客运专线路基施工技术讲稿ppt课件 87页

客运专线路基施工技术n提纲客运专线工程概述客专路基施工方法工后沉降观测与动态设计工期安排质量保证措施n客运专线工程概述客专路基结构与特点客专路基施工内容客专路基施工要求客专路基质量标准客专路基施工重点与难点n路基结构客运专线正线区间直线地段路基面宽度13.8m。正线路基基床厚度为3.0m。客专路基结构与特点n路基标准横断面形式n客专路基结构与特点路基设计技术参数对比序号项目名称客运专线（350km/h)客运专线（200km/h)Ⅰ级铁路（重载）1路基宽度路堤13.8m12.9m11.6m2路堑13.8m12.9m11.2m3路基基床表层厚度0.7m0.6m0.6m4底层厚度2.3m1.9m1.9m客专路基结构n客专路基结构与特点客专路基结构路基填料、压实标准对照序号项目名称客运专线Ⅰ级铁路（重载）1填料基床表层必须使用级配碎石或级配砂砾石可使用A、B组填料，有条件地使用C组填料2底层采用A、B组填料或改良土可使用A、B、C组填料，有条件地使用D组填料3路堤下部可采用A、B、C组改良土可采用A、B、C、D组填料4压实标准基床表层细粒土不使用K30≥90、K＜0.915粗粒土K30≥190、Evd≥55、ｎ＜18%K30≥120、Dｒ＜0.756基床底层细粒土K30≥110、K＜0.95K30≥80、K＜0.897粗粒土K30≥130、ｎ＜28%K30≥100、Dｒ＜0.708路堤下部细粒土K30≥90、K＜0.90K30≥70、K＜0.869粗粒土K30≥110、ｎ＜31%K30≥80、Dｒ＜0.65n客专路基结构与特点客专路基结构序号项目名称客运专线Ⅰ级铁路（重载）1沉降控制标准工后沉降≯5cm，年沉降率＜2cm；过渡段工后沉降≯3cm沉降比控制（C＝0.005～0.025）2过渡段20m范围内基床表层的级配碎石内掺入3～5%的水泥，表层以下以级配碎石分层填筑,填筑压实标准应满足K30≥150MPa/m、Evd≥50MPa和孔隙率n＜28%。末设过渡段过渡段和沉降控制n客专路基结构与特点设计理念新结构标准高工后沉降和沉降率需严格控制填料标准高路堤施工的工期长路基特点n设计理念新为保证轨道具有持久的平顺性，路基结构设计首次采用了变形和强度结合控制的原则。目的为轨道提供一个强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定、顶面平顺的弹性基础。n路基基床由表层和底层组成,表层厚度为0.7m，底层厚度为2.3m，总厚度为3.0m。其中：基床表层由5～10cm厚的沥青混凝土防水层和65～60cm厚的级配碎石或级配砂砾石组成；基床底层填筑A、B组填料。路基与桥台及横向结构物间均设置过渡段，以满足轨道平顺性要求。结构标准高n工后沉降和沉降率控制严线别一般地段（含软土路基）工后沉降（cm）年沉降速率（cm）过渡段工后沉降（cm）客运专线(350km/h)523客运专线(200km/h)1548工后沉降对照表n填料标准高基床表层所采用的级配碎石或级配砂砾石等材料;基床底层采用的A、B组填料均有严格的材质、粒径和级配要求，为保证达到设计标准，设级配碎石拌合站或填料改良场，对填料进行集中拌合或改良。n路堤施工的工期长根据国外及国内秦沈客运专线、京沪高速铁路昆山试验段的施工经验，良好地基的有碴轨道路堤填筑后一般放置1个月以上，地基不良地段路堤放置6个月以上；黏土地基上的路堤支承板式轨道时放置6个月以上，其他地基放置3个月以上；同时，要预先进行详细地质地基勘察，进行必要的沉降观测，并测算沉降稳定时间，以保证予压时间，达到稳定时间和沉降要求。n客专路基施工内容地基处理及加固基床底层以下路堤、基床底层及改良土基床表层(含沥青混凝土保护层施工)过渡段施工路堑施工电气化立柱基础及电缆槽路基防护及排水路基工后沉降观测与动态设计n客专路基施工要求地基类型H≤0.7m0.7m＜H≤3.0mH＞3.0m粘性土水位距地表＞0.5m基床表层下换填不小于0.5m，渗水性填料K30≥130MPa/m挖除表层不小于0.5m，并回填整平碾压至K≥0.95按设计要求进行处理水位距地表≤0.5m换填不小于0.5m渗水性填料。并整平碾压，K30≥130MPa/m。砂类土K30≥130MPa/mK30≥130MPa/m砾石、碎石类土K30≥150MPa/mK30≥150MPa/m岩石按风化情况，视其风化程度分别按上述要求进行处理。坚硬岩石基底范围无大面积凹面不做处理，直接在其上填土；如有较大面积凹面，按设计要求处理。路堤基底处理n过渡段1.过渡段采用正梯形。2.过渡段基底处理过程中及处理后要严格按照设计要求作好地面排水，特别是软土、松软土和膨胀土地基地段，确保降水及地表径流对施工质量无不利影响。3.过渡段基底范围及其两侧的排水、防渗和地下水的拦截、引排要符合设计要求。地下水的出露位置和处理前、后的出水情况要有记录。4.过渡段基底处理按设计要求与桥台、横向结构物、相邻路堤的基底同时进行，其处理后的地基条件要符合规定。5.路堤与路堑过渡段按设计顺原地面纵向开挖，开挖坡面的纵向坡度要符合设计要求。开挖台阶的高度控制在0.6m左右。客专路基施工要求n填料要求序号部位填料要求1基床表层级配碎石、级配砂砾石2基床底层A、B组填料及C组改良土3基床底层以下路基A、B组填料和C组块石、碎石、砾石类，对不符合要求的填料采取改良措施。填石路基中填料的粒径不得大于30cm，且不同尺寸的石碴填料要级配填筑。4过渡段级配碎石、级配砂砾石客专路基施工要求n电力信号基础及电缆槽基础按照现行《高速铁路电力牵引供电施工规范》及设计要求施工，在基床表层施作前进行。基础按设计要求位置、形状尺寸、深度施工，基坑施工时不得破坏路基及防护工程结构。基础基坑必须全部用混凝土浇筑；有渗水暗沟地段，需在基础浇筑并达到一定强度后再挖渗水暗沟。施工后，要保证基床表层底面4%的排水坡。接触网拉线基础与下锚支柱基础平面位置要符合设计要求，下锚拉线的下锚环方向要在支柱基础中心与拉线基础中心连线上。通信、信号电缆槽按设计要求位置、形状、尺寸与路基同步施工，采用专用机械施工，不破坏侧沟和侧沟平台、堑坡坡脚及路肩边坡。客专路基施工要求n客专路基质量标准序号项目压实标准检测频次和取样部位细粒土粗粒土碎石土1地基系数K30(MPa/m)≥90≥110≥130每填高约0.9m，100m范围内检测4点，距路基边2m处左右各1点，中间2点。2孔隙率n（%）＜31＜31每层沿纵向每100m检测6点，距路基边1m处左右各2点，中间2点。3压实系数K≥0.90每层沿纵向每100m检测6点，距路基边1m处左右各2点，中间2点。基床以下路堤压实标准n基床底层压实标准项目压实标准检测频次和取样部位细粒土粗粒土碎石类土地基系数K30(MPa/m)≥110≥130≥150每填高约0.9m，100m范围内检4点，距路基边2m处左右各1点，中间2点。孔隙率n（%）－＜28＜28每层沿纵向每100m检测6点，距路基边1m处左右各2点，中间2点。压实系数K≥0.95－－每层沿纵向每100m检测6点，距路基边1m处左右各2点，中间2点。客专路基质量标准n基床表层级配碎石填层压实标准压实标准级配砂砾石级配碎石检测频次和取样部位地基系数K30(MPa/m)≥190≥190在表层顶面每100m检测4点，距路基边2m处左右各1点，中间2点。孔隙率n＜18%＜18%每层沿纵向每100m检测6点，距路基边1m处左右各2点，中间2点。动态变形模量有Evd（MPa）≥50≥50每层沿纵向每100m检测6点，距路基边1m处左右各2点，中间2点。客专路基质量标准n客专路基质量标准压实标准级配碎石检测频次地基系数K30（MPa/m）≥150每填高90cm检测2点，距路基两侧填筑级配碎石边线2m处1点，中间1点孔隙率n＜28%每层检测3点，距路基两侧填筑级配碎石边线1m处左、右各1点，中间1点。动态变形模量Evd（MPa）≥50每填高30cm检测3点，其中靠近桥台或构筑物边缘处1点，其它2点。过渡段基床表层以下路基填筑压实标准n客专路基施工重点与难点软土及松软土地基底加固过渡段路基施工及沉降控制路基工后沉降的控制n软土及松软土地基底加固施工前应熟悉有关施工图、工程地质报告、土工试验报告和收集地下管线、构造物等资料；并结合工程情况，了解本地区地基处理经验和类似工程的施工情况。工程材料必须按有关标准进行质量检测，合格材料方可用于工程。所有运至工地的材料必须分类堆放，妥善保管。地基处理施工前，设置永久性平面和高程控制基点，测定边界范围，开挖两侧排水沟，疏通排干地表积水，清除场内杂物、杂草。并按设计要求做好抽水、清淤、回填工作。施工前组织施工人员学习和掌握所承担工程地基处理的目的、原理、施工工艺、技术要求、质量标准及检测方法等。施工前核查地质资料，并进行地基处理的各项工艺性试验。客专路基施工重点与难点n客专路基施工重点与难点过渡段路基施工及沉降控制按照设计要求进行各种过渡段的处理,施工中用小型机具配合重型碾压设备进行边角的压实。按设计进行沉降观测,及时调整施工工艺.做好质量检测。n客专路基施工重点与难点路基工后沉降的控制详细勘察试验作好地基工后沉降的计算加强对地基处理的控制加强沉降观测，进行动态设计试验段指导施工适宜静置工期n客专路基施工方法基底施工基床底层以下路堤施工、基床底层及改良土施工基床表层施工过渡段施工电气化立柱基础及电缆槽施工路堑施工路基防护及排水n基底施工一般地基处理软土及松软土地基处理n一般地基处理路基补勘根据线路路基的不同地质情况，可选用轻型动力触探N10、重型动力触探N63.5、标贯、静力触探四种原位测试方法的一种。基底施工n一般地基处理对于高度大于3.0m且地面横坡不小于1:10的路堤，一般经预压后可直接填筑在天然地面上。如地基土不符合路堤地基条件的规定，则应采取适当处理措施，如换填渗水性材料、级配碎石或级配砂砾石等。对于高度小于3.0m的路堤，为了保证基床质量，在基床厚度范围内要求无软弱土夹层（即Ps＜1.5MPa或〔σ〕＜0.18MPa的土层），对承载力不能满足设计时，会同设计、监理进行现场勘察并进行变更处理。基底施工n在基床厚度范围内要求无软弱土夹层（即Ps＜1.5MPa或〔σ〕＜0.18MPa的土层）地基类型H≤0.7m0.7m＜H≤3.0mH＞3.0m粘性土水位距地表＞0.5m基床表层下换填不小于0.5m，渗水性填料挖除表层不小于0.5m，并回填整平碾压至K≥0.95按设计要求进行处理水位距地表≤0.5mK30≥130MPa/m换填不小于0.5m渗水性填料。并整平碾压，K30≥130MPa/m。砂类土K30≥130MPa/mK30≥130MPa/m砾石、碎石类土K30≥150MPa/mK30≥150MPa/m岩石按风化情况，视其风化程度分别按上述要求进行处理。坚硬岩石基底范围无大面积凹面不做处理，直接在其上填土；如有较大面积凹面，按设计要求处理。一般地基处理n主要有两类：排水固结法袋装砂井、塑料排水板等复合地基粉喷桩、水泥深层搅拌桩、旋喷桩、砂桩、碎石桩、强夯、CFG桩等。软土及松软土地基处理基底施工n方法适用范围袋装砂井、塑料排水板、堆载预压法等适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基水泥搅拌桩淤泥、淤泥质土、含水量较高、地基承载力不大于1.2MPa的粘性土、粉土等软土地基。常用地基处理方法与适用范围基底施工n方法适用范围CFG桩淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。能使天然地基承载力提高70%以上。强夯饱和软粘土。一般适合于3~6m底浅层处理。砂桩软粘性土。强夯法碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和底饱和度的粉土和粘性土。该法最大处理深度达40m。碎石桩松散的非饱和粘性土、杂填土、湿陷性黄土、疏松的砂性土。常用地基处理方法与适用范围基底施工n基床底层以下路堤施工基床底层以下路堤施工改良土施工（三七灰土）n基床底层以下路堤施工基床以下路堤填筑按“三阶段、四区段、八流程”的施工工艺组织施工，每个区段的长度根据使用机械的能力、数量确定，一般宜在200m以上或以构造物为界。各区段或流程内严禁几种作业交叉进行。路堤横断面全宽、纵向分层填筑。分层填筑厚度根据压实机械压实能力、填料种类和要求的压实密度，通过现场工艺试验确定。填料摊铺使用推土机进行初平，用平地机进行精平，填层面无显著的局部凹凸，并做成向两侧横向排水坡。采用18t以上振动压路机碾压，压实顺序按先两侧后中间，先静压，后弱振、再强振的操作程序进行碾压。n基床底层以下路堤施工示意图n基床底层基床底层施工工艺同基床底层以下路堤施工相同。n改良填料施工分为：路拌法和厂拌法。改良土施工n京沪高速试验工点路拌法施工改良土施工n京沪高速试验工点厂拌法施工改良土施工n改良土厂拌法施工示意图n基床表层施工基床级配碎石施工沥青混凝土摊铺n基床表层施工基床表层级配碎石施工基床表层级配碎石施工，级配碎石按设计选料，进行配比设计，集中加工生产；级配碎石搅拌采用山东产WDB300稳定土拌合站进行集中定点拌制，自动计量，电控加水；填筑宜按“四区段”“六流程”的施工工艺组织施工；采用ABG摊铺机分三层摊铺，人工清除集料窝，大型振动压实机械碾压。n基床表层施工基床表层级配碎石施工流程图n基床表层级配碎石施工示意图n沥青混凝土摊铺采用沥青混凝土摊铺机摊铺，自卸车配合送料。重型压路机碾压。基床表层施工n路堤与桥台过渡路堤与横向结构物（立交框构、箱涵等）过渡路堤与路堑过渡过渡段施工n台尾过渡段n路堤与横向结构物n路堤与路堑连接处n过渡段施工过渡段台背基坑采用C10混凝土回填。桥台和横向结构物混凝土（或砌体水泥砂浆）强度必须达到设计要求后才能进行过渡段填筑施工。过渡段施工前在涵洞侧墙或桥台背面用红油漆标出每层分界位置及沿线路方向长度，级配碎石摊铺时按照标示进行施工。过渡段级配碎石采用振动压路机碾压密实，涵洞翼墙及桥台耳墙等不能压到的部位采用“日本产TV80NK”及“英格索兰”小型碾压机具进行碾压并辅以人工夯实。过渡段两侧包裹层及锥坡填土与过渡段采用“平起法”同步施工。n电气化立柱基础及电缆槽施工电气化立柱基础及电缆槽施工客运专线路基内及路肩上电气化立柱基础及电缆槽与路基工程同步施工。电气化立柱基础由钻孔桩和钢桩基础组成，施工均要求采用机械施工方法，杜绝人工开挖方式，保证基础位置准确，道床整体性不被破坏，确保基础质量得到有效保证。电缆槽施工采用无齿锯切割，人工铺设预制块。n钻机就位电气化立柱基础钻孔桩施工n成孔n钢筋加工n预埋螺栓n立柱安装n路堑施工土质路堑开挖石质路堑开挖n土质与强风化路堑开挖序号路堑地势开挖方法施工机械1浅路堑平缓全断面纵向开挖挖掘机、装载机、自卸车2长度较短挖深较大较陡横向分台阶开挖挖掘机、装载机、自卸车3较长且深度较大起伏分层分台阶开挖挖掘机、装载机、自卸车4长度大、开挖深起伏纵横向分台阶结合挖掘机、装载机、自卸车n土质与软质岩路堑开挖施工工艺流程n硬质岩路堑开挖施工工艺流程n路基防护及排水路基防护工程主要有浆砌片石护坡、护面墙、骨架护坡、混凝土板护坡、铺设土工格栅、固土网垫、液压喷播植草等形式。防护工程施工前，提前加工面石和预制混凝土块，路堑防护工程紧跟土石方开挖之后，做到成型一段，防护一段，土质路堤的边坡防护在路基沉降稳定后进行。路基排水系统主要包括排水沟、渗水暗沟、侧沟、天沟、截水沟等形式。排水沟、测沟、天沟、截水沟均采用浆砌片石结构。施工方法、工艺与一般路基相同。n工后沉降工后沉降定义：路基竣工铺轨开始以后产生的沉降量。（基础设施铺轨开始时的沉降量与最终形成的沉降量之差）工后沉降的构成：路堤建成后发生的变形、沉降主要有三部分组成：1.路堤（主要是基床）在列车荷载作用下发生的变形；2.路堤本体在自重作用下的压密沉降；3.支承路基的地基压密沉降。工后沉降观测与动态设计n几种常用的沉降观测方法序号方法使用方法1观测桩用木桩和钢钎钉入土中，用水准仪抄平，即可测量地表面的沉降量。2沉降杯将盛水密闭容器置于土中，容器上接出进水管、排水管和排气管至填土以外。进水管外部与观测量杯相连。容器灌水以后，容器内部的水位与外部观测水杯的水位一致，则可通过观测量杯中的水位得到容器的沉降。3沉降板由底板和测杆、护套组成。底板为边长约50cm厚度3cm的钢筋混凝土板。测杆为直径40mm左右的钢管，第一段垂直固定于钢筋混凝土板的中央，随着填土高度的增加，分段以丝扣接长测杆。测杆外套接塑料管保护，以免测杆受外来扰动变形。4水压式剖面沉降仪利用静水压力推算沉降。当探头处于不同位置时，静水压力传感器所受到的静水压力是不同的，据此可得到不同位置的高程，从而得到沉降值。5水平测斜仪与水压式剖面沉降仪相似，水平测斜仪也由沉降管和二次测试仪器组成。不同的是水平测斜仪无需注水系统，其沉降管是特制的PVC管。通过重力加速度在敏感水平轴上的投影，可精确测量探头的倾角，再根据探头长度得到探头两端的高程差，从而得到沉降值。n观测桩法n沉降板法n沉降杯法n水压式剖面沉降仪法n水平测斜仪法n工后沉降观测与动态设计动态设计所谓动态设计就是对预先埋设的沉降观测设备按规定频率及精度进行观测，从而得到地基“填土—时间—沉降量”的变化曲线，通过对此曲线的分析推算，来调整、修改设计，并以调整后的设计去指导施工，再利用施工过程中反馈回来的信息再次重新调整、修改设计，并指导施工，如此循环往复，直至竣工的设计过程，从而达到有效控制工后沉降及沉降速率的目的。n路基动态设计方法软土路基动态设计过程及步骤为：根据勘察试验成果计算软土路基的总沉降和施工期间的沉降，确定堆载预压荷载及预压时间，以控制工后沉降符合规范要求。施工填土期间和堆载预压期间进行沉降观测，绘制“填土高度～沉降量～时间”曲线（附图）。根据现场“填土高度～沉降量～时间”曲线，推算出施工期间的沉降量和最终沉降量，并得到推算的工后沉降量，将实测推算结果与原设计计算值进行对比。推算的工后沉降量若小于15cm时，则按原设计施工。推算的工后沉降量若大于15cm时，则要采取动态调整设计的措施——延长堆载预压时间或加大预压荷载以满足规范要求。通过动态调整设计后的路基，继续进行沉降观测，使推算的工后沉降量小于15cm，以满足规范要求。n双曲线拟合法推算工后沉降测次t(d)S(mm)t/s∑00008t1=∑t=20218u1=∑(t/s)=9.68211120.5002350.6003590.556412101.200519101.900642301.400756331.679864351.829979411.92716t2=∑t=1055916u1=∑(t/s)=24.75591097432.25611109412.65912124403.10013140423.33314149443.38615172443.90916185444.205按下列步骤计算：拟合系数b=(u2-u1)/(t2-t1)=0.01770a=(u2-bt2)/n拟合方程式st=t/(a+bt)最终沉降量s∞=1/b=56.5mm竣工沉降量s1=st=196=46.3mm工后沉降量sr=s∞-s1=10.2mmsr＜15cm满足设计要求。说明：路基竣工期t=196d，n填土高度～沉降量～时间n工期安排施工准备：30天；地基加固：60天（无加固措施14天）；下部及基床底层（3.5ｍ＋1.9ｍ）：7天填筑一层，计18层，共126天；预留沉落：180天；基床表层：7天填筑一层，计3层，共21天；电气化立柱基础：区间60天，站场45天（非关键工序）；电缆槽：　　　　区间60天，站场45天（非关键工序）；路基防护及排水：120天（非关键工序）；道碴摊铺：60天（控制铺设道床）。总工期为477天n主要从以下几个方面进行控制：设置改良土、级配碎石、混凝土拌合站；达到路基填料标准的措施；达到路基压实标准的措施；达到路基工后沉降及不均匀沉降标准的措施；保证不因进行接触网支座等设施修建而损坏和危及路基稳固与安全的措施；现场监控措施。质量保证措施n改良土、级配碎石、混凝土拌合站改良土、级配碎石集中厂拌路基防护工程和附属工程所用的混凝土采用自动计量的拌合站供应n达到路基填料标准的措施成立配套的试验室，应用先进的检测试验设备；做好填料的物理、化学及抗蚀变性分析；勤检验，填筑前对填料取样检验；填筑时对运至现场的填料抽样检验；级配碎石的生产采用拌和站集中拌和。n达到路基压实标准的措施路堤填筑优先采用优质A、B组填料；严格控制填层厚度；选用大型先进的施工设备组织施工。n达到路基工后沉降及不均匀沉降标准的措施认真作好各种地基处理；把好路堤压实指标和均匀程度检测关；处理好路基各种过渡段；按照设计要求对路堤沉降和水平位的观测及时调整施工方案。n保证不因进行接触网支座等设施修建而损坏和危及路基稳固与安全的措施接触网支座基础、电缆槽、综合接地、连通管道等与路基填筑同步施工；基础的开挖采用专用设备,接触网支座基础用旋挖钻机成孔，电缆槽开槽采用无齿锯切割；混凝土、砂浆的搅拌集中拌和；基坑超挖部分采用混凝土或设计指定材料回填。n现场监控措施检测仪器：地基系数K30、动态变形模量Evd、压实系数K、孔隙率ｎ，三个指标进行控制；测量分析：建立沉降、水平位移综合观测体系，对获取数据进行统计分析并通过数学模型做出合理预测。n主要检测设备Evd检测设备n主要检测设备K30检测设备n主要检测设备MC-3核子密度仪n谢谢！