淺析粉土路基填筑中沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用

葛崇俊

摘 要： 我國(guó)地域遼闊，含砂低液限粉土分布較為廣泛，此類(lèi)土質(zhì)較差，在該土質(zhì)上建設(shè)公路工程，其路基碾壓方式選擇及施工工藝研究，對(duì)提高施工質(zhì)量、保證施工應(yīng)用效果具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文以某含砂低液限粉土路基施工為例，在充分了解沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)沖擊碾壓施工工藝進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞： 粉土路基；填筑施工；沖擊碾壓

一、工程概況

某公路工程所處路段含砂低液限粉土較多，180萬(wàn)m3為路基土石方總量，填挖平衡。因本路段粉質(zhì)土較多，如棄之不用，必須借土填方，這種情況下將大大增加工程造價(jià)，且會(huì)有大量棄方產(chǎn)生。基于經(jīng)濟(jì)性原則，決定選用砂低液限粉土作為路基填筑材料，開(kāi)挖土方之后，其含水率可達(dá)到25%～40%，如選用振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)該土體進(jìn)行碾壓施工，則壓實(shí)難度較大，同時(shí)無(wú)法確保路基填筑壓實(shí)度滿(mǎn)足施工規(guī)范規(guī)定。加之該路段所在區(qū)域氣候條件復(fù)雜，具有較大空氣濕度，因此攤鋪晾曬施工工藝不宜用于該工程施工。為保證施工質(zhì)量，擬定K86+320～K87～650段作為試驗(yàn)段，選用沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)施工工藝進(jìn)行施工。

二、沖擊碾壓作用原理

作為一種新型壓實(shí)技術(shù)，沖擊碾壓具備振動(dòng)碾壓及夯擊的共同優(yōu)勢(shì)。在公路建設(shè)事業(yè)高速發(fā)展中，沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用，可有效提高粉土路基強(qiáng)度及壓實(shí)度。壓實(shí)可重新組合土顆粒，相互擠密，排除原孔隙內(nèi)的水與空氣，減少孔隙，增加密度，構(gòu)成完整的整體。除此之外，還能大幅增加內(nèi)摩阻力與粘聚力，進(jìn)而提高土體強(qiáng)度，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。在壓實(shí)作用下，可大大降低土體透水性，減弱毛細(xì)水作用，進(jìn)而提升土體水穩(wěn)性。

相比傳統(tǒng)壓實(shí)技術(shù)，沖擊碾壓技術(shù)同樣也是通過(guò)垂直振動(dòng)達(dá)到土體密實(shí)的作用，但因其外形獨(dú)特，沖擊輪質(zhì)量較大，行駛速度很快，可大大提升土體壓實(shí)質(zhì)量。其壓實(shí)作用機(jī)理如下：

1、相比光輪壓路機(jī)，沖擊壓實(shí)機(jī)同樣具有較大自重，因其自身重力影響，將對(duì)輪下土體產(chǎn)生較大靜壓力，進(jìn)而提高土體密實(shí)度。

2、沖擊碾壓可通過(guò)沖擊輪將沖擊作用施加于土壤，以此將振動(dòng)力、沖擊能量釋放出來(lái)，因其能量較大，使得土顆粒出現(xiàn)較大運(yùn)動(dòng)加速度，進(jìn)而將土體內(nèi)氣體、液體及時(shí)排除，增加土體密實(shí)度。

三、粉土路基填筑中沖擊碾壓施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

（1）施工放樣。按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)施工導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，并將路基邊樁及路堤坡腳樁、中樁等位置加以確定。且按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行路線控制樁的設(shè)置。

（2）場(chǎng)地清理及整平。按照路基寬度，將路基施工范圍內(nèi)的雜物，如雜草、表土等清理干凈，且向場(chǎng)外指定堆放點(diǎn)運(yùn)送。完成場(chǎng)地清理工作后，即可進(jìn)行基準(zhǔn)面找平施工，進(jìn)而為后期沖擊碾壓施工提供便利。一般需按照從高到低的順序進(jìn)行基準(zhǔn)面找平，需在30cm以?xún)?nèi)控制凹陷低洼部位鋪筑土厚度，確保沖擊碾壓施工的平整性。根據(jù)施工條件，可選取推土機(jī)進(jìn)行基準(zhǔn)面粗平施工，精平時(shí)則選用平地機(jī)施工。

（3）檢測(cè)含水率。碾壓施工前，需分層檢測(cè)原地面0～120cm深度土層的土物理力學(xué)指標(biāo)，具體分層厚度以30cm為準(zhǔn)，主要對(duì)其天然含水率、最大干密度進(jìn)行檢測(cè)。按照試驗(yàn)結(jié)果，合理確定該深度土層天然含水率，如含水率較高，則需及時(shí)進(jìn)行晾曬；如含水率較低，則需進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)水，待其含水率滿(mǎn)足最佳含水率允許范圍后，即可碾壓施工。

2、沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)

選取沖擊壓路機(jī)進(jìn)行施工，碾壓時(shí)應(yīng)由路基一側(cè)邊緣開(kāi)始施工，行駛到終點(diǎn)后，即可轉(zhuǎn)彎反向順著路線中心行駛至起點(diǎn)位置，隨后再次轉(zhuǎn)向路基邊側(cè)行駛，根據(jù)施工情況，可在1/2以上控制壓實(shí)輪輪跡重疊寬度，確保可整幅碾壓，無(wú)漏壓?jiǎn)栴}。待完成一遍碾壓作業(yè)后，即可進(jìn)行下一遍碾壓施工，直至其壓實(shí)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。相比土體最佳含水率，如含水率較小，應(yīng)選取推土機(jī)等設(shè)備進(jìn)行整平施工，并按照計(jì)算量進(jìn)行灑水補(bǔ)充，確保土體始終滿(mǎn)足最佳含水率允許值，避免出現(xiàn)松散層現(xiàn)象。待水分充分滲透之后，即可再次開(kāi)始沖擊碾壓施工，完成碾壓施工后，需再次檢測(cè)壓實(shí)度，保證滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

一般需分層填筑路基，路基施工選用常規(guī)壓路機(jī)即可。如路基分層填筑滿(mǎn)足80cm，即3層時(shí)，則需按照工藝控制要求，每80cm選用相應(yīng)施工設(shè)備，如沖擊壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)等，進(jìn)行20遍沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)施工，依次循環(huán)，直到路床頂面。

3、質(zhì)量檢測(cè)

（1）壓實(shí)度檢測(cè)。在檢測(cè)路基壓實(shí)度時(shí)，斷面及檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置可以按2000㎡設(shè)4處的方式檢測(cè)，如遇特殊情況，可適當(dāng)進(jìn)行斷面或斷面檢測(cè)點(diǎn)的增設(shè)。一般以灌砂法進(jìn)行沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)20遍壓實(shí)度檢測(cè)，本文以0～30cm及30～60cm深為例分析，具體如下：

第一，0～30cm土層深度下，沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)20遍時(shí)，壓實(shí)度可達(dá)到96.8%，可滿(mǎn)足壓實(shí)度指標(biāo)（K=76.5%）要求；

第二，30～60cm土層深度下，沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)20遍時(shí)，壓實(shí)度可達(dá)到94.2%，可滿(mǎn)足壓實(shí)度指標(biāo)（k=74.3%）要求。

由此可見(jiàn)，通過(guò)沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)處理，可有效提升路基壓實(shí)度，達(dá)到良好施工效果。

（2）沉降量檢測(cè)。在檢測(cè)路基沉降量時(shí)，斷面可按照每隔20m設(shè)置，各個(gè)斷面觀測(cè)點(diǎn)可設(shè)5個(gè)。一般在路基設(shè)計(jì)線、路基行車(chē)道外側(cè)或行車(chē)道中心線等部位設(shè)置沉降點(diǎn)。沉降觀測(cè)往往選取內(nèi)螺旋導(dǎo)管式沉降板檢測(cè)，其直徑需控制在100mm，分節(jié)長(zhǎng)度為25cm，需向地下埋入，深度則控制在40cm左右，且與碾壓層面之間的距離控制在10cm以上，上面需覆蓋砂料，防止因沖擊碾壓施工，導(dǎo)致沉降板破損。本次檢測(cè)仍以20遍沖擊碾壓復(fù)合壓實(shí)進(jìn)行沉降量控制標(biāo)準(zhǔn)，要求對(duì)沖擊碾壓施工前、后所有檢測(cè)點(diǎn)的相對(duì)高程進(jìn)行對(duì)比分析，且準(zhǔn)確記錄。檢測(cè)結(jié)果顯示，當(dāng)碾壓遍數(shù)為0遍時(shí)，相對(duì)與累計(jì)沉降量均為0.00cm；當(dāng)碾壓遍數(shù)為6遍時(shí)，相對(duì)與累計(jì)沉降量仍相同，均為12.57cm；碾壓遍數(shù)為12遍時(shí)，則兩者存在較大差距，相對(duì)沉降量此時(shí)為6.35cm，而累計(jì)沉降量則達(dá)到18.92cm；當(dāng)碾壓20遍時(shí)，則相對(duì)沉降量有所降低，為2.76cm，但累計(jì)沉降量仍在增加，為21.68cm。由此可見(jiàn)，隨著沖擊碾壓遍數(shù)的增加，相對(duì)沉降量在逐漸減小，但累計(jì)沉降量則在不斷增加。則說(shuō)明沖擊碾壓施工，可有效控制路基沉降量。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為進(jìn)一步改善公路建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，不得不在地形地質(zhì)條件復(fù)雜的路段開(kāi)展工程項(xiàng)目建設(shè)，特別是不良地基加固處理問(wèn)題，已成為交通建設(shè)行業(yè)必須面對(duì)的難點(diǎn)問(wèn)題，這也是工程施工中的技術(shù)難題。作為一種不理想的筑路材料，在飽水狀態(tài)下，粉土很容易出現(xiàn)散化、結(jié)構(gòu)軟化等現(xiàn)象，遇震則會(huì)液化，被視為不良地基。如在路基填筑施工中，選用此類(lèi)土作為填筑材料，必須采取合理的碾壓方式，規(guī)范其施工工藝。沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用，可有效改良粉土路基使用性能，加快施工進(jìn)度，且還能降低工程成本，避免產(chǎn)生大量棄方。■

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