软土路基施工中冲击碾压技术应用研究

'软土路基施工中冲击碾压技术应用研究　　摘要：近几年，冲击碾压技术在我国公路施工中得到广泛应用。本文结合工程实例对软土路基施工中冲击碾压技术的应用进行了分析。关键词：软土路基；冲击碾压；技术指标；质量控制Abstract:Inrecentyears,impactcompactiontechnologyiswidelyusedinhighwayconstructioninchina.Inthispaper,combinedwithpracticalengineeringapplicationofimpactcompactiontechnologyinconstructionofsoftsoilsubgradeisanalyzed.Keywords:softsoilsubgrade;compaction;technicalindex;qualitycontrol中图分类号：U4161、软土路基的特点7 由于软土主要由粘土颗粒群和淤泥组成,软土路基具有孔隙度大,含水量高的特点,并含有少量的有机物，在不同的地质环境下下沉为絮状结构。软土的原状土在受到挤压或者是震动之后会连续破坏土壤的絮状结构,导致土壤的强度会大大的降低,严重的会出现流动状态。软土的渗透性很小,通常在垂直方向的渗透系数为10-6～10-8cm/s,因此在土壤之间的重量和负荷达到充分的巩固需要的时间很长。软土的抗剪强度较低,在我国天然软土的不排水抗剪强度小于20兆千帕,软土的内摩擦角一般在20～35度之间。2、冲击碾压加固软基应用某公路通道是设计荷载为汽车--超20级，挂车-120的荷载标准的干线公路，而某省境内路基多为湿陷性黄土软土地基，其承载力小，因此在路基施工过程中合理、正确地使用冲击碾压技术才能满足承载力的要求。为提高该干线重载公路路基强度，防止填方路基施工后沉降，重要的是在碾压过程中减少土体空隙比，以沉降量和压实度共同控制土方施工质量。为此研制凸轮形瓣状非圆形的冲击式碾压机，如YCT25型冲击压路机，经在本重载公路土方施工中使用，证实它是一种行之有效的新型碾压机具。7 路基填筑的土分为细粒土、中粒土和粗粒土。重型标准击实对细粒土的评价是有效的。碾压度是相对密度，对于细粒土受水的影响，可用碾压度来评价；对于粗粒土则无法用碾压度来评价。中粒土中的小于12mm的成分，对于山区路基不是粘性土，则无法用三相体来解释其碾压度。因此广泛的讲，对于路基的填筑冲击击实比碾压更为有效，即或对于细粒土采用冲击式碾压机，其击实作用与标准重型实验相比也是具有可比性的。这样，采用冲击碾压机更加可信。采用静碾或振动压路机碾压路基土，每层虚铺厚度为0.25-0.3m，而冲击碾压机每层厚度可为0.6m，减少了铺筑层次，同时对填土以下的路基下承层土仍有击实作用。对挖方路基可直接冲压，对粉砂土等细粒土也不必按分层碾压，因而，冲击碾压机提高了路基工程的功效。事实表明冲击碾压机对土击实后其密度超出常规压路机的碾压效果，并且使天然土在碾压过程中完成了沉降要求，冲击式碾压机的有效碾压深度（一次性填土厚度为0.6m），在1m深处冲击碾压6遍相对密度是85.48%，与未冲击碾压的原地面0~0.6m的均值为84.5%相近。冲击式碾压机在完成对路基土碾压的同时使地基因冲击作用而达到提前完成工后的沉降要求。冲击式碾压机对土的碾压是孔隙比的变化，导致土粒致密，因而密度提高。这样，就为击实细粒土、中粒土以及粗粒土提供了可采用的有效方案。YCT25型冲击式压路机是通过采用瓣状非圆柱凸轮来产生集中的冲击能量，交替冲击路基。这样就为碾压填料的目的，具有碾压和击实两种功效.冲击碾压施工机理7 冲击压实技术是指利用非圆形的冲击压实机械产生出持续性、大振幅(22cm)、低频率（1.5—2Hz）的冲击波对地表进行连续冲击，进而使填筑材料迅速由塑性体向弹性体转化的一种压实新技术。YCT25型冲击式压路机对于土基表面任一点的冲击作用，出于凸形瓣的数量不同，其机率也不相同。以三瓣式为例，一周内共有二次碾压、三次冲击。对于土体表由任一点冲击次数，一周内的概率为1-6＝0.166，只当纵向错轮1/6周时冲击式碾压机在其上行驶6次，则任一点往返2次为—遍来排列，冲击式压路机在同一点要行驶2次，则每次横向错半轮，纵向错1-6周长为一遍。此刻冲击式碾压机在土表面行驶六次为一遍。若要求压二遍则为20次，压六遍则是40次。按此碾压方案实施时，土表面密度均匀，不致形成高低参差的表面，利于排水。对在最后一次碾压中冲击变形大于4cm的段落仍应继续碾压。这样可做到即以沉降量又以压实度同时控制路基碾压。照此方案排压，冲压终了时对细粒土基表面凹凸不平相差15-18mm时，不必采用平地机刮平；对于粗粒上其表面可仅差5-8mm。无论是填土还是天然土基，由于冲击遍数不小于6次，故第6次应洒水一遍，水份渗透后再继续冲压，若不洒水，则表层有8-13cm的松散层。冲击式碾压的总次数由要求的沉降量和相对密度来确定。4、冲击碾压层厚与压实度关系7 采用冲击碾压时，其路基土0-80m或更深的碾压度可采用K30承载板或瑞雷波法(EVD或EVR)进行现场无破损检测。相对密度(碾压度)为实测波速(m/s)与标准波速(m/s)之比。其标准波速是与灌砂法的实测数据对比而得的，故碾压度数值具有可堪性，可作为施工控制及效果评价的依据。试验表明，测定20、30、40、50cm厚的碾压土层达到要求碾压度所需冲击碾压的遍数，为此按前桩号分四个试验段进行。由于下承层土的不平整，虚铺土后用推土机推平，然后采用冲击式压路机进行碾压，每遍后随即用瑞雷波法检测其密实度。承包商提供标准的密度，并在碾压终了用灌砂法检测其碾压度。冲击碾压的效果是与下层上的碾压应有关的。在相同遍数情况下，如果原来下层土碾压度高，则试验土层碾压度也高。试验段20cm、30cm的压实系数为0.95，所以冲击碾压六遍后达到0.96—0.97，均值达0.94，而40cm、50cm则因下路堤压实系数是0.90，故冲压六遍后碾压度系数达到0.90—0.94，平均为0.92。5、碾压度控制关于标准干密度与标准波速以一个认定的标准干密度去控制施工段的碾压度是不科学的，应该用“一点法”，即测点实际土做标准击实实验才正确。为此瑞雷波法与灌砂法比实度所出现的误差，应限定在0.02g／cm3以内来确定标准波速、则其碾压度计算存在重载铁路设计中碾压度不允许的沉降误差。为此根据现在规范为主，采用灌砂法实测碾压度均值为基准，以实测波速均值为分子计算标准波速，这样可有效地解决了瑞雷波法与灌砂法在碾压度数值上的不一致性。7 6、质量控制技术通过结合工程实践，采用冲击碾压技术为了能有效地提高重载路基碾压质量，其技术指标应包括四个方面：（1）逐层碾压后的总体沉降量；（2）路基各层的相对密度；（3）路基顶层基床的承载值；（4）路基边坡无变形与水平开裂。对于路基所采用的冲击碾压是视路线纵断面与原地面间的关系来确定的，冲击碾压在路基中采用的情况是：（1）高填方路段追密碾压；（2）挖方路段为提高实际相对密度均匀性的追密碾压；（3）为防止不均匀沉降的填挖交界段的追密碾压；（4）大桥、特大桥桥头天然地基的填前冲压；（5）湿陷性黄土路段的填前冲击碾压；（6）全线路基基底处理填前冲击碾压。施工质量要求：冲击碾压最后5遍的最大沉降量不得大于1cm。碾压面下1m深度范围内的土体的压实系数不小于0.9或地基系数K30≥80MPa/m，如果全是湿陷性黄土地基处理时，同时应满足湿陷系数小于0.015，若碾压面下1.0m深度位于路基基床地层范围内时，压实系数及K30则应满足基床底层的压实标准。7、结语7 冲击碾压作为新型的土方工程碾压方法，它靠机械冲击力将土体击实。文章通过论述它的工作原理、排压方案，并对冲击碾压效果从碾压系数、层厚、冲击次数与碾压度关系、有效与影响深度、对冲击碾压后的土体沉降量、地盘(地基)承载力、湿陷性黄土首次使用冲击碾压的实例及填方路堤追密碾压的效果进行分析。由于冲击碾压作用深度大而采用K30C承载板或(瑞雷波)法检测路基碾压，为路基碾压无损检测提供了新方法。参考文献：[1]姚宏武.浅析碾压机械在路基施工中的应用[J].中国高新技术企业.2009(24)[2]崔国斌.冻土地区路段施工技术的几点研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2011(04)[3]倪维建.浅谈路基施工的组织与技术[J].经营管理者.2011(09)7'