高速鐵路路基工程的現(xiàn)場試驗檢測研究

張秋穎

（中鐵十九局集團華東工程有限公司，浙江 余姚 315400）

1 高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測意義

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，截至目前，中國已成為世界上高速鐵路運營里程最長、運行速度最快、在建規(guī)模最大的國家。因此，對高速鐵路路基施工過程中的進行現(xiàn)場試驗檢測至關(guān)重要。現(xiàn)今，高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測也存在一些問題需要我們?nèi)ソ鉀Q。路基的現(xiàn)場試驗檢測結(jié)果直接影響高鐵建成后的質(zhì)量。更重要的是為了確保高速鐵路路基的施工質(zhì)量，高速鐵路路基工程施工時會出現(xiàn)一些問題，因此，需要運用新的技術(shù)和新的工藝進行解決，并不斷地總結(jié)經(jīng)驗[1-2]。

隨著我國高鐵事業(yè)的猛速發(fā)展，檢測手段也得到了大力發(fā)展，目前已經(jīng)達到了國際領(lǐng)先水平。其中，科技在不斷地更新，高速鐵路路基的施工機械化水平有了極大的進步，對現(xiàn)場試驗檢測技術(shù)也提出了更高的要求。這就要求新的檢測方法也要結(jié)合時代的發(fā)展不斷創(chuàng)新，創(chuàng)造出精度和效率更高的檢測技術(shù)和方法，將創(chuàng)新、信息化、機械化作為檢測技術(shù)及方法的核心，這樣才能確保路基工程的施工質(zhì)量，讓高速鐵路建設(shè)更加高效率、高質(zhì)量[3-4]。

2 高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測工作基本要求

2.1 高速鐵路路基試驗檢測的工作準備

2.1.1 試驗檢測人員配置

試驗檢測人員在高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測工作中發(fā)揮著非常重要的作用，對于試驗檢測人員的資質(zhì)資格和檢測技術(shù)要求比較高，需要試驗檢測人員具有相應(yīng)的資質(zhì)證書，并且能夠熟練操作相關(guān)現(xiàn)場試驗檢測儀器，同時具備良好的職業(yè)道德素養(yǎng)和正確的職業(yè)價值觀，以便能夠更好地服務(wù)于高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測工作。需要注意的是，現(xiàn)場試驗檢測人員不僅需要熟練操作相關(guān)試驗檢測儀器，還必須掌握試驗檢測操作流程，按照規(guī)定逐步進行試驗和檢測，避免因操作順序顛倒造成試驗檢測結(jié)果出現(xiàn)差錯，從而能夠進一步保證試驗檢測結(jié)果的準確性[5]。另外，在高速鐵路路基試驗檢測工作開展之前，需要對試驗檢測人員進行業(yè)務(wù)培訓，提升試驗檢測業(yè)務(wù)技能水平，特別是對于一些操作難度較大、檢測內(nèi)容復(fù)雜的項目，需要加大力度重點培訓，以便能夠勝任高速鐵路路基試驗檢測工作。

2.1.2 試驗檢測設(shè)備配置

在進行具體的高速鐵路路基試驗檢測工作之前，還需要依據(jù)高速鐵路路基實際情況做好試驗檢測設(shè)備配置和調(diào)試工作，保證相關(guān)試驗檢測設(shè)備的精度和性能符合試驗檢測要求和標準[6]。高速鐵路路基試驗檢測設(shè)備主要有地基系數(shù)測試儀K30、動態(tài)變形模量測試儀Evd、二次變形模量測試儀Ev2等，在試驗檢測設(shè)備使用前和使用過程中需要對試驗檢測設(shè)備進行校準或者計量標定，來進一步確保試驗檢測設(shè)備的精確度，嚴禁使用校準或者計量標定達不到合格標準的試驗檢測設(shè)備，從而確保高速鐵路路基試驗檢測工作順利開展，也能夠提高高速鐵路路基試驗檢測工作質(zhì)量和工作效率。

2.2 高速鐵路路基試驗檢測的控制指標

2.2.1 物理控制指標

壓實系數(shù)是高速鐵路路基試驗檢測中最為重要的物理控制指標，一方面體現(xiàn)最大干密度與總壓實功的關(guān)系，另一方面體現(xiàn)同一類土和同一組別土最大干密度差異。含水率也是比較重要的物理控制指標之一，如果路基含水量發(fā)生一定變化，一般可以對擊實功進行合理有效的調(diào)整，從而達到將含水量控制在合理范圍內(nèi)的目的，進而實現(xiàn)對壓實系數(shù)物理指標的控制。另外，還需要重視滲水填料的滲透性這一物理控制指標，通常在使用滲水土填料時，在確保滲水填料質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定的前提下，應(yīng)合理控制滲水填料的細粒含量，將細粒含量控制在10%以內(nèi)，確保滲水填料的滲透系數(shù)符合相關(guān)要求[7-8]。

2.2.2 力學控制指標

高速鐵路路基試驗檢測力學控制指標包括地基系數(shù)、變形模量、動態(tài)變形模量三方面[9]。地基系數(shù)通常體現(xiàn)路基的強度，也在一定程度上反映變形情況，地基系數(shù)是高速鐵路路基試驗檢測中最為重要的指標，需要全面精確進行檢測，保證地基系數(shù)檢測結(jié)果準確性。變形模量系數(shù)通常能夠準確檢測計算出路基的受壓能力，動態(tài)變形模量在列車荷載作用下能夠更加真實準確地反映路基的受力情況。

3 高速鐵路路基工程現(xiàn)場試驗檢測方法

路基建設(shè)作為高速鐵路建設(shè)的基礎(chǔ)建設(shè)工程，路基的穩(wěn)定性是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

近幾年，高速鐵路建設(shè)的規(guī)模越來越大，對質(zhì)量的要求也越來越高，路基作為高速鐵路施工的核心建設(shè)工程，對其質(zhì)量進行檢測需要采用更為有效的方法，相關(guān)檢測人員不斷地在摸索各種檢測方法，防范路基出現(xiàn)質(zhì)量問題，高速鐵路路基工程現(xiàn)場試驗常見的檢測方法主要有如下幾種：

3.1 地基系數(shù)檢測法

任何一段路基都有一定的載荷量限度，如果載荷量已經(jīng)超過路基所能夠承擔的范圍，那么外來的重力將會導(dǎo)致路基出現(xiàn)結(jié)構(gòu)形變現(xiàn)象，引起路基變形，如果有的路基變形略顯嚴重，那么，行駛在路基上的高鐵安全將受到威脅。想要準確全面地衡量路基的變形程度，僅靠現(xiàn)在的路基表層壓實度指標是不能夠?qū)崿F(xiàn)的，不能使用單一的物理指標來測量，可以將此方法結(jié)合其他方式，共同作用于對路基的變形程度檢測工作，即地基系數(shù)，該系數(shù)能夠更具體地反映出形變的程度，得出形變量值。地基系數(shù)是一類抗力指標，該數(shù)值可以更直觀地、針對性地展現(xiàn)路基的承受力和剛度。測試地基系數(shù)需要專門的檢測裝置，該裝置一般由加載系統(tǒng)和測量系統(tǒng)兩部分合成，其中，加載系統(tǒng)還包括油管荷載板和千斤頂?shù)炔考@些部件各司其職，能充分地發(fā)揮出在檢測地基系數(shù)方面的應(yīng)用優(yōu)勢。

3.2 灌砂法

灌砂法在測量一段路基的壓實度的時候，能夠體現(xiàn)比較高的價值和優(yōu)勢，該工具應(yīng)用效果很好，范圍也大。對路基開展施工檢測時，經(jīng)常會使用空隙率這一指標，這是眾多指標數(shù)據(jù)的一種類型，國內(nèi)通常在進行某類工程的密度檢測工作時，使用核子密度儀作為主要的檢測工具。有些點位比較特殊，會用環(huán)刀法來進一步檢測。各種方法都有自己的應(yīng)用優(yōu)勢，但他們適應(yīng)的是不同類型的工程結(jié)構(gòu)，他們的應(yīng)用特征不同。

3.3 核子儀密度測量方法

目前，在對高速鐵路路基密度以及路基含水率進行檢測時，通常采用核子儀密度測量法，分別通過兩種不同的放射源來檢測路基密度值和路基含水率值。由于我國核子儀密度檢測設(shè)備種類比較多，在進行檢測時必須要固定使用同一種檢測設(shè)備，避免因檢測儀器設(shè)備不同造成檢測結(jié)果不同，而對檢測質(zhì)量造成影響。在進行具體檢測時，通過檢測儀器設(shè)備接收放射線的大小和數(shù)量來判斷檢測對象不同深度，并需要確保檢測到深度與對比實驗深度相同，不可以隨進行意改變。在使用核子儀密度檢測設(shè)備時，通常需要使用灌砂法來進行輔助檢測，通過灌砂法來進行對比和標注，能夠最大限度地減小誤差，使檢測結(jié)果更加準確。當采用核子儀對路基含水率進行檢測時，也需要使用灌砂法來進行輔助檢測，并應(yīng)確保核子儀探桿插入深度和高度與對比實驗深度和高度相同，以便能夠更好地進行對比，從而能夠確保路基含水率檢測的準確性。

3.4 動態(tài)變形模量檢測方法

動態(tài)變形模量是指檢測土體具備抵抗變形的能力，具體是指土體受到一定時間豎向沖擊力的作用下能夠抵抗變形的程度，并通過數(shù)值大小來體現(xiàn)。動態(tài)變形模量計算公式如公式（1）：

在剛性基礎(chǔ)前提下，最大沖擊力為7.07kN，沖擊時間為18ms時，當采用動態(tài)變形模量檢測方法進行檢測時，通常使用動態(tài)平板荷載試驗儀進行檢測，其具體檢測要求包括：保證Evd值范圍在10MPa到225MPa之間；而且需要保證測試高度范圍在400mm到500mm之間；最大沖擊力為7.07kN；測試坡度不得超過5%；也需要對于承載板厚度要求20mm左右，直徑要求300mm左右；重量保持在35kg左右，落錘重量保持在10kg左右；沉陷測試范圍控制在0.2mm～2mm之間，并且保證精度為±5%；進行測試時需要控制環(huán)境溫度保持在0℃～40℃之間。

現(xiàn)階段，采用動態(tài)變形模量檢測方法來檢測高速鐵路路基壓實效果，該檢測方法適用于試驗檢測空間非常小的地方。

隨著高速鐵路施工建設(shè)的發(fā)展，施工機械化程度在路基填筑方面越來越高，其路基試驗檢測方法也需要不斷改革創(chuàng)新，以此來適應(yīng)高速鐵路工程施工機械化發(fā)展，通過不斷提高路基試驗檢測的動態(tài)變形模量檢測方法，能夠進一步提高高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測工作質(zhì)量和工作效率，從而能夠保證高速鐵路運行安全。

4 高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測的完善對策

4.1 嚴格試驗檢測取樣流程

對高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測來說，想獲得更高的檢測精度，需要選取最具代表性的抽樣，檢測人員要研究好抽樣標準，遵循檢測技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范和要求執(zhí)行路基檢測工作。之后要分析好對數(shù)據(jù)的具體要求，方便全面地了解工程質(zhì)量。

4.2 引進先進技術(shù)和儀器

檢測方法和檢測儀器對檢測效率起著很大的影響，檢測工作需要專業(yè)的技術(shù)人員和專業(yè)的設(shè)備，二者必須同時具備，首先需要單位引進專業(yè)的試驗檢測人員和先進的設(shè)備，在工作的時候，根據(jù)測量地點的情況，挑選設(shè)備。檢測過程中，合理搭配人員和設(shè)備，為保證檢測工作更加到位，需要定期檢查工程質(zhì)量，需采用多次抽樣的手段來監(jiān)控工程質(zhì)量，保證現(xiàn)場試驗檢測結(jié)果的準確。

4.3 選擇科學的檢測技術(shù)

檢測技術(shù)影響檢測結(jié)果，一定要重視對檢測技術(shù)的選擇，以保障檢測工作能正常順利進行，檢測人員要先開展實地觀察檢測工作，再開始進行具體檢測，做好現(xiàn)場記錄和資料收集。

此外，要提前了解該高速公路路基現(xiàn)場試驗檢測的要求，以保障對高速鐵路路基工程現(xiàn)場試驗檢測出的結(jié)果滿足設(shè)計要求。測量人員還需要利用試驗法將多種檢測技術(shù)綜合起來驗證結(jié)果，減少試驗檢測的誤差。

4.4 嚴格遵循儀器設(shè)備的操作規(guī)范

各類儀器都要在使用前先檢測應(yīng)用效果，根據(jù)周圍環(huán)境做好設(shè)備維護保障性能，另外，還需要嚴格按流程操作相關(guān)儀器，記錄操作數(shù)據(jù)，強化試驗現(xiàn)場檢測質(zhì)量，確保信息準確。

5 結(jié)語

高速鐵路路基是高速鐵路的重要組成部分，高速鐵路施工建設(shè)期比較長，施工任務(wù)比較重，在高速鐵路路基長期建設(shè)中可能會受到雨水沖刷、蟲害侵蝕等因素影響，會嚴重破壞高速鐵路路基質(zhì)量，給高速鐵路安全運行造成威脅。所以必須做好高速鐵路路基現(xiàn)場試驗檢測工作，為保證高速鐵路路基工程的使用性能，必須采取有效的試驗檢測方法，根據(jù)現(xiàn)場的基本情況，有針對性地采取試驗檢測方法，嚴格按照檢測要求操作，把握檢測技術(shù)的要點，以明確路基存在的質(zhì)量問題并制定處置方案，最終保證高速鐵路路基的使用壽命。