探究沖擊碾壓技術在淺層地基處理中應用

鄢科

（中鐵十一局集團第六工程有限公司 湖北襄陽 441003）

引言

沖擊碾壓技術是指通過沖擊壓路機的非圓形沖擊輪來對沖擊土體進行快速滾動，從而達到加固淺層地基目的的一種創新的地基處理技術。相對于靜碾壓實技術和振動壓實技術而言，沖擊碾壓技術的優點是振幅高、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用較低等優勢。沖擊碾壓技術目前已廣泛應用于公路及機場工程的淺層地基處理工作中，并受到了許多關注。但現階段沖擊碾壓技術在淺層地基處理中的應用還存在著一些問題，未明確沖擊碾壓技術在淺層地基處理中的應用范圍和施工效果。本文詳細介紹了沖擊碾壓技術的工作原理以及優勢，總結分析了沖擊碾壓技術在淺層地基處理中應用的具體內容。

1 沖擊碾壓技術的工作原理

在公路工程的施工過程中，沖擊碾壓技術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循環碾壓路基的表面，所以說，與靜態碾壓技術以及振動碾壓技術相比較，沖擊碾壓技術具備頻率低、振幅大、沖擊力大、碾壓效果優良的優點。沖擊碾壓技術在運用沖擊壓路機時，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、振幅大的沖擊負能量能夠達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，運用沖擊碾壓技術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象進行有效緩解。

2 沖擊碾壓技術的優點

2.1 提高路基的穩定性

沖擊碾壓技術的關鍵點在于使用能量較高的沖擊壓實機，對已施工完的路基進行連續的沖擊碾壓工作，并進行反復多次的操作，通過沖擊碾壓遍數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標準與規定的強度。在選擇沖擊壓實機進行施工時，在半空間的表層，會聯合瑞利波、剪切波與壓縮波這三種波，在豎向的方向下，對地基傳達沖擊波能。在此其中，瑞利波運動可以分為兩個部分的質點運動，即水平分量和豎向分量；經過質點運動之后的剪切波產生的位移方向是橫向的，其位移方向正交于波陣面方向；壓縮波的質點運動形式是推拉運動，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，對土層進行充分壓實，相較于國際上采用的修正葡氏壓實準則，沖擊壓實機的功能性較好，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，有利于對路基進行加固與有效穩定。

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場的地形環境等因素的影響，此外，土石的自重也會影響到沖壓效果，在相關影響因素的相互作用下，會使得公路工程在投入運行后容易出現工后沉降的問題。據相關資料顯示，當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，極其容易產生裂縫或變形問題，導致路基的不均勻沉降，嚴重影響到路面的正常使用與維護，甚至會影響到交通安全。在淺層地基處理中應用沖擊式碾壓技術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 加固特殊地區的地基

我國地域遼闊，地形復雜，氣候環境的差異和地形的差異往往會給公路工程的施工建設帶來一定的難度。因此，必須加固一些特殊地區的地基層，比較常見的技術方法是夯實加固軟土地基，但加固軟土地基的技術也存在著一定的缺點。現階段，在創新與改進相關技術后，利用沖擊碾壓技術加固地基，不僅可以提高公路路基的密實度，還可以加固公路強度；除此之外，沖擊碾壓技術還可以降低濕陷系數，從而提高公路路面的密實度。

3 沖擊碾壓技術在淺層地基處理中的應用

3.1 沖擊式碾壓技術的工作程序

在一般情況下，在公路工程的路基施工過程中運用沖擊碾壓技術，必須遵循的以下的工作程序：對地基進行檢測、測量放樣、填土壓實并整平、埋設檢測點、沖擊碾壓施工、對施工質量進行檢測。按照規定的作業流程開展沖擊碾壓的施工工作，可以保障工程施工質量一次性符合標準，避免重新返工的情況，進一步降低工后沉降率，以此來實現提高工程進度、節約施工費用支出的目的。

3.2 路基填土與整平

在完成對地基進行檢測及測量放樣的工作后，便可進行實質性施工，即對路基進行填土及整平。相關施工人員在進行施工時，必須按照提前設置的方格網來開展工作。在一般情況下，路基的填筑寬度必須設計寬度要大，每一側的寬度至少要大于1m，這是沖擊碾壓技術會使路基的邊部土向兩邊移動而導致的，若沒有在路基兩側預留寬度，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到8%，而且要在符合一定的指標后才可以使用沖壓技術，從而降低路面壓實的施工難度。

3.3 沖擊碾壓

在進行沖擊碾壓工作時，沖壓方式、沖壓次數、沖壓順序以及沖壓速度等因素都會對沖擊效果產生直接影響。在對沖壓方法進行選擇時，為了保證沖壓效果的均勻與路基平穩，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留25cm，縱向的每次沖擊碾壓要預留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要求。關于沖擊碾壓的次數，必須將壓實度和松浦厚度進行結合并明確規定，在一般情況下20～25次是比較合理的沖擊次數，尤其是需要在路基邊部5m左右的寬度內多壓實幾次，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，采用錯輪回轉法來進行沖擊碾壓，而且其壓實效果也比較明顯。關于沖壓速度，與路肩邊緣的安全距離應該保持在1m左右，穩定地進行壓實作業，一般是將速度維持在10～12km/h的范圍內。

3.4 檢測施工質量

施工企業在對沖擊碾壓效果進行檢測時，可以從檢測壓實度和檢測厚度這兩方面入手。在對壓實度進行檢測時，通常會使用灌沙法，最少要設計出三個斷面，同時要在每個斷面上標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：坡腳線內側一米處的兩側分別設置一個點，中線15m的兩邊均設置一個點，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 結束語

綜上所述，沖擊碾壓技術的應用范圍較廣，在處理淺層的軟質地基、特殊地基和非良性的無粘性地基的工程中均可應用，其加固效果良好，應用前景廣闊。但同時，該技術在實際應用過程中還存在著許多的問題。因此，必須進一步與沖擊碾壓技術的應用原理、工作優勢等結合，在淺層地基處理中充分應用沖擊碾壓技術，提高公路工程的質量。

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