軟土路基換填沖擊碾壓技術及相關工程實踐分析

曾 帆，張 鑫

(1.中交一公局第六工程有限公司;2.天津賽科檔案整理服務有限公司)

在公路的建設過程中，經常會遇到地質構造較為復雜的地段，軟土地基就是其中常見的一種情況。在公路的路基工程中對于軟土地基的處理，往往采用路基換填的方法。而路基換填的密實度、均勻性和穩定性且要依靠沖擊碾壓技術來實現。沖擊碾壓能夠有效的減少路基的工后沉降與差異沉降，從而保證路基的整體穩定性。公路路基換填施工中應用沖擊碾壓技術，能夠較好的消除路基工程潛在的施工隱患，提高公路的整體質量。

1 工程概況

綏滿國道主干線博克圖—牙克石高速公路路基工程第22合同段，起訖樁號 K266+810～K274+500，全長7.69 km，路基為典型的軟土路基換填段落，多穿越塔頭濕地，原地面以下換填深度為1～3 m，以下多見砂礫，極少段落挖除非適用材料后見碎石夾土，換填材料為砂礫。結合現場實際情況及勘察設計結果，本次施工試驗段主要采用沖擊式壓實機，進行換填碾壓密實操作。

2 沖擊碾壓技術的作業機理及技術優勢

沖擊壓實技術是由20世紀50年代，南非共和國Berrange先生首創的連續式沖擊壓實技術及設備，其改變了一個世紀以來傳統壓路機的設計思路，將壓實輪由圓形改為非圓形，創立了壓實作業中連續沖擊，碾壓揉壓，剪切作用于土石體，從而獲得深層壓實效果。采用非圓形雙輪滾動產生的沖擊與揉搓技術，可將振動壓實的高頻率、低振幅改為高振幅、低頻率。因為沖擊壓路機的機理使得它具有了以下技術優勢。

沖擊壓實設備的工作速度高，約15～20 km/h左右，而常規壓實設備僅為3～5 km/h，同時沖擊壓實設備允許有更大的填層厚度和填料粒徑，因此作業效率高，根據現場施工經驗，沖擊壓實設備每臺班可壓實8 000～10 000 m2，這對于在保證工程質量的前提下，提高工程進度具有重要意義。

3 施工準備

3.1 碾壓方式的選擇

清理場地后如果沒有明顯的溝坎，表面基本平整，用振動式壓路機穩壓1～2遍，測原始高程，具備了沖擊碾壓的工作條件后，選擇具有代表性段落BYDL1、BYDL2(1、2連續)、BYDL3，長度分別為100 m、100 m、200 m，換填深度原地面以下1.5 m(不含高出原地面35 cm)。沖壓前按設計進行開挖，基底用推土機帶平后檢測高程，填筑厚度(松鋪)分別控制在1.0～1.5 m深度內。BYDL1段采用1.0 m松鋪厚度;BYDL2段采用1.2 m松鋪厚度;BYDL3段采用1.5 m松鋪厚度，填筑完成后用普通振動壓路機進行穩壓2遍。

3.2 人員的配備

現場負責人1名、機械師、機長、機手各1名，其中現場負責人負責整個施工組織領導，人員安排和與各合作方的聯系、協調，現場負責人負責工藝控制和安全管理，機械師負責設備的檢修和保養，機長機手負責操作設備進行沖壓作業。現場記錄人1名，主要對碾壓遍數、時間、速度等進行量測和記錄。測量員1名，主要負責填筑松鋪厚度的控制和沖壓前后的高程測量。

4 施工方案

用沖擊式壓路機沖擊碾壓時，應從路基的一側向另一側轉圈沖碾，沖碾順序應符合“先兩邊、后中間”的次序，以輪跡覆蓋整個填筑層表面為沖碾1遍。沖壓10遍后，平整場地，振動式壓路機穩壓，檢測原始高程與沖壓后的沉降差，以后每5遍為一個檢測單元。進行壓實度的檢測時，每100 m按兩點檢測壓實度。進行彎沉檢測時，每40 m檢測一點(半幅)，在測量點處鋪撒一薄層黃土，用壓路機壓穩后測量彎沉。

5 效果分析

在試驗段開始前采用了直接測量砂礫頂面高程的方法，但通過對BYDL3段碾壓10遍、15遍、20遍的測量成果比較后發現，15～20遍之間由于沉降差較小，砂礫表面松散使得測量的標準差較大。于是在后來的試驗段中采用在砂礫表層20 cm下預埋鋼板的方法，通過測量鋼板的高程來檢測砂礫材料的沉降差，克服了砂礫表面松散的不利情況。試驗表明按沉降差7 mm、標準差7 mm對試驗段進行測試和工藝控制效果最佳。經過對BYDL3段中距兩端各60 m兩處(共四點)埋入的粘土沖壓后的壓實度檢測，粘土的厚由40 cm壓縮至30～33 cm，顯然已經取得了較好的壓實效果。見表1。

表1 試驗的沉降值

6 質量控制要點

(1)在沖擊碾壓過程中，若表面出現較大起伏，為避免影響沖碾速度和壓實效果，應隨時用推土機、平地機或挖掘機進行整平;若表面過干，應適當灑水以防揚塵。

(2)沖壓前現場及周邊路口安排相關人員負責交通安全工作，為避免使已施工的結構物或鄰近構筑物受到損壞，要對施工段落內的結構物及時進行標示。檢查現場，核實樁號與構造物標記，沖擊壓路機與構造物之間應該有1 m以上的安全距離。現場操作人員認真檢查沖壓設備以及用于工藝控制的測量儀器，確保運行時安全、準確。另外在橋涵等構造物上施工時填土的厚度不應該少于2.5 m。

(3)用沖擊壓路機進行沖擊碾壓施工時，機械的調頭范圍較大，所以要盡量在路基形成較長的連續沖擊碾壓段調頭，這樣不但可以提高沖擊碾壓的效率，也可以避免接頭過多影響路基的平整度。

(4)由于壓路機的沖擊能量較大，路表土體的含水量對沖擊碾壓效果影響很大。當含水量過大時，路表容易形成彈簧、翻漿、推移等現象，所以應該嚴格控制路表土體的含水量。在雨后或者表面含水量過大時不宜進行沖擊碾壓施工，并且要采用必要的措施來降低其含水量。

(5)選擇合理的機型，如果機型使用不當，就很難達到預期的效果，施工時要結合以往的工程經驗和現場條件，來對壓路機進行選擇。

7 結論

應用沖擊壓路機進行路基沖擊碾壓的技術，所適用的路基范圍較廣。沖擊碾壓施工時，一定要選擇合理的碾壓工藝和碾壓遍數，以達到路基的強度標準，減少路基的工后沉降機率。在提高公路使用性能、增加公路使用壽命的同時，也會產生了更為顯著的經濟效益和社會效益。

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［1］徐志開.淺談公路路基施工中的沖擊碾壓施工技術［J］.科技信息，2011，(7)：308.

［2］劉洪田，鄭棟.沖擊碾壓技術的合理利用.應用科學.136.

［3］賀來國.沖擊碾壓在路基施工中的應用［J］.山西建筑，2009，35(21)：299-300.