鄶志永 劉志杭

1 工程概況

路線所經(jīng)區(qū)域處于魯西北黃泛平原較穩(wěn)定工程地質(zhì)區(qū)。第四系沖積物以亞砂土、砂土夾粉砂為主,多層結(jié)構(gòu),上層多為黏土,厚度為10 m～20 m和5 m～10 m,一般地基允許承載力在90 kPa～130 kPa之間。淤泥類土分布較廣泛,埋深一般大于10 m,對一般工程建筑基礎(chǔ)影響不大。淺層地下水主要為第四系孔隙水。為提高地基地表壓實度,減少沉降,全線地基表面均采用25 kJ三邊形雙輪沖擊壓路機沖擊碾壓,0 m～0.3 m深度范圍內(nèi)壓實度不小于90%,沖擊壓實遍數(shù)不少于20遍。

2 沖擊碾壓法的作用機理

沖擊碾壓是利用沖擊式壓路機低頻大振幅沖擊力作用于原地表,并快速連續(xù)周期性的作用,產(chǎn)生強烈的沖擊波向下深層傳播,對路基原地表進行沖擊碾壓,提高原地表的密實度,減少路基的工后沉降。

3 施工方法

3.1 沖擊碾壓施工工藝

地基土土工試驗→測量放樣→清理場地→平整場地→測點放樣、標高測定→檢測土層含水量→沖壓→平整、光面→檢測壓實度、標高→循環(huán)沖壓→平整、光面→檢測、驗收→結(jié)束。

3.2 沖擊碾壓的施工準備

1)試驗準備:施工前試驗室分別取不同深度地基土進行土工試驗,測定含水量、最大干密度、CBR等數(shù)據(jù),確定土的最佳含水量。2)機械設(shè)備。YCT-25沖擊碾壓機、PY-200平地機、YZ18壓路機、灑水車各1臺。3)現(xiàn)場場地準備。對施工現(xiàn)場測量放線,測定土層含水量,嚴格控制地基表層30 cm內(nèi)土的含水量在最佳含水量ωopt-4%～ωopt+2%范圍之內(nèi)。地基土含水量過高時應(yīng)翻曬,含水量不足應(yīng)于碾壓前一日傍晚灑水燜料一夜,使土的含水量接近最佳含水量。沖壓前,測量人員在沖擊區(qū)段內(nèi)布點并測定沖壓前的標高。

3.3 沖擊碾壓施工方法

1)碾壓遍數(shù)應(yīng)達到20遍。碾壓時應(yīng)加強觀察,發(fā)現(xiàn)翻漿、彈簧跡象應(yīng)及時停止碾壓,間歇至孔隙水壓力消散后,繼續(xù)碾壓。碾壓10遍～12遍后,間歇1 d,再繼續(xù)碾壓至規(guī)定遍數(shù)。沖擊碾壓機作業(yè)方式:沖擊碾壓機在沖擊區(qū)段內(nèi)作業(yè)軌跡以線路中心線為界,由一側(cè)向另一側(cè)進行碾壓作業(yè),沖擊壓路機雙輪各寬0.9 m,兩輪內(nèi)邊距1.17 m,行駛兩次為一遍,其沖碾寬度4 m。每次沖擊力按沖碾輪觸地面積邊緣與地表以(45°～φ/2)夾角向土體內(nèi)分布土壓力。每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過,形成的理論沖碾間隙雙邊各0.13 m,當(dāng)?shù)诙榈牡谝淮蜗騼?nèi)移動0.2 m沖碾后,即將第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再回復(fù)到第一遍的位置沖碾,依次進行至最終遍數(shù)。

2)碾壓過程中嚴格控制沖擊壓路機的運行速度。沖擊碾壓機牽引速度控制在10 km/h～13 km/h。

3)沖擊碾壓 2遍、5遍、10遍、15遍、20遍后,分別用平地機整平,采用光輪壓路機靜壓1遍,檢測地基標高。

沉降量與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線見圖1。

3.4 施工控制要求

1)地基表層30 cm內(nèi)壓實度達到90%以上。2)地表沉降量應(yīng)達到本合同段沖擊碾壓試驗路段地表沉降量標準。3)沖擊碾壓時遇結(jié)構(gòu)物應(yīng)調(diào)頭,輪邊距結(jié)構(gòu)物安全距離不小于5 m。4)車輛轉(zhuǎn)彎時應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)彎路線,使沖擊凸輪落點不致重復(fù)前次落點,以減少波浪現(xiàn)象。

3.5 使用沖擊碾壓技術(shù)應(yīng)注意以下幾點事項

1)合理選用機型。目前國內(nèi)生產(chǎn)的沖擊壓路機就有20多個型號,類別繁多,如果使用不當(dāng)將很難達到預(yù)期的目的。2)正確使用沖擊碾壓施工工藝。對于雙輪沖擊壓路機應(yīng)按通過兩次為一遍,壓實寬度4 m為計算單元,并按前述的施工工藝作業(yè)。單輪沖擊壓路機以通過一次的輪寬為壓實計算單位。3)正確理解沖擊碾壓有較寬的含水量范圍。由于沖擊壓路機具有高能量的壓實功能,相當(dāng)于超重型擊實標準的擊實功能,達到重型壓實度的含水量僅在小于最佳含水量范圍內(nèi)擴大,其大于最佳含水量的范圍不會擴大。因此,含水量視土的塑性指數(shù)大小,宜控制稠度不小于 1.1～1.2。否則土層沖壓會形成彈簧土,無法壓實。4)控制構(gòu)造物的安全距離。為了避免結(jié)構(gòu)物遭到損壞,必須制定相應(yīng)的措施,嚴格控制沖擊碾壓的范圍。沖擊壓路機的輪邊與構(gòu)造物應(yīng)有至少1 m的安全距離。

4 沖擊碾壓的經(jīng)驗總結(jié)

1)試驗段各項數(shù)據(jù)的分析,壓實度的控制因素主要是沖擊壓實的速度與土層的含水量兩個方面。當(dāng)壓實速度控制在10 km/h～13 km/h,土層含水量按最佳含水量控制時,壓實度提高較快。15遍以前沉降量較大,15遍以后沉降量幾乎沒有變化。2)注意沖擊作業(yè)方式,從一端向另一端全幅進行,同時應(yīng)遵循路基橫向由低向高的沖壓順序。3)注意跟蹤檢測,當(dāng)試驗段取得了壓實機械選型、壓實速度、最佳含水量、壓實遍數(shù)、相鄰兩遍之間最大壓沉量等參數(shù)后,施工中要隨時跟蹤檢測,嚴格遵守試驗段參數(shù)。任何指標的改變都會引起其他指標的改變,從而影響機械效率的發(fā)揮或造成質(zhì)量隱患。

5 結(jié)語

通過施工實踐,驗證了沖擊碾壓法低液限粉土路基壓實的可行性,同時也驗證了沖擊設(shè)備的性能、效率和施工工藝、施工方法的可行性,為在低液限粉土地區(qū)的高速公路路基施工中提供一些參考經(jīng)驗。

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[4]劉 可,張 堅.沖擊壓實機在路基工程中的應(yīng)用試驗研究[J].廣東公路交通,1999(61):158-163.