沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用

楊春和

(貴州省畢節(jié)公路管理局，貴州 畢節(jié) 551700)

1 沖擊壓實(shí)技術(shù)原理

我國路基工程建設(shè)中，傳統(tǒng)壓路機(jī)的工作原理是通過圓形壓實(shí)輪的靜壓力及振動力的反復(fù)作用，縮小土體顆粒間的距離，提高土體的密實(shí)度。沖擊壓實(shí)技術(shù)應(yīng)用過程中，壓實(shí)機(jī)具與傳統(tǒng)壓路機(jī)相較有所不同，其主要類型有三邊形、五邊形等，沖擊壓路機(jī)是將當(dāng)前振動壓實(shí)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(jìn)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(shí)，達(dá)到填充土體空隙與密實(shí)效果。

通過分析顯示，沖擊壓實(shí)技術(shù)的運(yùn)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(shí)機(jī)對土體的影響深度，提高土體密實(shí)度。

2 沖擊壓實(shí)技術(shù)特點(diǎn)與適用性

2.1 技術(shù)特點(diǎn)

與傳統(tǒng)壓路機(jī)相比，沖擊壓實(shí)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(shí)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(shí)技術(shù)特點(diǎn)歸納如下：(1)低頻高振幅：基本可實(shí)現(xiàn)2擊/s，沖擊荷載2 500～3 500 KN，獲得振擊、強(qiáng)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(shí)現(xiàn)深層土體密實(shí)。總的來說，通過沖擊壓實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，可有效增強(qiáng)路基土水穩(wěn)性、強(qiáng)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。

2.2 適用性分析

現(xiàn)階段沖擊壓實(shí)技術(shù)在我國道路工程中運(yùn)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(shí)、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(shí)踐來看，沖擊壓路機(jī)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(shí)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(shí)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(shí)技術(shù)。

3 實(shí)例探析沖擊壓實(shí)技術(shù)在路基工程中的應(yīng)用

3.1 工程概況

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(diǎn)，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(shí)技術(shù)。

3.2 試驗(yàn)段沖擊壓實(shí)情況

本項(xiàng)目選取一段300 m路段為試驗(yàn)段，試驗(yàn)段相關(guān)基本參數(shù)如下表3所示，按壓實(shí)后填土厚度80 cm預(yù)鋪土方，預(yù)計(jì)松浦系數(shù)1.2～1.3，橫坡3%～4%，計(jì)算松浦厚度后組織沖擊壓實(shí)施工。

表3 試驗(yàn)段相關(guān)基本參數(shù)

試驗(yàn)段沖擊壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)：

(1)行走路線：本項(xiàng)牽引車與壓路機(jī)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(shí)，轉(zhuǎn)彎時調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑、沖擊波峰，實(shí)現(xiàn)錯峰壓實(shí)；行走速度12～20 km/h，前期速度15 km/h以下；土體基本密實(shí)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(yàn)檢測坑補(bǔ)充壓實(shí)：補(bǔ)充壓實(shí)部位包括涵頂部位及兩側(cè)橋臺、擋墻等，此外補(bǔ)充壓實(shí)開挖的檢測坑。

(4)試驗(yàn)段檢測：本項(xiàng)目試驗(yàn)段沖擊壓實(shí)完成后，開展厚度、壓實(shí)度檢測工作。根據(jù)檢測情況顯示見表4，通過沖擊壓實(shí)施工，0～80 cm土體壓實(shí)度顯著提高，0～40 cm范圍內(nèi)隨著深度的增大、壓實(shí)度增加；超過40 m深度后，隨著深度增大、壓實(shí)度衰減。

表4 壓實(shí)度檢測結(jié)果

本項(xiàng)目壓實(shí)厚度80 cm，為保證壓實(shí)度>93%，需沖擊壓實(shí)25遍，最終決定按27遍進(jìn)行施工控制；同時施工中嚴(yán)格控制行駛速度，前5遍10～12 km/h，后期行駛速度≥15 km/h。

3.3 沖擊壓實(shí)施工注意事項(xiàng)

(1)嚴(yán)格根據(jù)試驗(yàn)段鋪筑經(jīng)驗(yàn)開展施工作業(yè)，不得盲目采用其他道路施工經(jīng)驗(yàn)；

(2)上路床沖擊完成后，平地機(jī)整形后，振動壓路機(jī)振壓2遍，保證表面密實(shí)平整；

(3)路基邊緣超填1.0 m，沖擊壓實(shí)機(jī)行走安全；

(4)沖擊壓路機(jī)行走速度相對較快，操作人員需持證上崗。

4 結(jié) 語

綜上所述，在道路施工中，路基壓實(shí)是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，路基壓實(shí)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(shí)技術(shù)在路基處理中已經(jīng)得到了較為廣泛的運(yùn)用，在工程實(shí)踐中，需通過試驗(yàn)段施工合理確定沖擊壓實(shí)路線、遍數(shù)，保證路基壓實(shí)度滿足要求，整體施工質(zhì)量可靠。