沖擊碾壓法處置濕陷性土路基的實(shí)踐

（新疆維吾爾自治區(qū)交通建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊 830000）

一、沖擊碾壓法處置濕陷性土路基的機(jī)理

通過沖擊碾壓法處置濕陷性土路基，主要是利用沖擊壓實(shí)機(jī)重型輪子的集中沖擊力量，對土石填料加以壓實(shí)。在重型工業(yè)拖車的牽引之下，沖擊壓實(shí)機(jī)一般會按照一定的速度逐漸向前碾壓。車輪一角立于地面并向前碾壓時，另外一側(cè)的輪短半徑會產(chǎn)生重力加速度快速落到地面，從而產(chǎn)生巨大的沖擊波，促使土質(zhì)孔隙比出現(xiàn)變化并提升土體自身的均勻密實(shí)度，使土體滲透性顯著降低。

二、工程實(shí)例

新疆省道315線蜂場至尼勒克段公路改建工程全長80.4km，路面寬度12m，是伊犁州尼勒克縣唯一貫通全境的干線道路。此區(qū)域內(nèi)濕陷性土分布較為廣泛，大部分路段地基土以粉土及粉質(zhì)黏土為主，具備非飽和、大孔隙、壓縮性較低的特點(diǎn)。全線濕陷性土路段共計37段，全長42.61km：其中Ⅰ級非自重濕陷性土17.91km；Ⅰ～Ⅱ級非自重濕陷性土10.69km；Ⅱ級自重濕陷性土8.45km；濕陷系數(shù)平均為0.04，濕陷程度主要為Ⅰ（輕微）～Ⅱ（中等），局部段落為Ⅲ（強(qiáng)烈），孔隙比平均為0.94，壓縮系數(shù)平均為0.42MPa-1。

三、試驗(yàn)設(shè)計

為了更有效地運(yùn)用沖擊碾壓法處置新疆伊犁濕陷性土路基，結(jié)合工程案例進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計。首先，要確定試驗(yàn)方案、各方面參數(shù)和工藝。結(jié)合該路段實(shí)際參數(shù)，選擇合適的沖擊壓路機(jī)型號并按照施工要求確定碾壓速度和碾壓次數(shù)，合理設(shè)計壓實(shí)設(shè)備工序以及組合方式等；其次，根據(jù)施工方法和要求，針對施工質(zhì)量選擇合適的檢測方法。

四、沖擊碾壓施工方案設(shè)計

需要針對該工程路段的濕陷性土路基進(jìn)行沖擊碾壓作業(yè)，合理設(shè)計施工方案：

1.結(jié)合施工要求和實(shí)際情況，將沖擊碾壓速度保持在10km/h～13km/h，并使用速度計在施工現(xiàn)場進(jìn)行測量；

2.設(shè)計沖擊壓實(shí)過程中瞬時沖擊功率最大值。根據(jù)設(shè)計要求，確定此試驗(yàn)中靜態(tài)勢能是25KJ；

3.確定沖擊次數(shù)。結(jié)合圖紙設(shè)計，原地面沖擊次數(shù)要保持在24次及以內(nèi)；

4.確定碾壓形式路線。以沖擊操作面一側(cè)為基準(zhǔn)，按照逆時針方向運(yùn)行，將沖擊面中心線當(dāng)做施工軸線，按照縱向方向交錯輪實(shí)現(xiàn)沖擊。當(dāng)按照縱向方向進(jìn)行沖擊作業(yè)，形成谷峰之后，單次與雙次視為一個單獨(dú)沖擊單元；

5.測量基礎(chǔ)沉降就是在設(shè)定沉降觀測位置上，在沖擊壓實(shí)前進(jìn)行測量，并分別在沖擊壓實(shí)6、12、18、24次后分次進(jìn)行沉降觀測。在碾壓過程中，配置平地機(jī)1臺、光輪壓實(shí)設(shè)備1臺、灑水設(shè)備1臺并合理匹配沖擊設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)碾壓沖擊作業(yè)。在實(shí)際碾壓沖擊作業(yè)中，若表面出現(xiàn)較大的波動，可通過平地機(jī)隨時進(jìn)行整平處理。同時，通過光輪壓路機(jī)進(jìn)行1～2次的碾壓，以免碾壓速度和壓實(shí)效果受到波動影響。

五、沖擊碾壓施工中的注意事項(xiàng)

通過沖擊碾壓法對伊犁濕陷性土路基加以處置的過程中，需要對以下幾點(diǎn)加強(qiáng)注意：

1.沖擊碾壓施工過程中，需要按照橫向軌道和縱向軌道相互交錯的形式開展碾壓，縱向相位保持在車輪基座對應(yīng)1/6位置，橫向軸相鄰邊緣要有20cm～30cm的重疊；

2.在沖擊碾壓施工之初，需要先以低速行駛形式碾壓6次，防止后續(xù)出現(xiàn)沖擊不均勻、沖擊坑過深以及機(jī)械驅(qū)動困難等問題，降低實(shí)際碾壓效果；

3.沖擊碾壓過程中，每碾壓6次就要在觀測點(diǎn)對濕陷系數(shù)、沉降值以及壓實(shí)度進(jìn)行測量，同時通過平地機(jī)將表面刮平，利用鋼輪開展1～2次的振動壓或靜壓。若再次觀察獲得的觀察值與施工要求仍然不符，則需要繼續(xù)進(jìn)行沖孔施工。在沖孔之前需要綜合考慮含水量因素，如果含水量不足，則需要先適量灑水之后再開展沖孔操作。當(dāng)觀察值達(dá)到設(shè)計要求之后，停止沖孔；

4.若現(xiàn)場條件與施工之前開展的碾壓試驗(yàn)條件有所偏離，沖擊碾壓24次之后仍不符合設(shè)計要求，則不能繼續(xù)沖壓，要先尋求解決方案或者通過其他方式處理濕陷性土路基；

5.在沖擊碾壓操作中，表層土質(zhì)出現(xiàn)波動之后，需要對碾壓轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行調(diào)整，使其逐步?jīng)_擊波峰值，以保證壓實(shí)質(zhì)量均勻，沒有漏壓且壓力飽滿。

六、沖擊碾壓處置新疆伊犁濕陷性土路基效果分析

在碾壓施工結(jié)束后1～2周內(nèi)，根據(jù)1處/2000m2的頻率取樣，保證每段至少在一處取樣，每間隔1m深度，在0.5m位置取土樣1～2個，移至室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。土體在碾壓沖擊之后，深度在1m之內(nèi)的壓實(shí)度不能低于90，且濕陷系數(shù)需要低于0.015。按照實(shí)驗(yàn)和施工方案設(shè)計，對6個測量點(diǎn)地面以下1m和0.5m處以及原始地面進(jìn)行壓實(shí)度測量。結(jié)合測量數(shù)據(jù)，獲得沖擊次數(shù)和壓實(shí)度的關(guān)系如表1所示，沖擊碾壓6、12、18、24次之后，測得沉降量分別是13.8mm、20.5mm、28.2mm和34.3mm。在6次沖擊碾壓操作之后，該工程試驗(yàn)段沉降量均值在11cm～15cm；在12次沖擊碾壓操作之后，該工程試驗(yàn)段沉降量均值在6cm～10cm；在18次沖擊碾壓操作之后，該工程試驗(yàn)段沉降量均值在2cm～7cm；在24次沖擊碾壓操作之后，該工程試驗(yàn)段沉降量均值是3cm。經(jīng)過24次沖擊碾壓，該路段原地面壓實(shí)度均值達(dá)到93.5%～96.7%，土體具有良好的均勻性。通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，新疆伊犁濕陷性土路基在經(jīng)過24次沖擊碾壓后，其壓實(shí)度和沉降量均能夠達(dá)到規(guī)范和設(shè)計要求，沖擊碾壓之后的路基具有良好的均勻性，沖擊效果突出。

表1.沖擊次數(shù)和壓實(shí)度關(guān)系表

七、結(jié)語

為了有效提升新疆伊犁濕陷性土地基密實(shí)度和強(qiáng)度，使土體各方面參數(shù)達(dá)到工程設(shè)計和施工要求，可以在施工中合理應(yīng)用沖擊碾壓法，保證土體沉降和壓實(shí)度符合設(shè)計與規(guī)范要求，確保施工質(zhì)量。