探究沖擊碾壓技術(shù)在淺層地基處理中應(yīng)用

鄢科

（中鐵十一局集團(tuán)第六工程有限公司 湖北襄陽 441003）

引言

沖擊碾壓技術(shù)是指通過沖擊壓路機(jī)的非圓形沖擊輪來對沖擊土體進(jìn)行快速滾動，從而達(dá)到加固淺層地基目的的一種創(chuàng)新的地基處理技術(shù)。相對于靜碾壓實技術(shù)和振動壓實技術(shù)而言，沖擊碾壓技術(shù)的優(yōu)點是振幅高、頻率低，并且還具有施工周期短、地基加固效果良好和施工費(fèi)用較低等優(yōu)勢。沖擊碾壓技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于公路及機(jī)場工程的淺層地基處理工作中，并受到了許多關(guān)注。但現(xiàn)階段沖擊碾壓技術(shù)在淺層地基處理中的應(yīng)用還存在著一些問題，未明確沖擊碾壓技術(shù)在淺層地基處理中的應(yīng)用范圍和施工效果。本文詳細(xì)介紹了沖擊碾壓技術(shù)的工作原理以及優(yōu)勢，總結(jié)分析了沖擊碾壓技術(shù)在淺層地基處理中應(yīng)用的具體內(nèi)容。

1 沖擊碾壓技術(shù)的工作原理

在公路工程的施工過程中，沖擊碾壓技術(shù)是最為主要的路基施工方法，為了保證路基的平整和均勻，一般是采用沖擊壓路機(jī)循環(huán)碾壓路基的表面，所以說，與靜態(tài)碾壓技術(shù)以及振動碾壓技術(shù)相比較，沖擊碾壓技術(shù)具備頻率低、振幅大、沖擊力大、碾壓效果優(yōu)良的優(yōu)點。沖擊碾壓技術(shù)在運(yùn)用沖擊壓路機(jī)時，其振動頻率為每秒兩次，下落距離在10～20cm，沖擊的力量最高可以達(dá)到15～30kJ，在動能與勢能的雙重作用下，這種頻率低、振幅大的沖擊負(fù)能量能夠達(dá)到振動擊實與碾壓的最佳效果；因為沖擊力量較大，沖擊壓路機(jī)的擊實性能能夠累積在土壤的深處，其波及的深度范圍較大；與此同時，運(yùn)用沖擊碾壓技術(shù)的路基從整體上來看硬度較高，不僅碾壓的速度快，而且可以對路基施工的變形和沉陷現(xiàn)象進(jìn)行有效緩解。

2 沖擊碾壓技術(shù)的優(yōu)點

2.1 提高路基的穩(wěn)定性

沖擊碾壓技術(shù)的關(guān)鍵點在于使用能量較高的沖擊壓實機(jī)，對已施工完的路基進(jìn)行連續(xù)的沖擊碾壓工作，并進(jìn)行反復(fù)多次的操作，通過沖擊碾壓遍數(shù)的增加來提高路基各層的密度，并在路基中形成一層加固層，加固層的厚度在1～1.5m之間，必須符合路基的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定的強(qiáng)度。在選擇沖擊壓實機(jī)進(jìn)行施工時，在半空間的表層，會聯(lián)合瑞利波、剪切波與壓縮波這三種波，在豎向的方向下，對地基傳達(dá)沖擊波能。在此其中，瑞利波運(yùn)動可以分為兩個部分的質(zhì)點運(yùn)動，即水平分量和豎向分量；經(jīng)過質(zhì)點運(yùn)動之后的剪切波產(chǎn)生的位移方向是橫向的，其位移方向正交于波陣面方向；壓縮波的質(zhì)點運(yùn)動形式是推拉運(yùn)動，其方向平行于波陣面的方向。剪切波和瑞利波的水平分量會降低土顆粒間，對土層進(jìn)行充分壓實，相較于國際上采用的修正葡氏壓實準(zhǔn)則，沖擊壓實機(jī)的功能性較好，不僅具備良好的沖擊壓實功能，而且沖擊壓實的能量也比較大，有利于對路基進(jìn)行加固與有效穩(wěn)定。

2.2 降低施工后的沉降率

在一定程度上，路基的沖擊壓實效果會受到路基的厚度和均勻度、施工材料以及施工現(xiàn)場的地形環(huán)境等因素的影響，此外，土石的自重也會影響到?jīng)_壓效果，在相關(guān)影響因素的相互作用下，會使得公路工程在投入運(yùn)行后容易出現(xiàn)工后沉降的問題。據(jù)相關(guān)資料顯示，當(dāng)沉降量的梯度在大于0.6%的情況下，工后沉降率在0.45%左右，極其容易產(chǎn)生裂縫或變形問題，導(dǎo)致路基的不均勻沉降，嚴(yán)重影響到路面的正常使用與維護(hù)，甚至?xí)绊懙浇煌ò踩?。在淺層地基處理中應(yīng)用沖擊式碾壓技術(shù)可以有效減少公路的工后沉降率，保證工后沉降后位于0.15%以下，減少公路出現(xiàn)裂縫的概率，提高公路的安全性和使用率。

2.3 加固特殊地區(qū)的地基

我國地域遼闊，地形復(fù)雜，氣候環(huán)境的差異和地形的差異往往會給公路工程的施工建設(shè)帶來一定的難度。因此，必須加固一些特殊地區(qū)的地基層，比較常見的技術(shù)方法是夯實加固軟土地基，但加固軟土地基的技術(shù)也存在著一定的缺點?，F(xiàn)階段，在創(chuàng)新與改進(jìn)相關(guān)技術(shù)后，利用沖擊碾壓技術(shù)加固地基，不僅可以提高公路路基的密實度，還可以加固公路強(qiáng)度；除此之外，沖擊碾壓技術(shù)還可以降低濕陷系數(shù)，從而提高公路路面的密實度。

3 沖擊碾壓技術(shù)在淺層地基處理中的應(yīng)用

3.1 沖擊式碾壓技術(shù)的工作程序

在一般情況下，在公路工程的路基施工過程中運(yùn)用沖擊碾壓技術(shù)，必須遵循的以下的工作程序：對地基進(jìn)行檢測、測量放樣、填土壓實并整平、埋設(shè)檢測點、沖擊碾壓施工、對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測。按照規(guī)定的作業(yè)流程開展沖擊碾壓的施工工作，可以保障工程施工質(zhì)量一次性符合標(biāo)準(zhǔn)，避免重新返工的情況，進(jìn)一步降低工后沉降率，以此來實現(xiàn)提高工程進(jìn)度、節(jié)約施工費(fèi)用支出的目的。

3.2 路基填土與整平

在完成對地基進(jìn)行檢測及測量放樣的工作后，便可進(jìn)行實質(zhì)性施工，即對路基進(jìn)行填土及整平。相關(guān)施工人員在進(jìn)行施工時，必須按照提前設(shè)置的方格網(wǎng)來開展工作。在一般情況下，路基的填筑寬度必須設(shè)計寬度要大，每一側(cè)的寬度至少要大于1m，這是沖擊碾壓技術(shù)會使路基的邊部土向兩邊移動而導(dǎo)致的，若沒有在路基兩側(cè)預(yù)留寬度，則壓實邊部這項步驟會難以實行。在整平的過程中，必須檢測表面以下20cm處的填土含水率，保證填土的含水率最少達(dá)到8%，而且要在符合一定的指標(biāo)后才可以使用沖壓技術(shù)，從而降低路面壓實的施工難度。

3.3 沖擊碾壓

在進(jìn)行沖擊碾壓工作時，沖壓方式、沖壓次數(shù)、沖壓順序以及沖壓速度等因素都會對沖擊效果產(chǎn)生直接影響。在對沖壓方法進(jìn)行選擇時，為了保證沖壓效果的均勻與路基平穩(wěn)，通常會采取來回錯輪沖擊碾壓的方式，為提高沖壓的有效性，還要注意不能重疊輪跡，錯輪的橫向間隙大概要預(yù)留25cm，縱向的每次沖擊碾壓要預(yù)留1/6周長的部分錯開，每隔五遍要改變一次沖壓方向，確保錯峰以及將波峰壓實，從而保證沖擊碾壓的效果能夠符合相關(guān)要求。關(guān)于沖擊碾壓的次數(shù)，必須將壓實度和松浦厚度進(jìn)行結(jié)合并明確規(guī)定，在一般情況下20～25次是比較合理的沖擊次數(shù)，尤其是需要在路基邊部5m左右的寬度內(nèi)多壓實幾次，保證良好的壓實效果。在明確沖壓順序時，對稱軸為道路的中心線，采用錯輪回轉(zhuǎn)法來進(jìn)行沖擊碾壓，而且其壓實效果也比較明顯。關(guān)于沖壓速度，與路肩邊緣的安全距離應(yīng)該保持在1m左右，穩(wěn)定地進(jìn)行壓實作業(yè)，一般是將速度維持在10～12km/h的范圍內(nèi)。

3.4 檢測施工質(zhì)量

施工企業(yè)在對沖擊碾壓效果進(jìn)行檢測時，可以從檢測壓實度和檢測厚度這兩方面入手。在對壓實度進(jìn)行檢測時，通常會使用灌沙法，最少要設(shè)計出三個斷面，同時要在每個斷面上標(biāo)記出至少四個檢測點。在排列檢測點時，最好可以使用以下方法：坡腳線內(nèi)側(cè)一米處的兩側(cè)分別設(shè)置一個點，中線15m的兩邊均設(shè)置一個點，路線中心還有一個點。檢測的深度一般是將20cm看作一個梯度，分別測量上、中、下各層的壓實度。

4 結(jié)束語

綜上所述，沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，在處理淺層的軟質(zhì)地基、特殊地基和非良性的無粘性地基的工程中均可應(yīng)用，其加固效果良好，應(yīng)用前景廣闊。但同時，該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中還存在著許多的問題。因此，必須進(jìn)一步與沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用原理、工作優(yōu)勢等結(jié)合，在淺層地基處理中充分應(yīng)用沖擊碾壓技術(shù)，提高公路工程的質(zhì)量。

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