沈勇

摘 要：利用沖擊碾壓試驗(yàn)，對(duì)土石混填路堤的強(qiáng)度性能進(jìn)行測(cè)試，有利于針對(duì)性地提升路基混合體整體的壓實(shí)度。本文以京秦高速公路土石混填沖擊碾壓試驗(yàn)應(yīng)用為探討主題，通過(guò)規(guī)范化的試驗(yàn)流程，測(cè)試碾壓前后路基壓實(shí)度的變化，以及沖擊碾壓對(duì)高填路基沉降量、填料密度帶來(lái)的影響。

關(guān)鍵詞：土石混填;沖擊碾壓;試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

利用沖擊壓路機(jī)，沖擊并碾壓處理地基土，是提高地基土強(qiáng)度性能與壓實(shí)度的一種有效方法。近年來(lái)，道路工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，道路地基的施工建造面臨著更高的質(zhì)量要求，運(yùn)用沖擊碾壓，測(cè)試高速公路土石混填路堤的壓實(shí)效果，以此確定對(duì)路堤結(jié)構(gòu)予以補(bǔ)強(qiáng)加固的方式方法，是全面提升道路路基強(qiáng)度與承載水平的必要路徑。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

1.1 試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)時(shí)間

以目前正在施工中的跨越山區(qū)的京秦高速公路工程為例，由于當(dāng)?shù)卮嬖谄鸱^大的地形地貌，且山嶺較為陡峻，因而選擇高填方路基、半填半挖路基為主要的路基形式。在實(shí)際施工中，涉及到路基回填施工任務(wù)的路段較長(zhǎng)，因此其整體高度范圍在2～12 m以內(nèi)（如圖1所示）。測(cè)試內(nèi)容主要是通過(guò)對(duì)前路基頂面高程、后路基下沉量進(jìn)行沖擊碾壓，借此獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果。然后，對(duì)前路基密度、被沖擊碾壓后路基的實(shí)際密度進(jìn)行測(cè)試。分層填筑路堤且將其予以規(guī)范壓實(shí)處理后，是開(kāi)展沖擊碾壓試驗(yàn)的適宜時(shí)間，這也可以為后續(xù)的補(bǔ)強(qiáng)加固施工提供便利條件[1]。

1.2 試驗(yàn)過(guò)程

1.2.1 試驗(yàn)器具

沖擊式壓路機(jī)與牽引機(jī)是沖擊碾壓試驗(yàn)中應(yīng)用到的主要機(jī)械設(shè)備，通常情況下，檢測(cè)人員需結(jié)合具體的測(cè)試要求，合理把控壓路機(jī)的運(yùn)行速度，確保其保持大小適宜的沖擊勢(shì)能。

1.2.2 測(cè)點(diǎn)布置

分層填筑路基的施工階段內(nèi)，當(dāng)完成一層填料的填筑作業(yè)后，檢測(cè)人員需準(zhǔn)確把握其初始?jí)簩?shí)度，保證其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在確定具體的試驗(yàn)段后，應(yīng)選擇適宜的路基，通常情況下，以帶有代表性的斷面為宜，然后參照相應(yīng)的間隔距離要求，在橫向方向上完成兩點(diǎn)的布設(shè)，在縱向方向上，做好三點(diǎn)布設(shè)，形成一個(gè)兩列三行形式的沉降板觀測(cè)點(diǎn)。與此同時(shí)，以沖擊碾壓的厚度為基準(zhǔn)，確保填料厚度與之保持一致。在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的豎向方向上，以半米為基準(zhǔn)，布設(shè)四層沉降鋼板，主要目的是為了為后續(xù)的初次碾壓作業(yè)、沖擊碾壓施工提供方便，避免表層位置上，深度較大的土體出現(xiàn)形變現(xiàn)象，鋼板發(fā)生水平位移。完成埋設(shè)鋼板的施工工作后，施工人員需以上述的六個(gè)測(cè)點(diǎn)為基準(zhǔn)，在其附近的適宜位置上安設(shè)同樣數(shù)量的測(cè)量鋼筋，用以對(duì)比和分析。除此以外，再選定代表性的斷面，預(yù)先定點(diǎn)，然后搭設(shè)六根用于沉降觀測(cè)作業(yè)的鋼筋，整個(gè)過(guò)程中總共形成十二個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)[2]。

1.2.3 測(cè)量方法及測(cè)量

完成填料，以及初步碾壓作業(yè)后，檢測(cè)人員需在試驗(yàn)段內(nèi)選擇一個(gè)適宜的橫斷面，并設(shè)定3個(gè)代表點(diǎn)，為開(kāi)展密度試驗(yàn)作準(zhǔn)備。利用水準(zhǔn)儀，對(duì)鋼筋打入的初始標(biāo)高予以準(zhǔn)確測(cè)量。利用沖擊式壓路機(jī)，完成5遍、10遍及20遍沖擊碾壓作業(yè)后，再對(duì)鋼筋打入的實(shí)際標(biāo)高值進(jìn)行測(cè)量，并獲取各種碾壓遍數(shù)下的孔隙率、填料密度等關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息。然后通過(guò)對(duì)比初始值，進(jìn)行研究分析?？偨Y(jié)與分析測(cè)量數(shù)據(jù)可以得知，其中包括84個(gè)沉降數(shù)據(jù)，以及48個(gè)密度與孔隙率數(shù)據(jù)。通過(guò)灌砂法測(cè)量碾壓前、碾壓后路基壓實(shí)度的變化情況。對(duì)路基予以碾壓處理后，利用專用的灌砂儀，對(duì)碾壓面下15 cm位置處路基的實(shí)際壓實(shí)度進(jìn)行測(cè)試，總共包含6個(gè)測(cè)試點(diǎn)[3]。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 碾壓前后壓實(shí)度的變化

以碾壓面下方15 cm位置處，設(shè)定6個(gè)用于試驗(yàn)壓實(shí)度的測(cè)試點(diǎn)，完成碾壓作業(yè)后，整理檢測(cè)碾壓前與碾壓后的數(shù)據(jù)結(jié)果，如表1。

通過(guò)對(duì)比碾壓前、碾壓后檢測(cè)壓實(shí)度的數(shù)據(jù)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，路基壓實(shí)度整體呈現(xiàn)顯著增大的變化趨勢(shì)，最小提高量為6.5%，最大提高量為10%。碾壓前后對(duì)比如圖2、3所示。

2.2 沖擊碾壓對(duì)高填路基沉降量影響

在沖擊碾壓遍數(shù)不同的情況下，測(cè)量鋼筋打入的標(biāo)高，即可得出沖擊碾壓遍數(shù)與路基沉降量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系（如圖4）。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試可以得知，當(dāng)完成對(duì)路基5遍、10遍以及20遍的沖擊碾壓處理后，其填料頂面的測(cè)點(diǎn)部分會(huì)呈現(xiàn)出十分明顯的沉降現(xiàn)象，完成5遍沖壓時(shí)，其表面平均沉降量為5.7 cm，完成10遍沖壓后，路基填筑表面平均沉降量為7.4 cm，完成20遍沖壓后，平均沉降量為9.0 cm。除此以外，在逐漸加大沖擊遍數(shù)的過(guò)程中，盡管同樣沖壓遍數(shù)情況下的沉降量依然是變化的，但其整體轉(zhuǎn)變趨勢(shì)呈現(xiàn)日趨放緩的狀態(tài)[4]。

2.3 混填路基沖擊碾壓的影響深度

在路基內(nèi)各層中，埋設(shè)有沉降鋼板，測(cè)量其標(biāo)高并得出具體的數(shù)據(jù)結(jié)果后，便可以對(duì)沖擊碾壓遍數(shù)不同的情況下，每一層填土的實(shí)際沉降量進(jìn)行計(jì)算。參照真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，分析并研究每一分層填筑層上，沉降測(cè)量板的沉降情況與沖擊碾壓遍數(shù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，以各測(cè)量點(diǎn)為基準(zhǔn)，對(duì)不同沖擊碾壓遍數(shù)下，每一單層填料的分層壓實(shí)量進(jìn)行整理與分析，即可得知，在沖擊碾壓遍數(shù)一定的情況下，測(cè)量點(diǎn)不同，對(duì)應(yīng)的填料深度也會(huì)顯示出不同的沉降量。在逐步增加深度大小的情況下，填料深度點(diǎn)的沉降量普遍呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢(shì)。例如，在完成5遍沖壓后，路基填料頂面達(dá)到了4.35的平均沉降量，距離填料頂面50 cm的位置處，測(cè)得2.65 cm的沉降量，距離填料頂面100 cm的位置處，測(cè)得1.25 cm的沉降量。

在增加沖壓遍數(shù)的情況下，測(cè)量點(diǎn)沉降量的增大并不是等比例的關(guān)系，實(shí)際上是體現(xiàn)出逐漸減緩的變化趨勢(shì)。由此可得，當(dāng)沖壓遍數(shù)不同時(shí)，填方路堤分層填料的實(shí)際壓實(shí)量具有一種顯著的變化規(guī)律，即在不斷增加沖壓遍數(shù)的條件下，每一分層填料內(nèi)的壓實(shí)量呈現(xiàn)出逐漸加大的變化趨勢(shì)。例如，從5遍的沖壓遍數(shù)增加到10遍時(shí)，從頂面算起的第二層填料由原本的1.40 cm壓實(shí)量，轉(zhuǎn)變到了2.45 cm的壓實(shí)量。且在逐漸加大沖壓遍數(shù)的情況下，分層填料壓實(shí)量的相對(duì)變化量與之并不是同比例增大的對(duì)應(yīng)關(guān)系[5]。

2.4 沖擊碾壓對(duì)高填路基填料密度影響

完成初次碾壓路基填料的施工后，檢測(cè)人員需在整個(gè)試驗(yàn)段內(nèi)，選擇3個(gè)代表性的測(cè)量點(diǎn)，用以開(kāi)展密度試驗(yàn)，在此過(guò)程中，主要涉及到對(duì)灌水法的使用。在完成對(duì)試驗(yàn)段沖擊碾壓5遍、10遍以及20遍的測(cè)試工作后，檢測(cè)人員需再選取3個(gè)適宜的代表點(diǎn)，用以進(jìn)行密度試驗(yàn)。與此同時(shí)，還需要依托于烘干法等室內(nèi)試驗(yàn)法，對(duì)填料的實(shí)際含水量進(jìn)行測(cè)量（如圖5）。

完成換算后，即可對(duì)初壓、5遍、10遍、20遍沖壓處理后的填料的干密度的變化情況、孔隙率的變化情況進(jìn)行推斷。要實(shí)現(xiàn)對(duì)土石混合填筑路基施工質(zhì)量的嚴(yán)格控制，可以將參照填筑孔隙率變化、壓實(shí)沉降差變化作為一種有效方法。在完成對(duì)路基填料的20遍沖擊碾壓處理后，按照具體的規(guī)范要求實(shí)施分層填筑以及平整壓實(shí)，扣除沖擊碾壓松動(dòng)層對(duì)碾壓路段帶來(lái)的影響后，得出整個(gè)碾壓路段產(chǎn)生的沉降量達(dá)到7 cm，這說(shuō)明其使得工后沉降得以大大減少。

3 結(jié)論與施工建議

分析與研究最終的測(cè)試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，由于在高填方路堤的填料施工中，所用的填料內(nèi)具有較多的石料和土石混合料，因此在完成初壓以及沖壓碾壓作業(yè)后，路基得到了較為理想的補(bǔ)強(qiáng)與加固效果。對(duì)路基沖擊碾壓的遍數(shù)不同，相同填料深度點(diǎn)的沉降量也會(huì)隨之發(fā)生變化，隨著沖壓遍數(shù)的不斷增加，整體沉降量也呈現(xiàn)穩(wěn)步增大的發(fā)展趨勢(shì)。因此在使用沖擊式壓路機(jī)的過(guò)程中，需重視對(duì)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行速度的合理把控，優(yōu)化沖擊碾壓的試驗(yàn)效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

在京秦高速公路土石混填路堤施工中利用沖擊碾壓法，有利于科學(xué)有效地補(bǔ)強(qiáng)加固路基基礎(chǔ)，大幅提高整個(gè)道路的壓實(shí)度，為道路運(yùn)營(yíng)提供可靠的安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]李清華.沖擊式壓路機(jī)在高填方路基施工中的應(yīng)用[J].交通世界，2020（34）：79-80+118.

[2]李彥鵬.建筑工程中地基處理方案分析[J].工程技術(shù)研究，2020（22）：223-224.

[3]李洪峰.高速公路施工中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用分析[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2020（19）：102-103.

[4]王瑞春，何迎坤，張桂溪.沖擊碾壓聯(lián)合水泥攪拌樁處理填土地基試驗(yàn)與應(yīng)用研究[J].路基工程，2020（4）：66-72.

[5]李利陽(yáng)，李文慶.道路路基回填拖式?jīng)_擊碾壓施工技術(shù)研究[J].施工技術(shù)，2020（S1）：1381-1383.