4课件砼试验292335.docx

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4课件砼试验292335

第二部分：

试验管理

、工程检测及控制

1.试验管理

1.1.试验检测工作的目的和重要性

铁路工程试验机构是铁路施工企业的重要组成部分，它既要给施工过程提供质量控制数据，又要为工程竣工验交提供质量保证数据.数据是工程试验的语言，它能解读工程质量，也能解决施工技术难题，还能降低施工成本，使企业获得较高的经济效益.这里所指的数据不是普通的数据，而是要求具有科学性、准确性、可靠性、真实性、合法性等特征的数据.所谓科学性就是试验必须严格按照标准方法进行，不允许产生人为的偏离;准确性就是试验所使用的仪器设备必须溯源到国家基准，不允许计量仪器设备的检定/校准失控;可靠性则表达为试验工作有完整的管理体系和质量控制机制，不会出现人为的失误;真实性则是表达试验系统不应受到任何不良干预而影响其工作的诚信;合法性则是试验工作必须符合国家有关法律、法规的规定，取得相应的资质，才能正常开展试验工作.因此，工程试验是真实反映工程质量的一面镜子，也是衡量工程合格与否的标尺.

预防事故，保证质量

降低成本，提高效益

1.2.铁路工程试验的任务

用一句话可以慨括:

为工程施工提供数据，提供的数据类别可以分为几个方面：

①、为施工选用材料提供技术支持，用数据判定材料的可使用性能；

②、对进场的材料复查检测，判定是否符合产品质量标准；

③、监测施工过程质量，判断是否符合施工规范要求；

④、合理地设计现场拌制混凝土等材料的配合比，保证施工成本的经济性；

⑤、检验工程结构和构件成品、半成品的质量，确保其符合设计要求；

⑥、配合施工要求研究新材料和地方性材料的使用，推行有关新技术、新工艺、新材料；

⑦、参与施工有关的科研项目，并为研究活动提供技术数据。

1.3.检测单位工作条件及试验室管理

1.3.1.关于规范

规范是检测工作的指南，也是检测评定的依据。

检测单位必须随时收集和掌握最新的规范，并根据检测单位的质量管理程序进行规范的废除、更新和执行。

1.3.2.关于设备

检测设备是检测工作的物质基础和工作条件，检测单位必须按照质量管理手册和程序文件对设备进行严格管理，必须送有关部门按照规程进行校验，或按有关规定自检。

1.3.3.关于环境条件

环境条件是检测工作的保障，为了检测结果的有效性、公正性和可比性，必须按相关检测项目的要求建立标准检测环境条件，并进行连续性的环境记录和分析工作。

主要有养护室、成型室、物理性能检测室、化学分析室、力学性能检测室等。

1.3.4.关于人员

人员必须经有关培训，取得相关检测项目的上岗资格证，并组织检测人员学习质量手册和程序文件，保证检测人员有深刻的质量意识和极强的责任心。

1.3.5.关于管理程序

（1）检测委托及委托单

（2）任务下达（3）原始记录（4）报告撰写

（5）报告发出（6）资料管理（7）样品管理（8）物质管理

1.3.6.关于实验室管理

（1）管理评审

（2）内审（3）合同评审（4）期间核查

（5）比对试验（6）人员配置管理（7）设备调配管理（8）实验室安全管理

2.路基土工试验及检测技术

2.1.高速铁路路基的技术特点

2.2.高速铁路路基的技术特点:

1）、基床多层结构体系是高速铁路路基的基本构造型式

◎由单层结构向双层、多层结构发展

◎由单一土材料结构层向多功能强化材料结构层发展

◎不同功能结构层合理组合保证基床的长期性能稳定发挥（承载、排水、封闭等）

2）变形控制是轨下系统（路基）设计的技术关键

◎结构设计由强度控制向变形控制转变

◎变形控制事关工程成败，是核心问题，也是最难的问题

◎变形问题的重要性随着行车速度的提高而被放大了

3）路基是列车—线路大系统的重要组成部分，并发挥着重要作用

◎轨下系统的变形（垂向）将集中反映在轨面上

◎轨下系统的变形是车辆系统（车体、构架、轮对）和线路系统（钢轨、枕木、道碴、路基基床）相互作用的结果

◎理想路基基床:

变形小保证轨道几何型位

弹性大降低系统动力作用

2.3土的物理性质与土工试验

2.3.1.土的物理性质

1）、密度：

是指土在规定条件下单位体积的质量

ρ=m/v

式中:

ρ-土的密度（g/cm3或kg/m3）

m–土在规定条件下的质量（g或kg）

v–土的体积（cm3或m3）

2）、含水量：

是指土中水的质量与土粒质量之比

W含=（m含-m干）/m干

式中：

W含-土的含水量（%）

m含-土含水时的质量（g）

m干-土烘干至恒重时的质量（g）

3）、干密度：

是指单位体积内土粒的质量（g/cm3）

ρd=ms/v

式中:

ρ-土的干密度（g/cm3或kg/m3）

m–土的质量（g或kg）

v–土的体积（cm3或m3）

4）、孔隙率：

是指土中的孔隙的体积与土的总体积之比.

n=VV/V=（1-ρˊ/ρ）

式中:

n-孔隙率

VV-土中的孔隙的体积（cm3）

V-土的总体积

ρˊ-土的干密度（g/cm3）

ρ-土的表观密度（g/cm3）

5）、相对密度：

是指无黏性土处于最松散孔隙比与天然状态（或给定）孔隙比之差和最松散态孔隙比与最紧密状态孔隙比之差的比值。

D=（еmax-е0）/（еmax-еmin）=〔ρdmax（ρd-ρdmin）〕/〔ρd（ρdmax-ρdmin）〕

式中：

D-相对密度

еmax-最大孔隙比

еmin-最小孔隙比

е0-天然孔隙比或填土的孔隙比

ρdmax-最大干密度（g/cm3）

ρdmin-最小干密度（g/cm3）

ρd-天然干密度或填土的干密度（g/cm3）

2.3.2.土工试验

1）、土的级配（颗粒分析）：

是测定土中粒组及各粒组干土质量占该土总质量的质量分数，并确定粒组名称。

检测方法：

筛分法和比重计法

筛分法适用于粒径大于0.075mm的土；

比重计法适用于粒径小于0.075mm的土。

2）、土的稠度：

黏性土从一种状态转变为另一种状态，可用某一界限含水率来区分，称为稠度界限。

液限：

是粘性土从可塑状态到流动状态时的界限含水率.可塑状态的上限含水率。

塑限:

是粘性土从可塑状态到半固体状态时的界限含水率.可塑状态的下限含水率。

缩限：

是土由半固体状态到固体状态时且体积不在收缩时的界限含水率。

土随着含水率的减小而体积开始不变的含水率。

塑性指数:

液限和塑限之差的百分数（去掉百分数）。

Ip=ωL-ωp

式中:

Ip-塑性指数

ωL-液限（%）

ωp-塑限（%）

塑性指数表示处于可塑状态时土的含水率可变化幅度。

塑性指数越大。

可塑状态含水率变化范围也大。

一般来讲，塑性指数越高，土的粘粒含量越高。

塑性指数是反映黏性土性质的一个综合指标。

检测方法:

液、塑限联合测定法和碟式仪液限试验、搓条法塑限试验

3）、土的压实性

是指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土体能够压实到某种密实程度的性质。

试验方法:

击实试验

2.4.铁路路基填料的分类

2.4.1.铁路路基填料的分类

我国铁路系统目前存在两种“土的工程分类”:

TB10001-2005《铁路路基设计规范》中的“填料分类”

TB10077-2001《铁路工程岩土分类标准》中的“岩土分类”

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。

“铁路工程岩土分类”的服务对象主要是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、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土的承载力，初步估算构筑物的沉降等。

“路基工程填料分类”是针对天然结构已被破坏的扰动土，将其按粒径组成、按细粒含量和级配情况等划分成类和组，用以估算填料压实后的强度、可压实性和渗透性、冻胀性等。

这里我们重点讨论铁路路基工程填料分类:

附表：

铁路路基工程填料分类

在铁路路基工程填料分类中将填料分为A、B、C、D、E共五组。

A组:

优质填料

B组:

良好填料

C组:

一般填料

D组:

不宜使用的差质填料

E组:

严禁使用的劣质填料

A、B组填料多为强度较高、压缩性较小的块石、碎石、砾石、砂土和粗粒混合土等。

级配好、颗粒硬、不易风化强度较高的软块石、＜15%含泥量为A组填料；

级配不好、不易风化强度较低的软块石、15～30%含泥量为B组填料；

含泥量＞30%后为C组填料；

易风华的软块石为C组填料；

风华的软块石为D组填料。

细粒土由于强度较低、压缩变形较大，均被归为C组和D组填料。

ωL＜40%时的黏土和粉土为C组填料；

ωL≥40%的黏土和粉土为D组填料。

有机土为E组填料。

2.5.铁路路基的检测技术

2.5.1.压实度（K）、孔隙率（n）和相对密度（D）

压实度（压实系数）是实际填筑路基的干密度与标准击实得到的最大干密度之比。

我国铁路路基设计规范规定的是重型击实试验，故我国铁路路基检测为重型压实系数。

对于孔隙率和相对密度也是一样。

控制路基填土的压实质量，对于细粒土、粉砂和改良土用压实系数控制，对于砂类土（粉砂除外）用相对密度控制，对于砾石类和碎石类土用孔隙率来控制。

2.5.2.地基系数K30

虽然压实度、孔隙率或相对密度检测压实质量有快速，检测简便、指导现场施工等优点，但对于高速铁路路基而言，路基的承载能力和抗变型能力是极其重要的，为此提出了源于承载力试验的路基填筑质量的强度和抗变型能力的检测方法，即地基系数K30等。

地基系数K30是用直径为30cm的荷载板测定下沉1.25mm地基系数的试验方法，计量单位为MPa/m。

地基系数K30适用于填料最大粒径不大于荷载板直径1/4的各类土、土石混合填料及级配碎石填料。

试验时，场地及环境条件等应符合以下要求：

1）、对于水分挥发快的均质砂，表面结硬壳、软化或因其它原因表层扰动的土，平板荷载仪应置于扰动带以下（下挖深度限定在荷载板直径的范围内）。

2）、对于粗、细粒均质土，宜在压实后2~4小时内开始进行。

3）、测试面必须是平整无坑洞的地面。

对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，应铺设一层2~3mm的干燥中砂或石膏腻子。

此外，测试面必须远离震源，以保持测试精准。

4）、雨天或风力大于6级的天气，不得进行试验。

2.5.3.Evd动态平板荷载试验

1）、测试原理

动态变形模量Evd是由落锤冲击施加一定大小和作用时间荷载的平板试验测得的土体变形模量。

通常，载荷板的直径也为300mm，锤重为10kg，最大的冲击力为7.07kN，荷载脉冲脉冲宽度18mm。

试验记录落锤冲击时板的沉降。

在假定冲击力恒定和泊松比μ为0.21的情况下，由弹性半空间体上圆形局部荷载的公式计算模量：

利用落锤从一定高度自由下落在阻尼装置上，产生的瞬间冲击荷载，通过阻尼装置及传力系统传递给直径300mm的承载板，在承载板下面（即测试面）产生的动应力，使承载板发生沉陷s—即承载板振动的振幅，由沉陷测定仪采集记录下来。

沉陷值s越大，则被测点的承载力越小；反之，越大。

2）、试验场地及环境条件

a、测试面宜水平，其倾斜角度不大于5°。

b、测试面必须平整无坑洞。

对于粗粒土或混合料造成的表面凹凸不平，可用少量细中砂补平。

C、试验时测试点必须远离震源。

3）、试验仪器

a、动态变形模量测试仪由加载装置、荷载板和沉陷测定仪组成。

b、加载装置主要由挂（脱）钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置等部分构成。

落锤重：

10kg。

最大冲击力：

7.07kN。

冲击持续时间：

18±2ms。

导向杆必须保持垂直、光洁。

c、荷载板主要由圆形钢板和传感器等部分构成。

圆形钢板直径300mm；厚度20mm。

传感器必须牢固密贴地安装在荷载板的中心位置上。

d、沉陷测定仪主要由信号处理、显示、打印机和电源等部分构成。

e、沉陷测试范围：

（0.1～2.0）mm±0.05mm。

Evd测试范围：

10＜Evd＜225MPa。

f、仪器的校验和标定应符合下列要求：

仪器在每次试验前应按使用说明书进行校验。

仪器每年必须重新标定一次。

4）、试验操作步骤

测试前的准备工作：

a、测试面应整平。

应使荷载板与地面良好接触。

必要时可用少量的细中砂来补平。

b、导向杆应保持垂直。

c、检查仪器标明的落距。

测试步骤：

a、荷载板放置在平整好的测试面上，安装上导向杆并保持其垂直。

b、将落锤提升至挂（脱）钩装置上挂住，然后使落锤脱钩并自由落下，当落锤弹回后将其抓住并挂在挂（脱）钩装置上。

按此操作进行三次预冲击。

c、正式测试时按上述第2）项的方式进行三次冲击测试，作为正式测试记录。

测试时应避免荷载板的移动和跳跃。

d、测试时，应记录每个测点的工作名称、检测部位、试验时间、土的种类、含水率以及相关的参数。

2.5.4.Evd与K30的相关性

依据《铁路工程土工试验规程》（TB10102—2004），将“Evd动态平板载荷试验”作为“K30平板载荷试验”的快速试验方法，根据该规程条文说明中的Evd与K30的换算关系式，由Evd快速推算出K30值

客运专线有碴轨道路基压实标准增加了动态变形模量Evd的指标，即：

在基床部分，细粒土用K、K30、Evd，粗粒土（含级配碎石和碎石土）用n、K30、Evd等三指标进行控制。

基床以下路堤仍采用双指标控制。

2.6.检测举例:

高速铁路路基填筑试验段施工方案

目录

1、编制依据...........................................................................................................................

2、工程概况...........................................................................................................................

2．1、概述..............................................................................................................................

2．2、试验段的设置.................................................................................................................

3、试验段试验的目的和范围..................................................................................................

3．1、试验段试验的目的........................................................................................................

3．2、试验范围........................................................................................................................

4、施工人员、机械设备及测量、检测仪器、设备投入情况.........................................................

4．1.参加施工人员进场情况..................................................................................................

4．2、投入试验段施工的机械设备..........................................................................................

4．3、测量、检测仪器设备的配备............................................................................................

5、路基试验段的施工准备.....................................................................................................

5．1、测量工作.......................................................................................................................

5．2、开挖排水沟...................................................................................................................

5．3、基底处理.......................................................................................................................

5．4填料选择和室内试验.....................................................................................................

5．5、弃土场选择...................................................................................................................

5．6、填前碾压.......................................................................................................................

5．7、断面复测.......................................................................................................................

6、填筑施工方法...................................................................................................................

6．1、填料来源和挖运方法.....................................................................................................

6．2、工艺概述.......................................................................................................................

6．3、卸土控制.......................................................................................................................

6．4、埋设沉降桩...................................................................................................................

6．5、摊铺整平.......................................................................................................................

6．6、碾压..............................................................................................................................

6．7、压实检测.......................................................................................................................

7、试验成果...........................................................................................................................

8、施工进度安排...................................................................................................................

9、质量保证措施...................................................................................................................

10、安全保证措施.................................................................................................................

11、环保措施...................................................................................................................

为确保高速铁路路堤填筑质量，为后续大面积施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，避免盲目施工给工程带来的损失，找出适合本地区施工的最佳施工方案，指导全线施工，特编制本方案。

1编制依据

1.1、铁道部颁布《新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定》

铁建设[2005]140号；

1.2、铁道部颁布《铁路路基施工规范》（TB10202-2002）;

1.3、铁道部颁布《铁路路基设计规范》（TB10001-2005）;

1.4、铁道部颁布《铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10414-2003）

1.5、铁道部颁布《铁路工程土工试验方法》（TB10102-2004）;

1.6、建设单位、设计单位、监理单位的相关