探析鐵路路基質(zhì)量檢測K60平板荷載試驗

張忠正（中鐵十二局集團第四工程有限公司，西安 710021）

探析鐵路路基質(zhì)量檢測K60平板荷載試驗

張忠正
（中鐵十二局集團第四工程有限公司，西安 710021）

地基系數(shù)K60能夠直觀地反映路基沉降量同載荷量之間的相互關系，是檢測鐵路路基壓實程度，保障列車運行安全的重要參數(shù)指標。本文簡要介紹了K60平板荷載試驗的基本原理，并具體分析了K60平板載荷試驗在張?zhí)畦F路路基檢測中的實際應用。

鐵路路基；質(zhì)量檢測；K60平板；載荷試驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.205

1　引言

鐵路路基質(zhì)量直接關系著列車運行的安全性、可靠性和舒適性，地基系數(shù)K60能夠直觀地反映路基沉降量同載荷量之間的相互關系，是檢測鐵路路基壓實程度，保障列車運行安全的重要參數(shù)指標，對確保鐵路路基建設起著至關重要的作用。

2　K60平板載荷試驗的基本原理

地基系數(shù)K60是評價路基預估填筑物沉降、檢測路基容許承載力以及觀測路基土變形的主要指標。K60平板荷載試驗的原理是對直徑為60cm的承載平板施加不同等級的載荷量，觀測路基沉降量同載荷值的相關性，待沉降量達到標準值1.25mm時，停止試驗，繪制出荷載—沉降的關系曲線，并計算出地基系數(shù)K60的數(shù)值，進而反映出鐵路路基的壓實質(zhì)量。

3　K60平板載荷試驗在張?zhí)畦F路路基檢測中的實際應用

張?zhí)畦F路是目前我國新建的重載鐵路，該鐵路起自張家口孔家莊，經(jīng)過萬全、宣化、灤平等站，止于曹妃甸北站，全線長度528.5km。本項目部任務段位于華北燕山運動隆起地帶，山高坡陡，河谷縱橫，是地形崎嶇的深山區(qū)。總的地勢北高南低，平均海拔500m左右，最高山峰觀星臺海拔960.4m，河谷最低海拔為280.2m，一般谷嶺高差300～500m，山脊多呈見棱角狀，難以攀爬；溝谷切割較深，沖積、崩塌礫石林立。

該條鐵路路基基床采用塊石填筑，壓實厚度為60cm，填料顆粒最大粒徑＜400mm，填料粒徑不能超過壓實厚度的2/3。采用該填料填筑之后，然后采用LSS220型壓路機，在松鋪厚度為75cm時，靜壓1遍，弱壓一遍，強振壓2遍，再靜壓1遍后，壓實厚度為60cm，松鋪系數(shù)為1.25。碾壓后基床底層各項指標滿足要求之后再對K60平板載荷試驗。

圖1　K60平板載荷試驗設備示意圖

3.1安裝試驗設備

為了獲取準確的試驗數(shù)據(jù)，在進行試驗之前首先要在測量區(qū)域安裝試驗設備，測量設備具體如圖1所示。從而保證測量數(shù)據(jù)真實可靠。首先將承載板放置于檢測區(qū)域并與路基完全接觸，若二者間存在間隙，可選用干燥砂石或石膏膩子來進行填充，從而保證待承載板與路基完全接觸。然后將反力裝置置于承載板的正上方且加以制動，再將千斤頂垂直地立于承載板上方，并且保證其能夠接觸到反力裝置，最后開始安裝測橋和沉降測量表，測橋的安裝主要是放置支撐座的位置，其距離反力裝置支撐點不應小于 1m，將支撐梁放置于兩個支撐座之上并根據(jù)支撐梁上的水準儀將其調(diào)整水平。沉降量測表安裝在測表支架上，測表支架才用永久性磁鐵放置于承載板上，兩個測表安裝位置必須相互對稱。

3.2進行載荷試驗

首先以 0.02MPa 荷載進行預壓，預壓時間約為 30s，然后卸除荷載，并將壓力測表和沉降量測表的讀數(shù)調(diào)至零。目的是為了讓試驗點路基面上的松動土層壓實并穩(wěn)固承載板。其次通過手動油泵進行施加靜力荷載，每次荷載增量為 0.04MPa，當施加完荷載后，等待荷載強度與沉降量值趨于穩(wěn)定后再進行數(shù)據(jù)讀取，并將數(shù)據(jù)記錄與K60平板載荷試驗表中，如表1所示。記錄完數(shù)據(jù)后施加下一級荷載。最后當兩個沉降量測表所檢測的數(shù)據(jù)超過試驗規(guī)程所要求的基準值（1.25mm）時，或當試驗人員根據(jù)所記錄的荷載數(shù)據(jù)大于所估計路基最大接觸壓力，或當?shù)竭_路基的屈服點時，停止施加荷載并終止試驗。在試驗過程中承載板如果出現(xiàn)嚴重傾斜、過度下沉等異常現(xiàn)象時，需將試驗點重新下挖至相當于承載板直徑的深度，然后重新進行試驗，并在記錄表中進行注明。

表1　K60平板載荷試驗表

3.3地基系數(shù)K60的計算

K60平板載荷試驗完畢后，將試驗數(shù)據(jù)填入K60平板載荷試驗表中并對數(shù)據(jù)進行整理，然后根據(jù)整理的試驗數(shù)據(jù)，在荷載強度σ 與沉降量s 組成的坐標系中描繪出各個數(shù)據(jù)點坐標，并手工繪制荷載 沉量關系曲線，坐標系如圖 2 所示。在采用手工描繪曲線時，應使曲線圓滑，且盡量接近各個數(shù)據(jù)點。

圖2　K60平板試驗下荷載強度與路基沉降量的曲線關系

總之，K60平板載荷試驗是檢驗鐵路路基質(zhì)量的重要方法，它能夠客觀地反映出路基沉降量與荷載強度之間的關系。通過對路基施加不同的載荷強度便可獲取路基沉降數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)進行處理分析，繪制二者之間的曲線關系，從而計算出標準沉降量（1.25mm）下地基系數(shù)K60。

［1］齊友峰.重載鐵路高填方路基豎向應力分布規(guī)律研究［D］.石家莊鐵道大學，2015（06）.

［2］曾佳，王紅平，李晴.路基壓實質(zhì)量檢測分析指標相關性研究［J］.鐵道建筑，2013（12）.