塞俄比亞境內多高原。雖地處熱帶,但由于緯度跨度和海拔高度差距較大,各地溫度冷熱不均。總的來說該國以熱帶草原氣候為主,部分地區為高原山地氣候,熱帶沙漠氣候。總體來說,氣候溫和,6至9月為雨季,10至次年5月為旱季,3至5月是埃塞俄比亞最熱的時期,最高會達到37℃的高溫;每年11月至次年1月是埃塞俄比亞最涼爽的時期,高原地帶甚至會出現0℃的低溫;7至8月則是降雨最多的季節。首都亞的斯亞貝巴(平均海拔2450m)等高原地區氣候涼爽,年平均溫度為15℃;每年2—5月為小雨季,6—9月為大雨季,10—1月為旱季,高原地區年平均降雨量為1000~1500mm,低地和谷地為250~500mm。河流水文沿線地表水主要為溝水、沼澤水、AKAKI河河水、AWASH河河水及BESEKA湖湖水,全線除了AWASH河及AKAKI河以外基本沒有常年有水的河流,但是當雨季到來時,沿線河水、溝水暴漲,經常淹沒附近農田村舍,在位于WELENCHITI附近段落,每年雨季都會引發平原洪水,公路主干道經常被淹。雨季時節一般對鐵路的勘察和施工都會造成很大影響,基本無法開展工作。地形地貌全線屬埃塞高原臺地、低山、淺丘地貌,地勢開闊,分段地形起伏不大,道路稀少、交通不便,地形較好,一般相對高差數十米。沿線從地貌上可分為高原臺地及淺丘區(起點~DK114+370)、低山及淺丘區(DK114+370~DK268+800)和淺丘區(DK268+800~終點)。高原臺地及淺丘區(起點~DK114+370)線位穿行于高原臺地與丘陵間,分段地形起伏不大,海拔高度在1500~2300m,相對高差近100m,由于季節性洪水常年累月的沖刷掏蝕,地表深切的干涸沖溝隨處可見,有的深達十幾米,Debrezeit附近(DK60~DK68)分布有沼澤和火山湖。低山及淺丘區(DK114+370~DK268+800)線位穿行于丘陵間,分段地形起伏不大,局部為低山河谷地貌,海拔為850~1650m,相對高差近100m,地表以濃密、帶尖刺的灌木叢為主,沿線破火山口、火山錐及孤立渾圓堆積的火山角礫分布廣泛。平原及淺丘區(DK268+800~終點)線路過Awash河之后,進入地形較為平坦的淺丘區,海拔為950~1500m,相對高差數十米,地表以濃密、帶尖刺的灌木叢為主,地形稍有起伏。地層巖性全線地層覆土以黑棉土、粉質黏土、松軟土及軟土為主,厚度變化較大,軟土一般不發育,黑棉土一般具中等~強膨脹性。下伏近代~現代(第三~第四系)玄武巖、火山熔巖、火山灰;玄武巖、凝灰巖等火成巖厚度變化較大,與黏土、火山灰、火山角礫交替產出。地震由于埃塞俄比亞國內沒有做詳細的地震專題研究,基礎地震動參數區劃資料相當匱乏,因此無法得出準確、權威及可靠的地震動峰值加速度、地震動反應譜特征周期等地震參數。此項專題工作的重要性和必要性在可研工作開展之前我們已經向業主書面提了出來,我們也已書面建議業主做全線的火山地震專題研究,用于抗震設計工作。
工程地質勘察方法
地質測繪工程地質測繪緊密結合工程設置,采用遠觀近察、由面到點、點面結合的工作方法,合理、有效地布置工程物探、勘探、測試工作,為線路方案比選、工程建設場地的工程地質評價和工程設計提供了真實、準確的地質資料。工程地質調繪包括下列內容:(1)地形、地貌形態的成因和發育特征及其與巖性、構造等地質因素的關系,劃分沿線地層單元;(2)地層層序、成因、時代、厚度、巖土名稱、膠結物,以及巖石破碎程度和深度等;(3)巖層產狀、接觸關系、節理、裂隙等的發育情況,斷裂和褶皺等的位置、走向、產狀等形態特征和力學性質,斷裂類型、活動程度及破碎帶范圍、富水情況,新構造運動的痕跡、特點;(4)通過含水地層巖性、富水(或儲水)構造、裂隙、水系和地下水埋深及井泉的調查,查明水文地質條件(補給、徑流、排泄條件、地下水類型、水位及變化幅度情況等);(5)大量抽取地下水引起的地面沉降、地下水水質的變化、地面塌陷、地裂縫等情況;(6)不良地質的性質、范圍及其發生、發展和分布規律,特殊巖土的類型、性質、分布范圍及危害程度等;(7)巖、土成分及其密實程度、含水情況、物理力學性質,膨脹土、軟土等的物理、化學性質,劃分巖土施工工程分級。工程物探全線主要為路基工程,隧道淺埋,適合物探。在物探基礎上,驗證性的控制鉆探,可以有效地查清巖土層結構,節省鉆探工作量。代表性的標貫和動探可以有效地取得覆土的力學指標,與取樣試驗較好地對照分析,合理選取設計參數。采用物探手段進行勘察,應遵循下列原則:(1)對全線重點地段,進行地震波法、電法測試,以劃分巖、土層。(2)對全線車站做土壤電阻率、控制性的大地導電率測試,以滿足牽引變電、牽引供電及接觸網等專業的設計需要。(3)在對重大橋梁工程,應做巖、土波速測試(含縱、橫波波速),結合室內巖塊測試資料,計算巖體完整性系數、劃分地基土類型、場地類別、巖層風化帶、隧道圍巖分級、彈性模量、泊松比,繪制Vp-H曲線。(4)如疑遇以下現象,可視情況選用物探作為勘察的輔助手段:地質層突變、不良地質(含軟弱地層)、區域斷裂、風化深槽等。考慮到本次物探工作范圍大,勘探深度大,地形地質條件復雜、異國工作各方面協調難度較大、工期短、工點多、任務重、交通不便、社會治安差等特點,通過對地震反射波法、地震折射波法、直流電法、交流電法、瑞雷面波法、磁法等眾多物探方法的比較,選擇了對縱、橫向分辨率均較高的對稱四極直流電測深法為主要勘探方法,配合垂向勘探深度較準確的地震折射波法為輔進行綜合勘探,以對稱四極直流電測深法確定覆蓋層底界面的起伏形態,用地震折射波法校正覆蓋層底界面的深度位置。勘探采用的勘探方法包括挖探與鉆探,在現有地質調繪的基礎上,按地質單元的復雜程度結合具體鐵路工程情況來綜合確定勘探方案。一般路基段,在工程物探的基礎上,合理布置挖探或鉆探。橋梁工程,地質條件簡單,構造不發育、地層穩定時,結合地形復雜程度及工程物探剖面,特大橋一般布置1~2個鉆孔,如大跨、主墩或地質復雜時可適當加密。埃塞俄比亞當地勘察力量有限,從目前了解的情況看,中國公司在當地有工程淺孔鉆機10~15臺,本地鉆機20~30臺。每個公司鉆機數量均較少,最多的一家僅13臺鉆機,一般只有2~6臺鉆機。且多數鉆機較為陳舊,在可研階段,充分利用了當地鉆機,效果一般;定測階段,投入了中鐵二院海運到埃塞的國內鉆機和熟練工人,效果良好。原位測試原位測試主要以標準貫入試驗、靜力觸探試驗和動力觸探試驗為主,以確定巖土層基本承載力為目的,視地層條件和工程需要,主要與鉆孔配合,在鉆孔內進行標準貫入試驗和動力觸探試驗。標準貫入試驗主要針對全線黏性土的塑性狀態及砂類土的密實程度,確定土層力學指標,僅在部分鉆孔中進行了。靜力觸探主要針對表層的黑棉土進行布置,用于確定黑棉土的力學指標。室內試驗埃塞俄比亞國內較大的土工試驗室僅3家,設備簡陋,只能做一部分常規試驗,且多為房建服務,采用操作規范不統一,因此,我們在埃塞俄比亞建立了自已的試驗室。
具體工點勘察實例
本實例以SEBETA車站(里程范圍DK0+000~DK1+800)工程地質勘察工作為例,其工程地質縱斷面(圖略)經過先前地質測繪,該車站地形平坦,無基巖,為查明覆土層分層、厚度及物理力學指標,需要運用綜合勘察手段。在未有任何勘探資料可利用之前,為了確定車站整個覆蓋土層的厚度,同時為了節約鉆探工作量、省工期,布置物探電阻率法及地震波法以查明土石分界線,由于在埃塞無可利用的各土層視電阻率及地震縱波速度經驗數據,采用了物探范圍內布置個別鉆探孔查明準確的土石分界線來對物探結果進行修正的方法,確保了物探資料的可靠性,且獲取了各土層視電阻率及地震縱波速度的可靠經驗參數:覆蓋層和基巖全風化層視電阻率極低,一般小于13Ω•m,地震縱波速度小于2000m/s;強風化至弱風化基巖視電阻率一般大于10Ω•m,地震縱波速度大于2000m/s。由于覆蓋土和基巖全風化層(呈土狀)電阻率及地震縱波速度差異極小,且其巖土工程特性接近,故將其作為一個物理綜合層(覆蓋層)進行勘探。以上物探方法所獲得的經驗數據,在其他工程勘察工作的運用如路塹挖方工程、橋梁工程中起到了很好的效果,節約了大量的鉆探工作量。為了場地土層分類的劃分,并獲取各土層的物理力學指標,輔助以適量的鉆探工作及原位測試工作。以鉆探工作中標貫試驗來獲取土層的塑性狀態、承載力等指標;以孔內取樣及室內試驗來獲取土層準確的密度、液塑限、含水率、自由膨脹率、孔隙比、有機質含量、凝聚力、內摩擦角、壓縮模量等物理力學指標;以靜力觸探試驗查明土層分層、承載力、壓縮模量等指標。最終綜合各方法得出的數據加以分析,提出可靠的工程勘察數據。最終該工點在無任何資料可利用的情況下,采取了地質調繪、物探、鉆探、靜探、標貫、取樣、室內試驗等綜合勘察方法,節約了以往國內鐵路勘察需要的大量鉆探量,節省了時間、人力、物力和財力,并且查明了各工程地質條件,提供了客觀可靠的工程勘察數據。
篇7
【關鍵字】軌道交通;勘察特點;質量控制
1 引 言
我國軌道交通工程勘察工作經過二十多年的快速發展,無論從勘察手段、測試設備、試驗儀器、計算機技術的應用還是技術人員知識的廣度和深度都有了很大的提高。但是由于軌道交通的特殊性(基坑開挖深度深、盾構穿越技術復雜等),給勘察工作帶來諸多的新課題,采用傳統的勘察方法和傳統的勘察手段已經很難滿足設計的要求,存在許多急需解決的巖土工程勘察技術問題。
寧波軌道交通1號線為東西向的基本骨干線,一期工程連接了寧波西部的工業園區,三江口商業中心,東部新城中心區。1號線一期工程起于寧波城區西部的高橋鎮,沿望春路與后塘河之間規劃的綠化帶以高架線向東南方向延伸,經蘆港、徐家漕,至望春路以東轉入地下到望春站。1號線一期工程線路全長約21.3km,設車站20座,其中:地下站15座,高架站5座。在線路的西端設石路頭停車場,東端的天童莊設車輛綜合基地,分兩個標段進行勘察。詳見圖1。
圖1寧波市軌道交通1號線走向示意圖
2軌道交通勘察工作特點
軌道交通線路敷設方式和施工方法的多樣性,導致工程基礎類型和結構形式的多樣性。軌道交通勘察兼有鐵路隧道、城市高層建筑、深基坑、水文地質勘察的特點:
(1)線路長、協調難度大
軌道交通線路長,第條線路一般都有幾十公里,基本沿既有道路敷設,跨越不同的行政區域,勘探施工前需要向不同的相關管理部門辦理施工許可手續。同時,軌道交通勘察是沒有征地的勘察,特別是地下盾構區間,政策協調涉及部門多,協調難度大。
(2)任務重、工期緊
軌道交通線路長,布置的勘探測試工作量多,詳勘提交的勘察成果報告數量較多。而為滿足工程進度的需要,初勘從設計提資到提交成果報告一般一個多月,詳勘約為4個月,且協調工作量大,勘察工期較為緊張。
(3)工程地質條件復雜
軌道交通勘察線路是線狀工程,涉及多個地貌單元和不同的水文地質、工程地質條件,工程地質條件復雜,技術難度較大。
(4)安全生產、文明施工要求高
軌道交通勘察大多在城市繁華區域進行,交通壓力大,涉及對電力、電信、煤氣、自來水、污水、雨水、交通信號等地下管線的保護,安全生產的壓力較大。
(5)施工過程中變更較多
由于勘察周期較長,受工程進度的影響,設計方案未完全穩定即向勘察專業開放,往往實施的勘察方案不能完全滿足最終設計方案,需要進行補充勘察。
(6)服務周期長
軌道交通勘察服務周期較長,需按工勘、初勘、詳勘及補勘不同階段實施,不同階段有不同的勘察要求。
3勘察監理及質量控制
寧波市軌道交通1號線一期巖土工程勘察監理工作,堅持“三控制、兩管理、一協調”的監理工作方法。技術標準執行地下鐵道、輕軌交通勘察等相關技術規范和《鐵路工程地質勘察監理規程》(TB/T10403-2004)規定,依據合同規定編制勘察監理《勘察監理規劃》、《監理實施細則》和經審定的各標段勘察大綱,分勘察階段、分勘察標段實施勘察監理及質量控制。
嚴格實行勘察監理制度,勘察監理對勘察工作全過程進行監督與檢查;總體、工點、咨詢、強審單位對勘察報告進行了嚴格審查,并組織專家對勘察成果進行評審。
3.1 質量的事前控制
監理進場后立即著手收集建設、設計單位所提供監理文件、資料,熟悉設計文件和總體勘察技術要求,并根據監理招標文件要求及時編制《勘察監理規劃》、《監理實施細則》,報建設單位審批后執行,用以指導施工。
3.2 質量的事中控制
1)按照國家、行業技術規范、《勘察大綱》和《監理實施細則》的勘察技術要求,采用巡視、檢查、核查、旁站等手段對整個勘察工作過程進行監理。
現場監理工作對工程的明挖車站、明挖區間和上部軟土及水上作業等重點部位的鉆探、靜力觸探進行抽查和必要的旁站監理;對鉆探取樣、孔內原位測試及重要部位的靜力觸探等關鍵工序進行旁站監督;對現場發現質量問題及時糾正,存在質量隱患的要求立即整改、問題嚴重的個別鉆機進行費孔處理。
2)鉆探終孔驗收
所有鉆孔終孔后現場監理工程師要進行現場驗收。鉆孔終孔后先由勘察單位自檢,自檢合格后填報《工程地質勘察鉆孔終孔質量驗收表》。現場監理首先對照《勘察綱要》檢查取樣和原位測試位置和數量,丈量鉆具核實終孔深度,確認達到技術要求后由現場監理工程師、勘察單位技術員、機長現場會簽,終孔驗收合格后方可進行封孔作業。
3)單項勘察項目的驗收
單項工程結束后應提交專門試驗報告,由總監組織現場監理、勘察單位和勘察施工單位技術負責人聯合驗收。
4)工程質量事故處理
根據勘察現場質量事故分級,對重大質量事故、一般質量事故和存在質量隱患的行使監理質量監督權,及時下達停工指令,并協助勘察單位積極制定事故處理措施。
5)組織現場工程例會
按照《勘察監理規劃》每周五下午2:30準時召開現場監理例會,各單位匯報工程進度和本周完成的勘察工作量,總監總結本周勘察監理情況及工程勘察質量動態情況,組織討論質量及工程勘察的其他事宜,解決施工遇到的各種問題,會后形成會議紀要。
3.3質量的事后控制
1)地調、地面物探、抽水試驗、靜力觸探等單項工程完成后,先經勘察單位自行檢查,自檢合格后填寫《勘察成果資料報審表》并附驗收報告或單項勘察成果報告,由總監理工程師組織監理、勘察單位的聯合檢查驗收,驗收合格后方可用于勘察報告。
2)勘察單位根據勘察進度安排,及時進行資料整理和勘察報告編制工作。勘察單位交總監理工程師復審通過后再印刷裝訂。
3)勘察報告完成后對建設單位、設計單位提出的勘察質量缺陷進行檢查和記錄,對勘察單位進行補充勘察的勘察質量進行驗收,檢驗合格后予以簽認。
4取得的成果
4.1建立了寧波市巖土分層體系
寧波市軌道交通工程1號線橫穿寧波平原,線路長、工程地質情況較復雜。以浙江省工程勘察院多年來對第四紀地層的研究結合“省標”進行地層劃分,根據成因時代和物理力學性質綜合分層,第四系地層一般劃分為10個工程地質層組,每個工程地質層再根據巖性不同分亞層。
4.2 編寫了軌道交通勘察系列工點報告
勘察報告對地基土、場地不良地質作用進行了分析與評價,提供了地基土物理力學指標供設計使用;各車站報告重點對深基坑進行了分析與評價,提供了一系列巖土設計參數,并對基坑支護方案、設計和施工中的有關問題提出了建議;各區間報告重點對盾構法隧道施工方案進行了分析與評價,提供了巖土設計參數,對盾構法施工產生的地面沉降進行了預測,對地鐵建設與周邊建筑物的相互影響及相應的防治措施提出了分析與建議;各工點勘察報告均通過了指揮部組織的專家組評審,與會專家組成員肯定了本次勘察所取得的成果。
4.3取得了凍結法專項勘察成果
通過專項勘察分析了寧波地區典型軟土在凍融條件下各種物理力學性能,為人工凍結法施工在寧波地鐵建設中應用提供必要的設計參數,為凍土墻解凍后計算結構穩定性及對周圍環境影響提供依據,進而保證工程施工的安全性、經濟性和環保性。
4.4推進了多項新技術新方法的應用
4.4.1 地溫測量
首次應用JTM-T400型溫度計測量寧波市軌道交通工程地表下25m以淺的土壤溫度,確定了各深度范圍內的地溫隨氣溫的變化規律。通過氣溫與地下各深度范圍內的地溫的對比,清楚反映了地下各深度范圍內的地溫變化規律,為軌道交通提供設計參數。
4.4.2基床系數K0儀室內試驗
基床系數現場測試在土體埋藏較深時或場地有水時,受到很大限制,實驗室三軸儀等方法對試驗技術要求很高,按壓縮試驗資料計算不可靠。K0固結儀上進行的室內試驗方法,避開了上述限制,可大量測試深部土體、水平方向的基床系數。
4.5制定相關管理程序及標準
為了使寧波市軌道交通勘察管理更科學更規范、安全文明施工及質量可控,我們在寧波市軌道交通1號線一期工程勘察過程中制定了一系列規章制度及要求,如:寧波市軌道交通工程勘察安全文明施工管理程序;寧波市軌道交通工程勘察施工圍擋標準;安全文明施工考核表等。
5 結 語
1號線一期工程勘察工作己圓滿地完成,安全生產、文明施工、組織管理和報告質量都達到了預期目標。勘察工作順利完成是建設、設計、監理和勘察等單位參與人員共同努力的結果。軌道交通1號線是寧波市軌道交通第一條線,可供借鑒的經驗較少,屬于學習入門階段,有些失誤和教訓。對1號線一期工程勘察工作進行總結,目的是為后續工程的實施提供依據和借鑒作用及技術支持。
參考文獻
[1] GB 50021--2001巖土工程勘察規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2001.
篇8
關鍵詞:巖土;工程勘察;問題;措施
Abstract: Rock and soil survey in the construction project is an important basic link, survey and quality will directly affect the construction quality, social and economic benefit and safety. At present, the geotechnical engineering investigation of still exists many problems, according to many years engaged in geotechnical engineering investigation and working practice, analyzes the common problems of geotechnical engineering investigation, and to improve the geotechnical engineering survey and measure undertook elaborating.
Key words: rock and soil engineering investigation; problems; measures;
中圖分類號;[P258] 文獻標識碼;A 文章編碼
一、巖土工程勘察的意義
工程質量是決定工程建設成敗的關鍵,質量的優劣,直接影響工程建成后的運用,而工程勘察階段的控制,則是整個工程質量監督的關鍵點。而工程勘察也變的主要起來。按其進行階段可分為:預可行性階段、工程可行性研究階段、初步設計階段、施工圖設計階段、補充勘察、施工勘察等。根據勘察對象的不同,可分為:水利水電工程(主要指水電站、水工構造物的勘察)、鐵路工程、公路工程、港口碼頭、大型橋梁及工業、民用建筑等。
通常所說的“巖土工程勘察”主要指工業、民用建筑工程的勘察,巖土工程勘察的內容主要有:工程地質調查和測繪、勘探及采取土試樣、原位測試、室內試驗、現場檢驗和檢測,最終根據以上幾種或全部手段,對場地工程地質條件進行定性或定量分析評價,編制滿足不同階段所需的成果報告文件。工程勘察的主要任務是按勘察階段的要求,正確反映工程地質條件,提出巖土工程評價,為設計、施工提供依據。
搞好工程勘察,特別是前期勘察,可以對建設場地做出詳細論證,保證工程的合理進行,促使工程取得最佳的經濟、社會與環境效益。需要對工程的勘察設計進行編制,編制可行性報告,負責編制可行性研究報告的單位,提供的數據資料應準確可靠,符合國家有關規定;各項計算應該科學合理;對項目的建設、生產和經營要進行風險分析,留有余地。真正做到科學地、獨立地、提高工程的可行性研究的深度和質量,才會對工程的質量有所保障。
二、巖土工程勘察常見的問題 1.勘察質量不高。目前許多勘察單位已實行企業化,由原來的行政撥款改為自負盈虧,勘察任務也由原來的上級下達改為單位自找。于是,有的勘察單位為了眼前利益,放松了對勘察質量的管理,造成勘察成果質量下降。主要表現有:第一,由于勘察工作量不足,為了能爭取任務,只好壓低預算價,但又要利潤,就減少工作量,該做的項目不做或者少做;其次,是鉆探、測試及取樣不符合規范要求,現場勘察時,為了搶速度,鉆探取樣不執行規范,往往是2~3m才提一次鉆,結果往往造成分層位置不準確,或漏掉一些特殊的地質現象,如薄的軟弱透鏡體,小裂隙等。此外取樣時,有的不用取樣器,而直接從巖芯管中取原狀土樣。更有甚的是個別單位原位測試時,現場只做少量幾個,其余的照此編造了事。
2.勘察點的設置和分布存在不合理因素。當前很多巖土工程勘察單位為了節約資金和時間,常常擅自改變制定好的勘察方案,這種做法使得很多巖土工程地質情況得不到充分的了解和勘察,進而給整個工程的施工埋下了嚴重的安全隱患,這種問題常常出現在那些巖土工程勘察市場競爭激烈的地區。 3.勘察綱要編制不完整。部分單位勘察綱要內容不完整,甚至未經審核審定就施工。也沒有勘探點平面布置圖。個別單位甚至無勘察綱要。責任人簽名或儀器編號填寫不全。如室內土工試驗、野外施工記錄、靜探試驗記錄缺責任者簽名及試驗日期,缺乏可追溯性,部分漏簽、部分自動記錄靜探數據無責任人簽名。不少單位對勘察原始資料的校審未真正落到實處少數單位原始資料歸檔制度不完善,有的原始資料缺失。 4.忽視生態環境的論證。一些勘察單位對巖土工程設計、施工論證不足,其結果是導致災難性后果。如建筑場地四面緊鄰高層建筑物或馬路,對于這種建筑場地,巖土工程勘察時,除了按高層建筑巖土工程勘察規定的一般要求進行外,還應重點論證工程施工及運營時對周圍環境的影響,但勘察報告中常常忽略這方面的工作,致使無法滿足巖土工程施工及設計的要求。基坑開挖時使用的很多技術手段很難取得預期效果,反而造成很大的經濟損失。
三、強化巖土工程勘察的措施 1.嚴格執行建設程序、規范市場行為、推行全程化監理科學的建設程序應當遵循“先勘察、后設計、再施工”的原則。不按原則辦事,必然會受到自然規律的懲罰。一方面必須仰仗政府主管部門按國家的法律、法規,對項目招投標和實施過程中的行為主體進行全面有效的監督管理,另一方面應積極推行工程監理全程化,采用事前、事中、事后控制相結合的方法,最大限度地避免不當行為的發生,保證勘察質量和投資效益最大化。
2.正確劃分建筑物的等級。在進行巖土工程勘察工作量布置前,首先要做的就是根據相應的等級分類標準,對項目的相應等級進行分類。比如說整個工程的勘察等級、地基復雜程度等級、抗震等級、工程重要性等級等。在巖土工程中,這些等級的劃分直接影響著勘察過程中工作量的布置,只有對各種等級進行充分的分類和確定,在進行工程工作量的布置時,才能夠真正實現安全、經濟、合理的目的。 3.嚴格市場準入、盡快實施注冊土木工程師制度,加強相關人員培訓經過近年勘察設計資質換證,對勘察設計單位進行了一定的清理整頓,對規范市場起到了一定的作用。但應該清醒地看到,我國的勘察資質門檻很低,尤其是打破行業壁壘后不同行業間的銜接過渡尚未完成,以高級工程師的數量來衡量技術水平不能如實反映勘察企業的技術實力。建議盡快實施注冊土木工程師制度,通過采用企業資質和個人執業資質雙重控制來規范勘察市場、促進勘察技術水平的提高。 4.加強勘察設計單位的質量認證,健全質量管理ISO9001∶2000質量管理體系確立了以過程模式作為標準的結構。勘察設計企業應通過有效應量管理體系的要求,運用過程方法,采用PDCA循環進行巖土工程勘察的實施和管理,持續改進。提高勘察設計的能力,增加顧客的滿意程度。 5.采用先進的巖土工程勘察技術。在巖土工程勘測中,為了避免勘探點布置的隨意性,可使用克里格法。在巖土工程分析評價中,為提高精確度,可使用多道瞬態面波勘探技術和高密度點法。巖土工程勘測中,為了準確確定地基承載力特征值,可使用回歸分析。巖土工程勘測資料的整理中,為了保證成果的正確性,應使用計算機進行處理。 四、結束語
綜上所述,巖土工程勘察技術以及地基設計技術都在不斷的進步,我們要加強理論學習,并重視規范、規程的學習,掌握最新的技術,提高我們的工作質量。應抓住當今建設領域快速發展的大好時機,認真研究新情況,不斷解決新問題,加強創新,探索勘察新技術,在實際工作中認真細致地開展工作,在實踐中注意積累經驗,不斷總結提高,從而推動我國勘察設計行業的向前發展。
參考文獻
[1]曹彥彬,對工程建設中巖土工程勘察問題的探討,大科技:科技天地,2011(9)
篇9
關鍵詞:高速鐵路路基工程質量控制研究應用
Abstract: this paper lanzhou-xinjiang railway subgrade construction experience of the second double from construction preparation, foundation treatment, subgrade filling preparation, filling construction and using of the compaction mechanical equipment, preloading and evaluation of the settlement and deformation the whole process is introduced high-speed railway roadbed construction quality control measures of research and application conditions.
Keywords: high speed railway roadbed project quality control research applications
中圖分類號:U416.1文獻標識碼:A文章編號:
一緒論
(一) 研究的背景
1 研究的意義
近年來高速鐵路以其高速度、高舒適性、高安全性、輸送能力大、正點率高等優點得到了迅猛的發展,大大緩解了鐵路交通運輸的壓力。而高速鐵路的路基工程以其造價低、施工周期短、耐久性高等優點在蘭新鐵路第二雙線建設中得到了大量的應用。但高速鐵路的施工技術標準之高對路基工程施工質量控制尤其是工后沉降控制提出了更高的要求,如何保證高速鐵路路基工程施工質量及沉降符合設計要求是目前亟待研究和解決的問題。
2 研究的目的
通過對高速鐵路路基整個施工過程的質量控制措施進行研究,為施工企業提供一種科學的控制方法,達到節省能源,降低工程成本,提高經濟效益,使高速鐵路路基工程施工質量得到有效控制,保持軌道持續穩定的高平順性,確保鐵路運營的快速和安全。
(二) 路基工程在新建蘭新鐵路二線(甘青段)中的應用
1 工程概況
新建蘭新鐵路第二雙線(甘青段)路基工程正線累計602.7 km,占正線總長度1065.8km的56.5%,路基土石方8840.65萬m3。其中張掖-紅柳河段路基工程所占比重最大,正線累計386.848 km,占正線總長度高達82.29%,路基土石方4580萬m3。該段線路經過河西走廊山前沖、洪積平原,工程地質特征主要為中、新生界斷陷盆地陸源碎沉積物,出露第三系、白堊系泥巖、砂巖及礫巖,表層廣布第四系,以黃土、卵礫石土松散沉積物為主。不良地質有砂質黃土層和中細砂層、粉質粘土層、粉土層和沖積砂層、泥巖風化層、軟土及松軟土、石膏土、鹽漬土。路基地基處理類型有強夯、重夯、換填、沖擊碾壓、水泥土擠密樁、碎石樁、CFG樁、樁板結構、堆載預壓等,同時采用埋設沉降觀測設施并進行沉降變形評估來嚴格控制路基變形和沉降,保證路基縱向剛度均勻性變化。
2工程特點
⑴ 路基工程所占比重高,土石方工程量巨大,地質條件及地基處理措施復雜;
⑵ 施工環境惡劣,沿線氣候極度干旱、缺水,多數處于荒漠戈壁無人區,大風天氣較多,蒸發量遠大于降水量。
⑶ 有效施工期短,氣候寒冷,晝夜溫差大,質量控制難度大。
二高速鐵路路基質量控制的難點
(一)路基設計標準高
高速鐵路是時速超過200km的鐵路,特點是具有高速度、高密度、高舒適性和高安全性,這就要求線下結構要具有高平順性和穩定性,對路基來說應具有足夠的強度、均勻的剛度和高度的穩定性。高速鐵路對路基的高要求決定了其較高的設計標準。一是體現在工后沉降要求高,對于無砟軌道路基來說工后沉降應不大于15mm,過渡段差異沉降則應嚴格控制在5mm之內;二是體現在填料要求高,地基處理措施加強。為了增加路基的強度和剛度從而減小變形,基床表層設計要求采用級配碎石填筑,基床底層采用A、B組填料或改良土填筑,基床底層以下填料設計為優先選用A、B組填料和C組塊石、碎石、礫石類填料,且基床底層填料最大粒徑不得大于60mm,基床以下路堤填料最大粒徑不得大于75mm。過渡段則采用級配碎石摻入水泥(摻量3%)填筑。三是體現在檢測項目多、壓實標準高,相對于一般鐵路路基來講,高速鐵路路基不僅檢測項目增加了動態變形模量EVD及靜態變形模量EV2等檢測項目,而且壓實標準非常高,其中基床表層壓實標準地基系數k30≥190Mpa/m,動態變形模量EVD≥55Mpa,壓實系數k≥0.97,基床以下路堤壓實標準地基系數對粗礫土k30≥130Mpa/m,壓實系數k≥0.92。四是重視沉降變形監測。對路基施工全過程進行變形監測,并依據觀測結果對工后沉降進行評估和預測,以此來確定是否可以進行軌道施工。
(二)路基質量控制難度大
1由于土體的復雜性,地基處理設計理論與實際差距較大,地基處理效果受施工裝備能力所限。
2路基填筑質量受材料不均勻性、工藝、天氣、氣候等影響大,使得路基施工質量難以保證。
3路基剛度小,技術標準高,沉降變形控制難度大。
4路基與剛性結構物之間的過渡段因施工條件差,是質量控制的薄弱環節,容易形成沉降差。
三路基施工質量控制措施
對于高速鐵路路基施工的高標準要求以及質量控制的難度來講,從施工前準備、地基處理、路基填筑到施工監測控制的每一個環節都是至關重要的,每一個環節都可能決定路基質量控制的成敗,下面就這幾個方面分別論述。
(一)施工前準備
1技術準備
⑴ 工程地質核查與補充勘察
對路基工程來講開工前的施工圖現場核對,尤其是對沿線地質情況的核查工作至關重要,切不可忽略了此項工作而盲目照圖施工。因路基工程的沉降變形絕大部分是發生在路基基底的,若路基基底地質條件較差并與設計情況不符,且沒有被探明和采取相應的加固措施,必然會造成路基產生大的變形和留下質量隱患。因此,開工前應對沿線地質情況進行詳細的核查或補充勘察,以查明路基基底的巖土結構及其物理力學性質,在取得可靠的地質資料基礎上進行設計和施工。
①核查方法
a、地基土類別核查:可通過在路基范圍內沿線路方向間隔一定距離開挖探坑核查,如軟弱土層埋深較深或地下水較豐富時可采用地質鉆孔取芯核查。
b、承載力核查:根據不同地質情況,可選用輕型動力觸探N10、重型動力觸探N63.5、標貫、靜力觸探四種原位測試方法。
②核查密度
一般采取沿線路中心方向間隔50m為一點進行核查,但由于路基橫向較寬,根據本工程實例地質情況在路基橫向上也存在一定程度的變化,為保證對地質情況較詳細和準確的掌握,避免路基在橫向上產生不均勻沉降,同時應在左右兩側路基坡腳內距線路中心一定距離各取一點來進行核查,在過渡段和地質復雜段應適當加密。
③核查與設計不符時的處置
當核查發現地基土類別或承載力與設計不符時,應會同建設、設計、施工、監理單位四方進行現場勘察并確定處理方案,及時消除質量隱患。
⑵加強協調、優化設計
路橋、路涵等過渡段因施工條件差、大型機械設備不便施工等原因是路基施工的薄弱環節,且過渡段差異沉降要求標準極高,所以過渡段的施工質量非常難控制。開工前應首先進行優化設計工作,涵洞密集地段可加強與地方協商,盡可能的擴孔合并或取消來減少涵洞等橫向結構物的數量以達到減少過渡段的數量;對于地基條件特別差、地下水位較高的要積極與設計單位溝通,必要時進行路改橋方案優化設計。
2填料及施工用水準備
⑴ 取土場確定及填料試驗
路基的主要材料為各種類別的土石,且工程數量巨大,所以路基施工前應首先確定數量和標準均能滿足路基填筑要求的取土場,并在取土場范圍內抽取一定數量的土樣進行填料試驗,如沒有合適的填料時應根據土源性質進行改良后填筑。
⑵ 水源及供水方案確定
為保證路基的壓實質量,需要向路基填料中補充一定數量的水分,以降低土顆粒之間的摩阻力而是土體達到緊密和板結的效果。因此施工用水應作為路基填筑一項必不可少的材料,尤其在極旱荒漠缺水地區路基填筑施工前應根據工程量的大小確定充足的水源及供水方案,并注意在含有鹽漬土等地段對水質須進行分析化驗,水中含鹽量不得超標。
3填筑工藝試驗與總結
在進行路基填筑之前一項比較重要的工作就是要根據工程土類性質、壓實機械條件,分別選擇一定長度在地質條件、斷面形式、填筑高度均具有代表性的地段進行填筑試驗施工,以確定與路基填筑、壓實、檢測有關的工藝參數,確定不同壓實機械、不同填料的施工最優含水率及控制范圍、適宜的松鋪厚度和壓實遍數、最佳的機械配套和施工組織等,以正確指導后續施工。
(二)地基處理
路基的沉降變形是質量控制的主要目標,路基的沉降變形主要由地基及本體的壓密變形、路基基床彈性及塑性變形構成。根據大量試驗數據表明:當填料及壓實度滿足要求時,路基本體壓密沉降僅占填土高度的0.1~0.5%,且完成的時間較快,一般自然沉降期或預壓期充足的在線路開通運營前基本完畢。所以工后沉降主要考慮是由地基沉降引起的沉降量。為了保證軟土及松軟土、石膏土、鹽漬土等不良地質地基處理滿足工后沉降的要求,針對不同地基土類別、分布、軟弱土層厚度、物理力學性質等地質資料綜合確定,本線路基特殊地基處理主要采用了挖除軟弱土換填AB組料、沖擊碾壓、重夯、強夯、水泥粉煤灰CFG樁、水泥土擠密樁等加固措施,下面主要介紹這幾種地基處理方式的質量控制要點。
1換填法
一般地表及0.5~1.5m深度的軟弱土層可采用挖除軟弱土換填A、B組料或清除表層種植土、松軟土、草皮、樹根等后采用重型碾壓處理。采用挖除換填施工時要注意控制換填的深度和寬度范圍應符合設計要求,并要核查軟弱土層厚度是否與設計文件一致,即在設計換填深度內是否被全部挖除;挖除軟弱土后的坑底應整平,坑壁按設計要求刷坡,并檢查地基條件是否滿足設計要求。當地基土為鹽漬土、石膏土、膨脹土等水穩定性差的土層,設計文件卻沒有要求完全被挖除換填掉時,應與設計單位聯系現場勘查確定,當不需要全部挖除時在地表處應做好封閉止水措施,回填A、B組料時坑壁處應加強碾壓,防止地表水下滲造成地基承載力下降而發生沉陷,同時在路堤底部應設置毛細水隔斷層,切斷地下水中鹽分的上升通道。
2沖擊碾壓
工藝簡介:沖擊碾壓是用機械拖動非圓形的沖擊輪快速滾動對地基進行沖擊碾壓。沖擊輪在運動過程中把高位的勢能和瞬時動能轉化為在低位時對地面的沖擊能,并以一定的行駛速度進行碾壓作業,產生強烈的沖擊波向深層傳播,具有地震的傳播特性。壓實機的高能量可對填料作深層壓實,可以降低土體的水滲透性,使沖擊面以下1~3 m以內或填料深層形成較好的強度和穩定性或有效降低工后沉降。質量控制措施主要如下:
⑴采用沖擊碾壓處理時要注意選擇的沖擊式壓路機的性能、型號及影響深度應滿足設計要求。
⑵嚴格控制沖碾路段地基土的含水率,沖擊碾壓前,首先檢測該段地基土的含水率,并控制在最優含水率附近時(誤差控制在±2%)進行沖擊碾壓。
⑶根據沖碾的工藝原理,沖碾施工時要控制使機械設備有足夠的工作面,使沖擊碾壓設備行駛過程中能達到相應的沖擊速度即沖擊能,沖擊速度一般不低于10~15km/h勻速行駛。
⑷沖碾順序 按“先兩邊、后中間”的次序,以輪跡搭接但不重疊鋪蓋整個路基底面為沖碾一遍,最終達到要求的總沖擊遍數,并以沖擊碾壓最后5遍的沉降量不得大于1厘米,碾壓面下1米深度范圍內的地基壓實系數及地基承載力滿足其處于路基相應部位的填料壓實標準為標準。
⑸沖擊碾壓過程中,如因輪跡過深影響壓實機的行進速度,須用推土機平整后再繼續沖碾,施工中若出現彈簧土情況,停止施工,待采取相應技術措施處理后方可施工。
⑹因本線大多處于極旱荒漠戈壁地區,地基土中含水量極低,所以在沖擊碾壓過程中路基表面揚塵較重,嚴重影響了沖碾的速度,導致沖擊能及檢測指標達不到設計要求。同時由于沖碾的沖擊和振動作用,導致地基表層土中的粗粒土下沉,細粒土上浮,上浮的細粒土厚度約30~50CM,形成了一個緩沖消能層,從而影響了底層地基的碾壓效果。控制措施是在沖碾施工前應對地基土增濕,在地基土含水率接近最優含水率時進行施工,施工過程中及時清除上浮的細粒土。
3 強夯施工
夯實機理:強夯是通過起吊設備將夯錘(重約10~25噸)吊到一定高度(10~25米)后自由下落,在極短時間內對土體施加一個巨大的沖擊能量,沖擊和振動形成壓縮波、剪切波和表面波等,從而使土的天然結構遭到一定的破壞,壓縮波使孔隙水壓力增加,使土粒錯位,剪切波和表面波使土粒受剪,土顆粒重新排列而使土變得密實,以達到加固地基的目的。強夯的夯擊能一般在1000KN•M以上,適用于深度為4~6m砂性土、非飽和粘性土與雜填土等軟弱土層地基加固。質量控制措施主要如下:
⑴采用強夯處理時要注意選擇夯擊設備的單擊夯擊能和影響深度應滿足設計要求(影響深度=系數×(錘重×落距)1/2,落距根據單擊夯擊能和錘重確定,即 錘重(kN)×落距(m )=單擊夯擊能(kN•m))
⑵夯擊數控制:夯擊遍數應按設計要求進行,點夯一般為8~15擊,同時應按現場試夯得到的夯擊次數和夯沉量關系曲線確定。并應同時滿足下列條件:最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm,夯坑周圍地面不應發生過大的隆起,不因夯坑過深而發生提錘困難。施工過程中嚴格按施工統計表記錄每個夯點的夯擊次數。夯擊過程中,當夯坑周圍地面發生過大的隆起時,應立即停夯,檢查和分析原因,此夯點的夯擊數不作為正常記錄,若發生夯坑過深,且提錘困難時,應立即停夯,檢查和分析原因并進行處理方可繼續施夯,此夯點也不作為正常記錄,當夯擊到最后二擊,測出的相對夯沉量不大于2 mm時且平均夯沉量不大于50mm,此夯點即完成。
⑶夯擊遍數間隔時間:具體間隔時間取決于土體中超孔隙水壓力的消散時間。凡是產生超孔隙水壓力、夯坑周圍產生較大隆起時,不能繼續夯擊,要等超孔隙水壓力大部分消散后,再夯擊下一遍。一般黃土夯擊間隔時間不少于7天,對粘性土地基夯擊間隔時間不少于3-4周,砂類、碎石類等滲水性較好的土層間隔時間可稍短,具體間隔時間應根據工藝性試夯確定。
⑷夯點布置及夯擊路線:夯點布置及夯擊路線應符合設計要求,各夯點應準確放線定位,當設計對夯擊路線無規定時,應使相鄰軸線的夯擊間隔時間盡量拉長,特別是當土中的含水率較高時。
⑸夯擊過程中應嚴格檢查偏位、傾斜,當夯坑偏位大于5cm或傾斜大于30°時,應立即糾偏和填平夯坑,確保夯擊能均勻的向地基深層傳遞。
⑹注意事項:夯擊前應將地基整平,并將處理范圍內的樹根及垃圾徹底清除干凈,同時做好地面臨時排水系統,避免雨天積水影響夯實質量;土的含水量對夯實質量影響很大,土的含水量宜低于塑限含水量1-3%或液限含水量的0.6倍。在擬夯實的土層內,當土的天然含水量低于10%時,應對其增濕至接近最優含水量;當土的天然含水量大于塑限含水量3%以上時,應晾干降低其含水量,并增加每遍夯擊間隔時間。夯擊過程中由于沖擊和振動的作用會導致夯坑細粒土上浮產生彈簧效應,影響夯擊能的傳遞,施工過程中應及時清除細粒土,換填粗粒土或碎石,以保證夯擊能的有效傳遞。
⑺質量檢驗:檢驗項目主要有夯擊點布置、低能量滿夯搭接、地基承載力和有效加固深度等。地基承載力檢驗應采用原位測試和室內土工試驗,加固深度和質量可采用標準貫入、靜力觸探和平板載荷試驗等。檢驗時間應在施工結束7天后進行。
4CFG樁
⑴施工順序
CFG樁一般優先選用間隔跳打法,也可采用連打法。具體施工方法應通過現場試驗結果確定。
連打法易造成鄰樁被擠碎或縮頸,在粘土中易造成地面隆起;跳打法不易發生上述現象,但土層較硬時,在已打樁中間補打新樁,可能造成已打樁被振裂或振斷。在軟土中樁距較大時可采用隔樁跳打,但新施工樁與已打樁施工時間間隔應不少于7d;在飽和的松散粉土中,如樁距較小,不宜采用隔樁跳打;全長布樁時,應遵循由“一邊向另一邊”的原則。
⑵施工注意事項
沉管應注意保持樁管垂直并沉至設計深度;拔管時應在首次投料留振5~10s后再開始拔管,拔管速率要嚴格控制,應按工藝性試驗取得成功試樁的參數進行控制,一般1.2~1.5m/min較合適。拔管過快易造成局部縮頸或斷樁;拔管太慢則振動時間過長,會使樁頂浮漿增厚,易使混合料離析,對淤泥質土,拔管速率可適當放慢。沉管拔出地面,確認成樁符合設計要求后,用濕粘土封頂。
沉管過程中樁長的控制:當實際地質情況與設計地質資料基本一致時,一般達到設計要求的樁長并進入持力層0.5~1.0m即可停止沉管;當設計地質情況與設計地質資料不符時,應謹慎施工:如沉管已達到設計樁長后,樁端土仍很軟弱,沉管進尺較快或電機電流較小時,應繼續沉管直至進入持力層;如沉管尚未達到設計樁長卻因地層含有膠結層或較硬土夾層時,不要輕率的誤認為已到達持力層而停止沉管,這時應進行地質補勘核對,如確已到達持力層則可聯系設計、監理單位進行終孔;如是遇到了薄弱夾層則應穿過夾層繼續沉管直至設計樁長或持力層。
⑶質量控制措施
正式施工前,應根據不同地質情況、不同沉管或成孔機械設備應分別做不少于2根以上的試樁,并可以采用開挖樁周土檢查樁身混凝土密實度、有否縮頸、斷樁、垂直度和強度等,根據發現的問題及時修訂施工工藝。
有關樁間距、布置形式、直徑、數量樁頂標高等應復合設計文件的要求,樁長控制如前述。樁頭質量控制應按設計要求超灌不小于50cm,一般樁頂混凝土密實度差,可采取樁頂以下2.5m內進行振動搗固的措施。清土和截樁應采用小型機械設備,并應采用切割設備切割樁頭,不得用大型機械破樁頭或采用大錘等工具硬砸樁頭,防止造成淺層斷樁。
承載力檢測:成樁后28d應進行樁身質量完整性、單樁承載力、復合地基承載力檢測。檢測樁身質量完整性可采用低應變法。
(三) 路基填筑
1填料控制
⑴填料類別:基床表層采用級配碎石,基床底層采用A、B組填料或改良土填筑,基床底層以下填料設計為優先選用A、B組填料和C組塊石、碎石、礫石類填料,當采用C組細粒土填料時,應根據土源性質進行改良后填筑。填筑前應在取土場及填筑現場分別進行抽樣檢驗。
⑵填料粒徑:基床以下路堤填料粒徑不得大于75mm,因受檢測儀器K30、EV2、EVD均只適用于粒徑不大于承載板直徑(300mm)1/4的填料即最大粒徑不大于75mm;基床底層填料粒徑不得大于60mm,同時因為通過填筑工藝試驗發現當填料粒徑大于60mm時容易出現離析、集料窩現象,當填料粒徑小于60mm時各種檢測指標最佳,當天然填料粒徑不滿足要求時應進行過篩處理。
⑶填料含水率
填料最優含水率應根據室內標準擊實試驗確定,施工過程中實際含水率應控制在最優含水率附近的一定范圍。當天然土的含水率過高時應進行翻曬降至允許范圍,當天然土的含水率過低時應進行增濕。蘭新二線所經地區大多為極旱荒漠地區,土體的天然含水率幾乎為零,因此路基填筑施工前必須對填料進行增濕。增濕優先采用在取土場挖溝灌水悶料并輔以現場少量灑水補水(是否需要現場灑水補水應根據現場含水率檢測結果確定)的方法。通過試驗表明此種方法控制填料含水率具有節水和含水率較均勻、易控制、填筑效率高等優點。而如果單純采用現場灑水的方法則含水率不易控制均勻,往往是表層過高,填土的下部卻又偏低,同時又需要消耗一定時間的滲透,表層含水率過高時又需要適當晾曬,則大大降低了填筑效率,質量又不易控制。
2 分層填筑
⑴施工組織
路基填筑按照“三階段、四區段、八流程”的施工工藝組織施工。每個區段的長度應根據使用機械的能力、數量、氣候等因素綜合確定。因本線處于極旱荒漠地區,為減少水份蒸發,采用短循環流水作業,當天必須完成填、平、壓作業,每個區段長約200-300米,或以長度相當的構造物為界。各區段或流程內嚴禁幾種作業交叉進行,當原地面高低不平時,應先從最低處分層填筑。為保證路基邊坡壓實度,路基邊坡兩側超填寬度不宜小于50cm,竣工時刷坡整平。
⑵分層攤鋪、整平
采用碎石類土和礫石類土填筑時,分層的最大壓實厚度不應大于40cm;采用砂類土和改良細粒土填筑時,分層的最大壓實厚度不應大于30cm。化學改良土混合料應全斷面均勻攤鋪,不得出現縱向接縫,不宜中斷。當因故中斷超過2h時,應設置橫向施工縫,橫向接縫應采用搭接施工。各種填料分層填筑的最小分層厚度不宜小于10cm。填料攤鋪應使用推土機進行初平,再用平地機進行平整,填層面應無顯著的局部凹凸,并應做成向兩側橫向排水坡。
⑶壓實控制
①壓實順序
應按先兩側后中間,先靜壓后弱振、再強振最后靜壓的操作程序進行碾壓。各區段交接處,應互相重疊壓實,縱向搭接長度不應小于2m,沿線路縱向行與行之間壓實重疊不應小于40cm,上下兩層填筑接頭應錯開不小于3m。
②壓實控制
壓實控制是路基填筑最關鍵的一道工序,直接決定了路基的填筑質量和效果。壓實控制的關鍵主要是填層厚度、填料含水率及壓實遍數。蘭新二線路基工程量非常巨大,因此對本線路基施工來說擁有一套先進的技術手段來提升管理的現代化水平尤為重要。為此本線在必須進行的一些常規檢測項目基礎上,又普遍采用了較為先進的智能壓實控制系統,即在壓路機上加裝了智能壓實車載系統,用于指導路基填筑施工。該套系統原理是通過加裝在壓路機振動輪上的壓實傳感器實時將壓實數據傳輸給安裝在駕駛室里的顯示控制器,使操作手能夠實時知道當前壓路機所處的三維位置、壓實度、碾壓遍數、壓實厚度、薄弱區域等信息。優點是通過安裝該系統能夠實時的顯示整個碾壓作業面的壓實狀況,實現了面試覆蓋的檢測,壓路機司機可通過顯示器了解到哪里是薄弱區域并進行有針對性的補壓,避免了因常規的點式檢測而容易造成漏壓、欠壓或過壓現象的發生。管理人員可以通過壓路機車載系統機打小票了解到分層厚度、碾壓遍數與壓實度相關的cmv值等數據,避免了壓路機司機及施工隊的偷工減料行為,有效的保證了路基的壓實質量,提高了工作效率,同時也方便了施工的管理。
3過渡段施工
過渡段是從路基本體到橋涵構筑物過渡的關鍵環節,是控制路基與結構物之間差異沉降的重要手段,也是保證軌道處于高平順性中最薄弱的環節,主要原因是由于路橋、路涵、路隧等不同結構物之間存在剛度變化和沉降差異。
⑴ 過渡段地基處理
過渡段地基處理應與橋臺或涵洞及相鄰的路基同時進行,并注意與構筑物銜接處不得有漏做情況。以往曾有因橋臺里程調整或因橋臺施工時臺后堆放一些建筑材料導致地基處理少做漏做的情況。地基處理前后應做好地表水疏排措施,防止被水浸泡而降低承載力并發生較大的變形。另外對于橋臺或涵洞的基坑在回填時應注意將積水、淤泥、松軟土及一些施工垃圾等清除徹底,并按設計要求采用的材料規范回填,防止基坑回填沉降造成過渡段產生較大的沉降變形。
⑵ 填筑順序
為保證過渡段填筑質量,原則上過渡段應與相鄰路堤按水平分層同時填筑。但由于橋臺或涵洞等構筑物相對于路基施工進度的滯后,過渡段往往都是在相鄰路基及橋臺等構筑物等施工完畢后才施工。為保證路基施工進度,不能同時施工的困難地段,可采取在橋臺后預留一定長度的路堤填筑段并規范做出臺階,待過渡段施工條件成熟后與過渡段一起施工。
⑶ 材料選用
為了提高過渡段的剛度,實現橋臺結構物到路基剛度的均勻過度和盡量減小過渡段本身的壓縮變形,過渡段填料采用了級配碎石摻3%的水泥,過渡段頂部基床表層采用級配碎石摻5%的水泥,同時過渡段采用的級配碎石材料標準應滿足規格、材質和級配的有關規定。
⑷ 壓實控制
在用大型壓實機械能施工的地方,宜用加裝智能壓實系統的大型振動壓路機施工,在靠近橋臺、涵洞及端翼墻等建筑物部位附近采用小型振動壓實機具碾壓,填料每層的松鋪厚度不宜大于20cm,碾壓遍數應通過工藝試驗確定。
⑸過渡段級配碎石填料拌制完畢后宜在2小時內運至現場并攤鋪、碾壓完畢,最長時間不得超過4小時。如運輸距離較長,混合料應采取覆蓋措施,避免水分損失過多。填筑完畢或施工間歇時間過長時應采取灑水覆蓋等養護措施。
(四) 堆載預壓
堆載預壓是加速路基鋪軌前的沉降和減小鋪軌后沉降的一項重要措施,是高填及軟基路基施工中的不可或缺的一道重要工序。堆載預壓控制要點:一是預壓土的寬度、高度、容重(≮18KN/m3)等須符合設計要求,以保證堆載預壓土方的穩定性和加載重量。二是預壓的時間應符合設計要求,一般在路基完成或施加預壓荷載后要有6~12 個月的觀測和調整期,并應經沉降變形趨勢穩定、變形評估通過后方可卸除,蘭新二線路基的預壓期最短也均達到了12個月以上。但往往由于建設工期調整等因素,有其他個別鐵路建設項目取消了堆載預壓措施或預壓期不符合設計要求、沉降變形沒有穩定即卸除了預壓土開始無砟軌道施工,這將可能導致沉降變形繼續發展,甚至可能影響后期軌道的平順性和運營安全,在經濟方面也會造成不可挽回的損失。所以堆載預壓的時間不可隨意壓縮,務必要保證。
(五)沉降變形觀測與分析評估
由于受軌道扣件調整能力限制(15mm可調高量),無砟軌道對路基沉降尤其是不均勻沉降的要求相當嚴格。工后沉降或不均勻沉降過大是導致路基鋪設無砟軌道失敗的主要原因。由于設計沉降量計算難以精確,施工過程影響因素較多,為確保把工后沉降控制在設計允許范圍,必須進行系統的沉降變形觀測與分析評估。
1沉降變形觀測
⑴觀測基本要求
沉降變形觀測主要分三個階段進行:分別是路基填筑階段、填筑完畢自然沉降或預壓階段、鋪軌以后及運營階段。水準網的觀測按照國家二等水準施測,對線下工程變形點的觀測采用閉合或附合水準路線。觀測斷面設置按照設計文件要求進行,一般地段為50m設一觀測斷面,重點地段必要時可加密觀測斷面。每個斷面設置的觀測點為4個,即1個基底沉降板、左中右3個路基面觀測樁(預壓階段設臨時沉降板),對軟土、松軟土地基還需設2個坡腳側向位移觀測樁。個別設計有要求的還要設置剖面沉降管或單點沉降計等。為確保觀測精度,觀測中實行“五固定”原則,即“固定水準基點、工作基點、固定人、固定測量儀器、固定監測環境條件、固定測量路線和方法”,以提高觀測數據的準確性。
⑵控制要點
①沉降觀測點的埋設:從路基開始施工直至鋪軌試運營的整個過程均需要加強對沉降觀測點加以保護。如沉降觀測點遭到破壞或碰撞,或沉降板接管不牢、傾斜、PVC套管內灌砂等,測得的數據將不能代表路基的真實沉降,就會給路基沉降變形造成一種假象,從而影響沉降評估與預測的準確性。另外基底沉降板四周1~1.5m范圍因大型壓實機械不便操作,是路基的薄弱部位,須采用小型夯實設備加強夯實。
②觀測要求:嚴格按水準測量規范的要求施測,參與觀測的人員必須經過培訓才能上崗,并固定觀測人員;觀測儀器精度等級、觀測頻次應符合要求;測段觀測完成后,必須及時整理和檢核計算、分析觀測數據,當測量中誤差超限或出現異常數據不能分析出原因時應及時進行重測。
③數據要真實可靠:因沉降觀測工作量相對較大,工作較辛苦,因此曾有個別單位觀測人員編造數據的情況。為保證觀測數據的真實可靠,觀測單位要配置足夠數量的觀測小組,一般每個觀測小組任務量應控制在5km之內,同時監理單位或沉降變形評估單位要開展平行觀測。
④觀測時間:路基填筑完成或施加預壓荷載后應有不少于6個月的觀測和調整期。觀測數據不足以評估或工后沉降評估不能滿足設計要求時,應延長觀測時間或采取必要的加速或控制沉降的措施。
2沉降變形評估
無砟軌道鋪設前,應對線下工程沉降作系統評估,確認工后沉降和變形符合設計要求。評估常用的有規范雙曲線、修正雙曲線、固結度對數配合法(三點法)、指數曲線法、遺傳算法雙曲線法、Verhulst法、Asaoka法、灰色系統GM (1, 1)算法等8種方法對實際觀測的數據進行回歸分析,來判定沉降變形的趨勢,預測最終的工后沉降量,并以此為依據來確認是否符合無砟軌道鋪設的條件。當通過沉降觀測及評估,發現沉降趨勢與理論推算相差較大時,可采用超載預壓的措施加快沉降;或在基床頂面采用樁板結構,并對基底進行注漿處理,作為控制沉降的預備措施。
四結束語
高速鐵路路基工程質量的好壞直接關系到路基工后的沉降,關系到無砟軌道的平順性及運營的安全性、舒適性。通過本線路基施工經驗總結得出,高速鐵路路基施工從施工準備、地基處理、路基填料制備、填筑施工及采用的壓實機械設備到堆載預壓及沉降變形評估等整個過程都是至關重要的,每個環節都是路基質量控制成敗的關鍵。在施工中如能夠按部就班、科學有序組織施工,抓住控制要點,及時發現問題、總結經驗,通過行之有效的質量管理措施,路基的施工質量及工后沉降變形是完全可控的。
參考文獻:
1. 《高速鐵路路基工程施工技術指南》