一、郑西客运专线试验段简介
郑西客运专线湿陷性黄土试验段位于陕西省华阴市坪塬村，试验段总长140 m，地貌单元属渭河Ⅱ级阶地，勘探深度内地基土由砂质黄土、黑垆土、古土壤、粉质黏土及砂层组成，试验场地属自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅳ级（很严重）。地基处理采用了强夯、水泥土挤密桩和柱锤冲扩桩3种方法。路基本体和基床底层采用8% 石灰和5% 水泥改良土填筑，基床表层采用级配碎石填筑，3 m 堆载预压进行路基沉降观测，路基填筑现场与路基横断面情况如图11-19与图11-20所示。
图11-19 路基填筑现场
图11-20 路基典型横断面图
试验段进行了地基处理前检测、地基处理和路基填筑施工工艺、路基填筑工艺、地基处理和路基填筑试验检测、路基沉降观测及路基浸水等科研项目。
二、地基处理前检测
地基处理前完成的检测内容主要有以下几个方面：
· 机械钻孔取样；
· 静力触探；
· 雷达测试；
· 面波测试；
· 载荷板试验。
1.机械钻孔取样
通过勘探探明：深度内地基土由砂质黄土、黑垆土、古土壤、粉质黏土及砂层组成，地下水位埋深为 40.50 m。室内试验表明：试验场地属自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅳ级（很严重）；地基处理深度范围内天然含水率为12.2%～20.4%，击实最大干密度为1.74～1.76 g/cm3，最优含水率为 15.5%～17%（轻型击实）。地基处理前检测现场与机械钻孔取样如图11-21与图11-22所示。
图11-21 地基处理前检测现场
图11-22 机械钻孔取样
2.静力触探
静力触探采用电测式双桥探头测定，测得试验范围内土层的端阻qc为 1.38～9.6 MPa，侧摩阻fs为0.030～0.202 MPa。静力触探现场如图11-23所示。
图11-23 静力触探现场
3.地质雷达探测及瑞雷面波探测
地质雷达测试显示，地基处理前在所有的雷达剖面上，在深度为6.5 m处，都有一连续、反射强烈的雷达波组，反应该深处有一明显的岩性界面（软弱夹层）。地基处理深度范围内剪切波波速为189.9～207.0 m/s。地质雷达测试及面波测试如图11-24与图11-25所示。
图11-24 地质雷达探测现场
图11-25 瑞雷面波探测现场
4.载荷板试验
在试验场地进行载荷板试验，测得天然黄土地基的基本承载力为 90 kPa。载荷板试验如图11-26所示。
图11-26 载荷板试验现场
三、地基处理
地基处理的方式主要有以下几个方面：
· 强夯；
· 水泥土挤密桩；
· 柱锤冲扩桩。
1.强 夯
对地基进行强夯，并满足最后两击平均夯沉量不大于 5 cm。强夯加固地基的有效加固深度应满足设计要求，有效深度范围内地基土应满足：标贯击数修正后的N63.5≥10，黏性土Ps＞1.2 MPa，砂类土Ps≥5.0 MPa，地基承载力σ0≥0.15 MPa，检测方法和频次应符合相关规定。检验方法采用动力触探和静力触探。强夯试验现场如图11-27所示。
图11-27 强夯试验现场
2.灰土挤密桩
成桩24 h内采取轻型动力触探仪对成桩质量进行检测，击数N10与现场试验确定的干密度进行对比，其压实系数K≥0.93；灰土挤密桩完成7～14 d后，采用平板载荷试验检测复合地基承载力，复合地基承载力：一般填方地段σ0≥0.15 MPa，支挡结构地段地基最小容许承载力[σ]=200 kPa 。轻型动力触探如图11-28所示。
图11-28 轻型动力触探现场(www.xing528.com)
四、路基填筑检测
地基填筑后完成的检测内容主要有以下几个方面：
· 静态变形模量Ev2；
· 动态变形模量Evd；
· 地基系数K30；
· 压实度（粗粒土压实系数K、粗粒土碎石类土孔隙率n）。
1.静态变形模量Ev2
通过直径300 mm圆形承载板和加载装置对地面进行第一次加载和卸载后，再进行第二次加载，用测得的承载板下应力σ和与之相对应的承载板中心沉降量s，来计算变形模量Ev2及 Ev2/ Ev1值的试验方法。静态变形模量Ev2测定如图11-29所示。
图11-29 静态变形模量Ev2测定现场
静态变形模量Ev2试验步骤：
（1）安放好测试仪器。
（2）预加0.01 MPa载荷约30 s，待稳定后卸除载荷，将表调零。
（3）第一次加载至少分6级，以约0.08 MPa的增量逐级加载，达到0.5 MPa或者沉降5 mm后，进行卸载。
（4）按最大加载的50%、25%、0分3级卸载。
（5）依照第一次加载进行第二次加载，直到加到第一次最大载荷的倒数第二级。
（6）每级加载或卸载在1 min内完成，每级载荷维持2 min。
2.动态变形模量Evd
动态变形模量Evd（dynamic modulus of deformation）是指土体在一定大小的竖向冲击力Fs和冲击时间ts作用下抵抗变形能力的参数。动态变形模量Evd测定如图11-30所示。
式中 Evd——动态变形模量（MPa）；
r——圆形刚性载荷板的半径（150 mm）；
σ——载荷板下的最大冲击动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力 Fs=7.07 kN且冲击时间ts=18 ms 时标定得到的，即 σ= 0.1 MPa ；
s——实测载荷板下沉幅值（mm）；
1.5——载荷板形状影响系数。
实测结果测试3次，采用公式 Evd=22.5/s 计算。
图11-30 动态变形模量Evd测定现场
Evd 动态变形模量测试步骤：
（1）测试地面整平，必要时在载荷板下用中细砂或湿细砂找平。
（2）进行3次预冲击。
（3）进行3次正式测试。
3.K30平板载荷试验
K30平板载荷试验是采用直径为 30 cm、厚度为 25 mm 的刚性载荷板测定下沉量为1.25 mm地基系数的试验方法，计量单位为MPa/m。K30测定如图11-31所示。
K30平板载荷试验步骤：
（1）安装好试验设备。
（2）预加0.01 MPa载荷约30 s，待稳定后卸除载荷，将表调零。
（3）以0.04 MPa的增量逐级加载。每增加一级载荷，当1 min的沉降量不大于该级载荷产生的沉降量的1% 时，增加下一级载荷。
（4）总下沉量超过规定1.25 mm，或者载荷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，试验终止。
4.路基压实度测试
压实度测试方法主要有环刀法、灌砂法、灌水法、蜡封法、核子密度仪法等。环刀法适用于粉土、黏性土；灌砂法适用于最大粒径小于 20 mm；灌水法适用于最大粒径小于 60 mm；蜡封法适用于易碎的土；核子密度仪法不能用于石灰改良土。灌砂法测定如图11-32所示。
图11-31 K30平板载荷试验现场
图11-32 灌砂法试验现场
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