鄭金科

(貴州黔航交通工程建設有限公司)

聞喜東鎮(zhèn)至臨猗孫吉高速公路路基處理研究

鄭金科

(貴州黔航交通工程建設有限公司)

在路堤路基施工，尤其是軟土填高路基、大量巖石或土壤，石混填，在施工時間緊的情況下自然沉降時間不足，形成路基是不夠的，而在客觀上，現(xiàn)有靜碾及振動壓路機的施工還不能有效地解決土石高填路基基礎的差異變形時，造成地面塌陷、沉降、開裂、變形和凍脹和其他疾病的傷害在所難免。為了減少這些缺點，國內外提高軟土路基壓實密度的方法主要是使用沖擊碾壓施工。結合實例，進行沖擊壓實技術的理論和實踐的討論。

軟土地基;路基施工;沖擊碾壓

1 沖擊碾壓技術

沖擊壓實機產生強烈的沖擊波，對路堤材料的非圓齒輪沿地面的周期性沖擊，通過揉、壓等連續(xù)操作進行作業(yè)，這與地震波的傳播特性相似。在宕渣、砂礫路基上，與25 kJ三角雙沖擊壓力沖擊壓實機為例，根據(jù)12 km/h的速度沖碾30遍后，測量深度0.8 m相當于200～250 t的對地面的沖擊力，平均垂直土壓力可達到1 366 kPa，不斷累計地下深層土壤壓實度，沖擊作用產生的達到超重型軟土地基的壓實，壓實度達到90%以上的重型標準。有效壓實厚度一些碎片材料特性高達150萬，路堤填料壓接近于彈性狀態(tài)，壓實效果優(yōu)于現(xiàn)有的振動壓實機械。

YCT20沖擊壓路機性能參數(shù)

2 工程實例

2.1 工程概述

聞喜東鎮(zhèn)至臨猗孫吉高速公路處于山西省西南部峨眉黃土臺塬區(qū)，是山西省高速公路網規(guī)劃的重要組成部分。我部施工段落為K57+500～K68+500段路基橋涵和K56+000～K76+660段路面工程，路線局部地段黃土沖溝發(fā)育，區(qū)內不良地質較多。主要特殊路基為濕陷性黃土路基。本合同特殊路基基底處理形式主要是沖擊碾壓方式。

2.2 本工程沖擊碾壓特點

沖擊式壓路機完成沖擊碾壓施工，在滾動中，其配備的壓實輪通過滾壓、揉壓，產生集中的沖擊能量傳遞到路面，在其壓路機自身重量的配合下，在牽引機的拖動下，傳遞沖擊波深入到土體深層，連續(xù)作用于地面，使得大面積路基壓實緊密。沖擊碾壓施工時，沖擊式壓路機一般行駛的速度保持在11～16 km/h左右，但其沖擊碾壓土體的影響深度能夠達到3 m左右，效果較為顯著。

3 沖擊碾壓技術在軟土地基路基中的應用

3.1 施工順序

清理地基表層至少25 cm厚→機整平地地面→坡腳外3 m放樣→地面沉降觀測點位的布設→原地面標高在沖擊之前測量→實施沖擊試驗至少6次→整平平地機→弱振1遍靜土→壓路機繼續(xù)碾壓→檢測沖擊碾壓后地面壓實度→終壓收平→檢測是否符合相應壓實標準→收集、整理資料→現(xiàn)場建設方、施工方、監(jiān)理方和業(yè)主方確認和驗收→完成上層填筑。

3.2 沖擊碾壓施工

沖擊碾壓輪機兩輪內邊距1.15 m，雙寬0.8 m，每次其在與地面接觸時，路表和沖擊壓路機形成45°角，沖擊碾壓寬度3 m，均勻分布壓力，先后碾壓3次。通過每遍第二次的碾壓，沖擊碾壓輪機第一次兩輪內邊距中央的單輪，形成理論沖碾間隙差距，雙邊各0.13 m。同一區(qū)域碾壓橫向碾壓三次再縱向碾壓三次。沖擊壓路機向前行駛以單雙兩遍為一沖壓單元，當雙數(shù)遍沖壓時，調整轉彎半徑沖擊碾壓交替進行，形成的峰谷狀態(tài)，形成的波峰與波谷，最終完成碾壓施工，最終使地面表面接近平整。

沖擊壓路機每碾壓一次，雙輪的計算寬度是2 m，沖擊壓路機按順時針與逆時針方向行駛，每隔幾遍進行交換作業(yè)。沖壓一個來回后，經錯一個碾壓輪寬，計算碾壓寬度是4 m，按此方法全部場地面積進行計算，均碾壓1次計算1次。

表1 沖擊碾壓試驗檢測項目、方法及頻率一覽表

碾壓場地如果凹凸不平，為了能夠增加場地的平整性，沖擊施工時錯開沖壓輪輒，可以采用正反圈、大小圈的方法進行。當場地產生大量揚塵時，容易造成沖壓操作人員視線模糊，影響其工作效率以及機械速度，應及時進行降塵處理。

3.3 沖擊試驗

對原地面表層采用挖掘機、推土機進行至少30 cm的清理后，整平平地機弱振1遍靜土，壓路機繼續(xù)碾壓，然后檢測沖擊碾壓后地面壓實度，最后終壓收平，檢測是否符合相應壓實標準，收集、整理資料，現(xiàn)場建設方、施工方、監(jiān)理方和業(yè)主方確認和驗收，完成上層填筑。在試驗時，為了保證地基土的含水量處于±2%左右，原地面實際含水量還需進行檢測，一旦返現(xiàn)含水量偏大或偏小，應及時采用晾曬或灑水方式處理。沖擊碾壓范圍外側，沿線路方向應開挖一條尺寸為60 cm×60 cm的臨時排水溝，陰雨天氣保證路基原地面雨水及時排放，不浸泡原地面土層。

視場地平整度狀況，沖擊碾壓第5遍后，配合壓路機和平地機，整平場地，碾壓地面至少10 cm厚，檢測壓實度，同時測量地面標高，相關數(shù)據(jù)最好相應的記錄。一旦發(fā)現(xiàn)有一個壓實度點檢測不合格，則要求繼續(xù)碾壓，每每碾壓5次檢測1次，一直到沖擊碾壓20次為止。如任未達到設計壓實度標準要求，聯(lián)系設計、業(yè)主及總監(jiān)辦進行現(xiàn)場會堪或土樣取樣進行重新試驗，分析原因。在試驗時，為了保證地基土的含水量處于±2%左右，應及時采用晾曬或灑水方式處理。如達到壓實度要求，匯總相關沖擊遍數(shù)、沖擊壓路機形式速度、試驗檢測、測量等數(shù)據(jù)，整理分析，取得沖擊碾壓遍數(shù)和機械最佳行駛速度等參數(shù)，總結成果，上報試驗段成果方案。

3.4 沖擊碾壓效果分析

碾壓前(0遍)和碾壓8、16、20遍時各檢測點平均壓實度隨深度及碾壓遍數(shù)變化統(tǒng)計結果見表2。

表2 碾壓遍數(shù)統(tǒng)計結果

沖擊夯有效夯擊深度可達3～5 m，對路基進行沖擊后能大大降低路基的不均勻沉降量，提高壓實度、彎沉等各項指標，對提高路基質量，加速路基沉降效果非常明顯。

本工程要求碾壓成型的路基壓實度達到規(guī)范要求的0.9～0.95的標準。在0.8 m深度開始沖擊碾壓后，隨沖擊碾壓次數(shù)的增加，壓實度反而明顯增大，同時實踐證明，路基的深度愈淺，沖擊碾壓的壓實度增加越快，一直到碾壓1.0 m深度處時，隨碾壓次數(shù)的增加，壓實度增長反而明顯。沖擊碾壓20次以后，1.0 m以上路基深度，其質量標準能夠達到0.95以上的壓實度。說明在1.0 m加固深度內，該項沖擊碾壓試驗是有效的。如果再碾壓20次以后，如果壓實度在有效加固深度范圍內并沒有發(fā)生明顯的提升，則說明對路基補強施工采用沖擊碾壓20次，這一次數(shù)是最適宜的。

通過聞喜東鎮(zhèn)至臨猗孫吉高速公路路基試驗段的工程實踐表明，沖擊碾壓工藝可以明顯提高路基的密實度，基本消除濕陷性黃土的濕陷量。在同等施工條件下，經過試驗檢測證實，其壓實度由原來的90% ～92%提高到95% ～100%，濕陷系數(shù)由原來的 0.013～0.021降低到 0.004～0.012。通過對聞喜東鎮(zhèn)至臨猗孫吉高速公路路基試驗段沖擊碾壓工作的實踐，初步掌握了沖擊碾壓的施工經驗，可為后續(xù)大面積黃土路基沖擊碾壓施工提供借鑒。

4 工程施工注意事項

沖擊碾壓機的行駛速度一般保持在在11～16 km/h左右最為適宜。若地面凹凸不平、起伏過大，應停止 沖擊碾壓機施工，用平地機刮平地面后再繼續(xù)施工。揚塵情況嚴重時應及時做好灑水處理，否則影響操作人員視線。當?shù)孛嫱恋暮枯^低時，應提前1天做好灑水處理，浸潤地表。碾壓時沖擊波峰，每碾壓5次后，沖擊碾壓方向應調整為反方向，同時實施錯峰壓實，確保壓實質量。

5 結束語

沖擊碾壓技術對土壤體積、土壤水分和空氣通過強大的沖擊力沖擊進行壓實作用，在強大的沖擊擠壓力的作用下重新安排分布，在大顆粒減少小顆粒的間隙，使得土壤顆粒密實，使土體擠壓形成高密度板，通過沖擊碾壓，形成2次沉降，提高路基的承載能力以及強度，有效地減少路面的沉降變形。沖擊壓路機能夠實現(xiàn)路基0～4 cm的沉降深度，提高路基0% ～0.3%的壓實度。尤其是在暴雨過后，與其他路段相比，沖擊碾壓段的路面難以滲入降雨，交通車輛在行駛的過程中不易打滑。

［1］交通部公路科學研究院.公路沖擊碾壓應用技術指南［M］.人民交通出版社，2006.

［2］雍曉華.路基路面壓實檢測技術方法及影響因素討論［J］.新疆石油科技，2005，(2).

［3］郭凌霄.影響公路路基壓實質量的幾個因素［J］.科技情報開發(fā)與經濟，2006，(9).

U416.1

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1008－3383(2014)04－0045－01

2013－11－19

鄭金科(1984－)，男，貴州貴陽人，助理工程師，研究方向:公路施工。