沖擊碾壓在大粒徑卵礫石地基處理中的應用

李 旭，喬華峰

沖擊碾壓是將傳統(tǒng)振動壓實的高頻率小振幅改為低頻率大振幅，是一種沖擊和搓揉作用相結合的全新壓實方法。它將能量以沖擊波方式傳遞于地基土體，改善土體的原狀結構，使土體孔隙率減小，土的黏聚力和內摩擦角增大，抗剪能力提高，將土體未來的沉降量在沖擊、振動、壓實過程中提前實現，達到土體加固的效果。

沖擊碾壓地基處理具有施工速度快,對地基土的要求比普通壓路機要求寬，與一般壓路機相比，其壓實土石的效率提高了3～4倍。與強夯法相比，具有對表層處理效果顯著，速度快，作業(yè)效率高等優(yōu)點。沖擊碾壓適用于深層巖土、碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。

1 工程地質概況

拉薩河城區(qū)段綜合整治工程2#閘位于拉薩市西郊，該處拉薩河河谷為東西走向，海拔3 640 m，閘址區(qū)無基巖出露，覆蓋層為第四系松散堆積層，主要為現代河床沖擊對基層，表層為厚約0.5～1.70 m液化砂層，上部為松散卵石，下部為稍密卵石，中密卵石多分布于河床、漫灘9.0 m以下，密實卵石多分布于河床、漫灘20.0 m以下。各層卵石特征如下：

1）松散卵石：層位較連續(xù)，分布均勻，主要分布在場地表層，卵石含量約50%，骨架顆粒排列混亂，大部分不接觸，N120擊數修正值<3.0擊，層厚 0.5～6.0 m，層底高程 3 627.15～3 637.93 m。

2）稍密卵石：層位較連續(xù)，分布均勻，主要分布在場地上部，卵石含量約50～65%，骨架顆粒排列混亂，大部分不接觸，N120擊數修正值為3.1～6.0擊，層厚 0.6～9.5 m，層底高程 3 616.85～3 637.13 m。

3）中密卵石：層位較連續(xù)，分布均勻，主要分布在場地下部，卵石含量約65～70%，骨架顆粒呈交錯排列，大部分接觸，N120擊數修正值為 6.1～11.0擊，層厚為 0.9～13.8 m，層底高程為3 611.92～3 635.58。

4）密實卵石：層位較連續(xù)，分布均勻，主要分布在場地下部，卵石含量約70～75%，骨架顆粒呈交錯排列，大部分接觸，N120擊數修正值>11.0擊，該層厚度大，埋深約450 m。

本工程采用擴大基礎以稍密卵石作為基礎持力層，對表層及下部局部存在的細砂層進行清除，對地基采取沖擊碾壓進行加固處理。

2 設備選用及沖擊碾壓試驗

2.1 沖擊碾壓設備的選用

本工程采用YCT25沖擊壓路機，由3瓣凸輪構成的輪式壓路機，由配套的重型工業(yè)拖車牽引。該設備自重16 000 kg，牽引功率≧220 kW，沖擊勢能25 kJ，沖擊壓實力320～500 T，牽引速度 10～15 km/h。

2.2 試碾壓試驗

1）選擇左岸翼墻右側第七孔橡膠壩壩底板建基面處作為沖擊碾壓的試驗區(qū)。試驗區(qū)長78 m，寬20 m，分3塊試驗塊，每塊長78 m，寬6.66 m。

2）施工流程。施工放樣→基坑開挖→預留0.3～0.5 m保護層→沖擊碾壓→超重型動力觸探試驗。

3）沖擊碾壓方法。沖擊碾壓施工時，相鄰兩行碾壓輪跡至少重疊0.4 m，保證不漏壓、不欠壓，同時采取降水措施，確保地下水位在作業(yè)面以下不小于0.5 m，建基面以上應根據碾壓試驗情況預留0.3～0.5 m保護層。沖擊碾壓完成后對地基進行檢測，N120動力觸探不小于5擊，相對密度不小于0.7。

4）驗結果綜合評定。通過對本次沖擊碾壓3個試驗塊的試驗成果分析，說明沖擊碾壓18遍以上的施工參數滿足設計超重型動力觸探試驗不小于5擊，相對密度不小于0.7的要求。

3 工藝流程及質量控制

3.1 施工工藝流程

采用沖擊碾壓工藝對地基進行原位壓實處理，施工工藝流程如下：

清除植被、平整場地→原位土檢測→沖擊碾壓→沉降量及表層壓實度檢測→清除表土、地基整形→地基測量→光輪壓路機碾壓1～3遍→地基驗收。

3.2 沖擊碾壓施工

1）施工現場必須統(tǒng)一指揮，各種設備必須按性能說明書使用，不得超負荷工作。

2）每次作業(yè)前檢查牽引車與沖擊式壓路機的聯(lián)結銷是否插好，蓄能器壓力是否正常，輪胎氣壓是否正常，緩沖系統(tǒng)壓力是否正常，確認一切正常后才能開始進行作業(yè)。

3）人工配合機械清除地基范圍內的植被、種植土等。檢測地基土各項指標是否滿足設計要求，不滿足必須進行換填或改良。

4）嚴格按照工藝試驗確定的碾壓遍數碾壓。碾壓時，各區(qū)段交接處應互相重疊壓實，縱向搭接長度不得小于2.0 m。

5）沖碾作業(yè)時的行駛速度太快時會將填筑面表層擊松，所以根據現場情況控制行駛速度。駕駛員在拖車每次轉彎時，應調整轉彎路線，使沖擊凸輪落點不與前次落點重復，以減少波浪現象。

6）工作面起伏過大時，停止沖擊碾壓，用平地機平整后再繼續(xù)?；鶎颖砻娓稍飼r要適量灑水，防止表面粉塵化，影響能量向深層傳遞。其指標應滿足設計要求，否則需重新碾壓。

7）沖擊碾壓結束后，進行壓實度、超重型動力觸探試驗檢測，各項指標滿足設計要求后，報監(jiān)理單位驗收、確認。

8）現場配備灑水車，揚塵情況嚴重時應灑水，減少施工的塵土污染。

4 碾壓成果檢測分析

1）本工程地基碾壓處理共分8個單元。沖擊碾壓完成后，碾壓檢驗采用原位測試和室內土工試驗，試驗結果見表1，相對密度指標及N120動力觸探指標均達到設計要求。

表1

2）拉薩市拉薩河城區(qū)段綜合整治工程2#閘的基底標高為3 632.60 m，卵礫石地基土為松散層、稍密層、中密層。由表1的檢測結果得知，通過沖擊碾壓，卵礫石地基的承載能力提高，N120超重型動力觸探指標基本達到稍密卵石層、中密卵石層，達到預期目標。同時，沖擊碾壓使土體未來的沉降量提前實現，達到地基加固的效果。

[1] 拉薩市拉薩河城區(qū)段綜合整治工程(2#閘)初步設計報告[M].合肥：中水淮河規(guī)劃設計研究有限公司，2014.

[2] 公路沖擊碾壓應用技術指南 [M].北京.人民交通出版社.2006.

[3] 沖擊碾壓在高速公路路基施工中的應用 [M].工程科技.2007(1).