楊春和
(貴州省畢節(jié)公路管理局,貴州 畢節(jié) 551700)
我國路基工程建設中,傳統(tǒng)壓路機的工作原理是通過圓形壓實輪的靜壓力及振動力的反復作用,縮小土體顆粒間的距離,提高土體的密實度。沖擊壓實技術(shù)應用過程中,壓實機具與傳統(tǒng)壓路機相較有所不同,其主要類型有三邊形、五邊形等,沖擊壓路機是將當前振動壓實高頻率、低振幅改為高振幅、低頻率。工作原理是由牽引車帶動非圓形輪滾動,多邊形滾輪的大小半徑產(chǎn)生位能落差與行駛的動能相結(jié)合沿地面對土石材料進行靜壓、搓揉、沖擊的連續(xù)沖擊碾壓作業(yè),形成高振幅、低頻率的沖擊壓實,達到填充土體空隙與密實效果。
通過分析顯示,沖擊壓實技術(shù)的運用下不規(guī)則滾輪所產(chǎn)生的沖擊力更大,可有效增加壓實機對土體的影響深度,提高土體密實度。
與傳統(tǒng)壓路機相比,沖擊壓實技術(shù)具有較為顯著的性能優(yōu)勢,具體如表1所示。
表1 沖擊壓實技術(shù)性能參數(shù)
結(jié)合表1數(shù)據(jù)分析,可將沖擊壓實技術(shù)特點歸納如下:(1)低頻高振幅:基本可實現(xiàn)2擊/s,沖擊荷載2 500~3 500 KN,獲得振擊、強夯效果;(2)沖擊能量大:沖擊波具有地震波的傳播特性,可更好的實現(xiàn)深層土體密實??偟膩碚f,通過沖擊壓實技術(shù)的運用,可有效增強路基土水穩(wěn)性、強度、承載能力,路基土工后沉降減小,較好的保證了道路使用性能。
現(xiàn)階段沖擊壓實技術(shù)在我國道路工程中運用廣泛,其可用于軟弱地基加固、粉土、過飽和土、濕陷性黃土路基壓實、也可用于舊路面破碎碾壓等,從處理的土的類型來看,其可用于黃土、粘土、砂土、塊片石、軟弱土等處理。根據(jù)工程實踐來看,沖擊壓路機使用時沖擊波較大,容易對周邊建筑物產(chǎn)生不利影響,沖擊壓實時需注意以下幾個方面。
(1)與附近建筑物保持水平安全距離,具體可參考見表2。
表2 水平安全距離要求
(2)滿足沖擊壓實最小作業(yè)面要求,一般要求工作面≥1 500 m2,作業(yè)長度≥100 m、沖壓寬度≥6.0 m;
(3)土體含水量超過最佳含水量2%、或是低于最佳含水量3%~4%,適合采用沖擊壓實技術(shù)。
本文僅以某高速公路工程為例展開分析,路線長46.123 km,雙向4車道。公路全線分布有砂性粉質(zhì)亞砂土、膠結(jié)性重粘土等,具有低塑限低液限的特點,因此必須做好路基處理工作,經(jīng)研究后決定采用沖擊壓實技術(shù)。
本項目選取一段300 m路段為試驗段,試驗段相關(guān)基本參數(shù)如下表3所示,按壓實后填土厚度80 cm預鋪土方,預計松浦系數(shù)1.2~1.3,橫坡3%~4%,計算松浦厚度后組織沖擊壓實施工。
表3 試驗段相關(guān)基本參數(shù)
試驗段沖擊壓實施工技術(shù)要點:
(1)行走路線:本項牽引車與壓路機長10 m,場地面積要求大。
(2)碾壓過程中,按規(guī)定路線沖擊壓實,轉(zhuǎn)彎時調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑、沖擊波峰,實現(xiàn)錯峰壓實;行走速度12~20 km/h,前期速度15 km/h以下;土體基本密實后逐漸加快行駛速度,沖壓超過10遍后速度超過15 km/h。
(3)轉(zhuǎn)彎邊角、試驗檢測坑補充壓實:補充壓實部位包括涵頂部位及兩側(cè)橋臺、擋墻等,此外補充壓實開挖的檢測坑。
(4)試驗段檢測:本項目試驗段沖擊壓實完成后,開展厚度、壓實度檢測工作。根據(jù)檢測情況顯示見表4,通過沖擊壓實施工,0~80 cm土體壓實度顯著提高,0~40 cm范圍內(nèi)隨著深度的增大、壓實度增加;超過40 m深度后,隨著深度增大、壓實度衰減。
表4 壓實度檢測結(jié)果
本項目壓實厚度80 cm,為保證壓實度>93%,需沖擊壓實25遍,最終決定按27遍進行施工控制;同時施工中嚴格控制行駛速度,前5遍10~12 km/h,后期行駛速度≥15 km/h。
(1)嚴格根據(jù)試驗段鋪筑經(jīng)驗開展施工作業(yè),不得盲目采用其他道路施工經(jīng)驗;
(2)上路床沖擊完成后,平地機整形后,振動壓路機振壓2遍,保證表面密實平整;
(3)路基邊緣超填1.0 m,沖擊壓實機行走安全;
(4)沖擊壓路機行走速度相對較快,操作人員需持證上崗。
綜上所述,在道路施工中,路基壓實是基礎環(huán)節(jié),也是關(guān)鍵環(huán)節(jié),路基壓實度是否滿足要求,直接關(guān)系到道路使用性能、使用周期,甚至是行車人員的生命安全。目前,擊壓實技術(shù)在路基處理中已經(jīng)得到了較為廣泛的運用,在工程實踐中,需通過試驗段施工合理確定沖擊壓實路線、遍數(shù),保證路基壓實度滿足要求,整體施工質(zhì)量可靠。