(图:加强铁路路基施工现场K30检测,更好保障铁路工程质量)
目前,铁路工程对于我国经济增长有着极大的推动作用,并且为了保证铁路工程的施工质量,尤其是铁路路基的施工质量,便要求施工单位对相关施工环节予以有效控制。其中,为了可以实现有效控制路基承载能力以及沉降变形等,便要求施工单位对路基压实质量予以严格的控制,从而保证铁道线路可以具备一定的稳定性,确保铁路中列车可以高速、稳定且安全的行驶。
现阶段,地基系数K30是路基填料压实质量检测环节中的主要控制指标,经过K30平板载荷试验验证后,便可证明施工满足设计要求。所以加强对铁路路基施工现场K30检测是极其重要的。
地基系数K30试验原理
K30试验原理是在地基土上用直径30cm的刚性荷载板垂直分级加荷,测得下沉量S与荷载强度P的关系曲线,取1.25mm下沉量S1.25对应的荷载强度P1.25,计算K30值,即地基系数。试验采用的荷载板面积不尽相同,测得的地基系数也不同,一般以荷载板直径加注说明。
K30平板荷载试验检测步骤
1、 测试面准备
场地测试面应进行平整,并使用毛刷扫去松土。当处于斜坡上时,应将荷载板支撑面做成水面。
2、 安置平板载荷仪
(1)将荷载板放置于测试地面上,应使荷载板与地面良好接触,必要时可铺设薄薄一层干燥砂(2~3mm)或石膏腻子。当用石膏腻子做垫层时,应在荷载板地面上抹一层油膜,然后将荷载板安放在石膏层上,左右转动荷载板并轻轻击打顶面,使其与地面完全接触,与此同时可借助荷载板上水准泡或水准仪调整水平。
(2)将反力装置承载部分安置于荷载板上方,并加以制动,反力装置的支撑点必须距荷载板外侧边缘1m以外。
(3)将千斤顶放置于反力装置下面的荷载板上,可利用加长杆和通过调节丝杆,使千斤顶顶端球铰座紧贴在反力装置承载部位上,组装时应保持千斤顶垂直不出现倾斜。
(4)安置测桥,测桥支撑座位应设置在距离荷载板外侧边缘及反力装置支撑点1m以外。测表的安放必须相互对称,并且应与荷载板中心保持等距离。
3、 加载试验
(1)为稳固荷载板,预先加0.01MPa荷载,约30s,待稳定后卸除荷载,将百分表读数调至零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。
(2) 加载时应以0.04MPa的增量,按照荷载强度对应表上给定的压力表值(该表与液压千斤顶油缸连通并等压强)逐级加载。每增加一级荷载,应在下沉量稳定后,读取荷载强度和下沉量读数。
(3)下沉量是通过百分表的转动量平均值来确定的,在百分表初始读数为零的条件下加载到百分表累计读数超过125那一级(即此时总下沉量超过规定的基准值1.25mm)或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力,或者达到地基的屈服点时,试验即可终止。
(4)当试验过程出现异常时(如荷载板严重倾斜,荷载板过度下沉),应将试验点下挖相当于荷载板直径的深度,重新进行试验。对出现异常应在试验记录表中注明。
4、 地基系数K30的计算
根据试验结果绘出荷载强度与下沉量关系曲线,从荷载强度与下沉量关系曲线中得出下沉量基准值(1.25mm)对应的荷载强度,并根据标准中的公式计算出地基系数K30。
K30平板荷载试验的适用条件及要求
对平板载荷试验测试值大小的影响因素很多,包括填料的性质、级配、压实系数、含水率、碾压工艺、最大干密度、最佳含水量、试验操作方法、测试面平整度及天气等。为了规范试验过程,TB 10102-2010 《铁路工程土工试验规程》提出如下平板载荷试验的适用条件和要求:
(1)测试对象的颗粒级配
K30平板载荷试验适用于了粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料。若所填路基土的颗粒粒径过大,级配不均匀,K30的测试结果就会带来较大的误差,难以真实反映路基的压实情况。
(2)有效测试深度
K30平板载荷试验的测试有效深度范围为400~500mm。
由于K30平板载荷试验结果所反映的是压板下大约1.5倍压板直径深度范围内地基土性状,因此要想真实全面地反映更深土层的情况,尚需结合其他的检测手段进行综合评定。
对于水分挥发快的均粒砂,表面结硬壳、软化,或因其他原因表层扰动的土,平板载荷试验应置于扰动带以下,对于粗、细粒匀质土,宜在压实后2~4小时内进行试验。
(4)测试面及天气
测试面必须是平整无坑洞的地面;必要时铺2~3mm的干燥中砂或石膏腻子;测试面应远离震源;雨天或风力大于6级以上也不得进行试验。
检测过程中影响检测效率的主要因素
(1)测试面不平整、承载板倾斜:TB 10102-2010 《铁路工程土工试验规程》明确了承载板严重倾斜是指在试验过程中当采用2~3个测量百分表时,各表测得的下沉量之差大于平均值的30%;在实际检测过程中,试验人员一般都是用毛刷扫去松土后直接安装承载板,这样的后果就是测试面不平整,承载板容易倾斜,需反复找平或重新选择测点,会消耗不少时间。
(2) 测桥支点至承载板外缘距离不准确:规范要求测桥支点应设置距离荷载板外侧边缘1m以外,然而现场试验人员常常是凭经验目测测量桥支点与承载板外缘距离,随意性太大、距离不易控制,造成返工,浪费宝贵的检测时间。
(3) 采用人工处理数据慢:现场手工绘制荷载强度(MPa)与下沉量(mm)的关系曲线速度太慢,且下沉量基准值对应的荷载强度值是在曲线上估读出来的,结果误差较大,不利于压实质量控制及施工后沉降的控制。
总结
为了拥有更安全、更舒适、更高速的铁路运输系统,国家现在对铁路路基的施工质量提出了更高要求,各项指标的建立都是为了保证它的质量。地基系数K30作为铁路路基压实质量的力学主控指标,能够直观地表征路基强度与变形,是控制铁路路基施工质量的重要参数,对确保铁路路基建设质量起到了重要作用。
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