許光

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團有限公司第四分公司，石家莊 052160）

1 引言

高速公路建設(shè)項目中，路基工程施工質(zhì)量需嚴格控制，否則會影響整個公路的施工質(zhì)量，處理公路路基時，需綜合考慮地質(zhì)巖性、氣候條件、交通流量等因素[1]。 現(xiàn)階段，高速公路路基施工過程中常會遇到濕陷性黃土， 由于黃土為典型性的非飽和欠壓土狀堆積物，孔隙多且質(zhì)地疏松，在外界荷載作用下容易產(chǎn)生侵蝕、剝落甚至坍塌，給高速公路路基建設(shè)帶來較大的困難。 目前，針對濕陷性黃土路基采取的加固措施較多，相較于常規(guī)的強夯法、灰土擠密樁、換填法等，沖擊碾壓技術(shù)加固效果更加顯著，結(jié)合沖擊壓路機的沖擊、揉搓、碾壓等綜合作用，可有效消除黃土的濕陷性，提高土體密實性，進而提高路基承載能力和結(jié)構(gòu)強度[2]。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長100.184 km， 路基寬度為26.5 m，全線橋隧比為56.4%，該高速公路位于山區(qū)，以丘陵地貌為主，地勢為東南高、西北低。 該高速公路的第五合同段存在典型的濕陷性黃土，主要為風積粉質(zhì)液限土，濕陷性突出。 據(jù)地質(zhì)探勘及試驗檢測可得，該路段濕陷性黃土干密度在1.30～1.45 g/cm3， 壓縮模量最高為6.6 MPs， 孔隙比在0.880～1.064，黏聚力和摩擦角分別為40 kPa、22.6°，其濕陷等級具體見表1。為改善濕陷性黃土工程特性，提高路基整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度，本項目擬采用沖擊碾壓技術(shù)進行路基加固處理。

表1 濕陷等級

3 沖擊碾壓施工技術(shù)工程特性分析

沖擊碾壓技術(shù)是一種針對濕陷性黃土路基的加固處理技術(shù)，路基施工應(yīng)用時可達到節(jié)約施工成本、縮短工期的作用[3]。主要原理是利用沖擊碾壓機，將土層顆粒進行充分碾壓，土層顆粒內(nèi)部各粒徑組成料互相持續(xù)均勻擠密， 從而實現(xiàn)重新排列組合，此時內(nèi)部多余的空氣與水分會逐漸被擠壓出去，可有效降低土層內(nèi)部空隙率，加大土層的密實性，形成新的且完整的土體，同時加大土層的黏聚力和內(nèi)摩阻力，提升路基的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性，水穩(wěn)定性也有效增強。

沖擊碾壓施工的主要技術(shù)特征具體如下。

3.1 沖擊力強

路基采用沖擊碾壓技術(shù)施工時， 機械設(shè)備會針對路基土層產(chǎn)生一定的沖擊力，外加行車荷載的同步作業(yè)，會持續(xù)加強沖擊作用效果[4]，因此，相比于其他碾壓作業(yè)，沖擊碾壓施工技術(shù)的壓實效果更加明顯。

3.2 低頻率高振幅

一般情況下，沖擊碾壓施工主要發(fā)揮其低頻率、高振幅的優(yōu)勢進行碾壓作業(yè)，頻率為2 次/s，可實現(xiàn)高幅度的沖擊作用。

3.3 碾壓效率高

沖擊碾壓施工技術(shù)適用范圍廣， 適用于各種類型的路基碾壓， 通過多次持續(xù)的沖擊碾壓原理增強路基土的穩(wěn)定性和壓實度[5]。

4 沖擊碾壓施工技術(shù)要點分析

4.1 設(shè)備及材料設(shè)計

本項目濕陷性黃土路基施工主要選用沖擊壓路機， 輪寬0.9 m，夯擊能可達24 kJ。 施工之前，需對壓路機的各項指標、零件、參數(shù)等進行調(diào)試安裝，確保可正常投入施工使用[6]。 在取土場選取3 個區(qū)域進行取樣試驗， 且每個區(qū)域按照兩個平行試驗展開，路基填料選用砂土，其物理力學性能見表2，所選用的填料需嚴格通過性能檢測，要求其壓碎值、含水率、級配粒徑、整潔度等均需要滿足施工要求，并做好必要的防塵防潮措施，以提高后續(xù)沖擊碾壓施工質(zhì)量。

表2 填筑材料物理力學性能

4.2 施工放樣

選用全站儀就現(xiàn)場中樁控制線和邊緣線進行施工放樣，并定位測量出導(dǎo)線點和水準點，若存在偏移問題，需及時予以修正。 在直線路段處應(yīng)于路基邊線20 m 處進行放樣施工，并合理控制樁中線，間距控制在10 m 以內(nèi)。

4.3 填土及平整作業(yè)

現(xiàn)場需嚴格按照設(shè)計規(guī)范要求開啟一系列測量放樣施工作業(yè)，完畢且經(jīng)檢測合格后，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選取填土予以填補，填土尺寸應(yīng)與測量放樣標準相符，以確定出填筑寬度和高度[7]。 第一步應(yīng)在路基外側(cè)1 m 范圍之內(nèi)開啟施工，再持續(xù)向內(nèi)展開， 以免兩側(cè)失穩(wěn)凹陷。 整平完后及時檢測實際含水量，為后續(xù)作業(yè)奠定扎實基礎(chǔ)。

4.4 碾壓施工

按照設(shè)定的攤鋪厚度開啟濕陷性黃土沖擊碾壓施工，確保厚度不大于1 m。 沖擊碾壓施工步驟主要分為初壓、復(fù)壓以及終壓3 個階段，初壓應(yīng)在高溫環(huán)境下展開，施工順序為由外向內(nèi)，輪寬重疊控制在1/3 左右為宜，到達中心線時可結(jié)合實際情況增大碾壓速度。 復(fù)壓主要采用鋼輪壓路機，進行5 遍左右的碾壓，輪跡寬度仍為1/3，碾壓速度嚴格控制，確保不存在多余輪跡痕。 最終的終壓施工選擇靜壓的方式，以消除剩余明顯輪跡。 沖擊碾壓施工中，現(xiàn)場技術(shù)人員及時對平整度和壓實度進行檢測。

4.5 接縫施工

接縫施工需配合擋板進行展開， 提前將接縫處存在的碎石、雜物清除，隨后再內(nèi)壁上均勻涂抹一層粘層油，可有效提高接縫施工效率和質(zhì)量。 接縫施工完畢后施工單位將結(jié)果及時報于監(jiān)理單位，要求依據(jù)充分，簽字齊全[8]。

4.6 安全注意事項

1）沖擊碾壓的正式施工之前，現(xiàn)場的施工人員需要系統(tǒng)排查一遍所用沖擊式壓路機的各項性能指標參數(shù)是否滿足施工需求，另外，摸排現(xiàn)場施工區(qū)域范圍內(nèi)所有的地下構(gòu)筑物（管道、電線等），結(jié)合實際情況確定項目施工中的沖擊范圍，同時合理規(guī)劃碾壓場區(qū)的結(jié)構(gòu)物間距、寬度以及長度等指標。

2）進行沖擊碾壓施工之前，施工單位應(yīng)在適當位置加設(shè)相關(guān)字符的標識標牌，監(jiān)管出入人員及車輛，防止影響正常施工，避免產(chǎn)生安全事故。 提前進行機械設(shè)備技術(shù)交底培訓(xùn)，各沖擊式壓路機配備2 名以上操作人員，并確保持證上崗。 現(xiàn)場要定期進行灑水清潔，避免粉塵、煙霧過重，影響施工人員身體健康。

3）提前設(shè)計好沖擊碾壓行進路線，行進過程需保持持續(xù)、均勻，要求壓路機到達盡頭后方可調(diào)頭，中間不得中斷，實時監(jiān)控路面的壓實度大小，并詳細記錄碾壓時間、壓實度實際值等。 沖擊碾壓施作時需保證路基邊緣寬度不小于1 m，確保路肩平整度滿足規(guī)范要求。

綜上所述，沖擊碾壓施工全過程需做好質(zhì)量把控，當現(xiàn)場土體含水量低或灰塵較多時， 需提前采取灑水的方式進行處理，避免出現(xiàn)沖擊能過低或偏大等問題。 另外，在沖擊碾壓過程中需對周邊構(gòu)造物或植被進行妥善保護， 必要時還應(yīng)加設(shè)穩(wěn)固的防護結(jié)構(gòu)。

4）施工過程中嚴格按照設(shè)計參數(shù)和規(guī)范要求進行沖擊碾壓作業(yè)，行進速度嚴格控制，不得存在任何形式的空擋或隨意換擋車行。 嚴格提前劃好的標線進行碾壓，速度不得過大，在轉(zhuǎn)彎或調(diào)頭處需提前降速， 以免造成壓實度過高或車輛側(cè)翻問題，針對碾壓不到位處要采取補救措施。

5）沖擊碾壓路基施工過程中，若存在較大彈簧或起伏等現(xiàn)象時，需及時暫停碾壓施工作業(yè)，將軟土層置換或清除，含水率滿足要求后再開啟作業(yè)。

6）嚴格設(shè)定沖擊碾壓施工的過程時間和操作順序，不得夜間擾民以及破壞周邊環(huán)境。

4.7 施工質(zhì)量檢查

本項目中濕陷性黃土路基主要選用沖擊碾壓技術(shù)進行處理，嚴格按照施工步驟進行現(xiàn)場施工，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場驗收后，選取適當區(qū)域現(xiàn)場作為檢測路段進行質(zhì)量檢測。 現(xiàn)場首先在指定區(qū)域進行鉆芯取樣處理，各芯樣進行標記，壓縮模量Es變化特點具體見表3。

表3 沖擊碾壓前后濕陷性黃土路基土壓縮模量變化情況

根據(jù)檢測結(jié)果可得，在沖擊碾壓次數(shù)的不斷增大后，路基土體壓縮模量隨之增大，路基整體加固質(zhì)量良好。

5 結(jié)語

本文就沖擊碾壓施工技術(shù)在濕陷性黃土路基處理中的應(yīng)用進行研究，依托實際高速公路路基工程，圍繞沖擊碾壓施工技術(shù)工程特性、施工技術(shù)要點等進行展開，并及時對濕陷性黃土路基碾壓質(zhì)量進行檢測， 提出詳細且完備的沖擊碾壓施工安全注意事項，避免現(xiàn)場出現(xiàn)各種形式的安全事故，消除安全隱患，本文研究結(jié)果表明，采用沖擊碾壓施工技術(shù)可有效改善黃土路基的濕陷性，提高路基穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度，進而有效延長公路使用壽命。