采用沖擊碾壓代替強(qiáng)夯處理濕陷性黃土施工工藝及方法

       摘要：強(qiáng)夯法處理地基是將很重的錘從高處自由落下給地基以沖擊力和振動，從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性。雖然強(qiáng)夯具有功效高、施工速度快、適用范圍廣、加固效果顯著等的特點(diǎn)，但由于強(qiáng)夯法在施工過程中，產(chǎn)生持續(xù)的地基振動對附近的建筑物有一定的影響，其產(chǎn)生的噪音也對附近居民有一定的影響。本文介紹了采用振動碾壓+沖擊碾壓組合碾壓措施代替有效加固深度6m以內(nèi)的強(qiáng)夯施工。

　　關(guān)鍵詞 強(qiáng)夯,振動碾壓,沖擊碾壓

　　1工程概況

　　新建鐵路西安至平?jīng)鼍�XPS-3標(biāo)段位于陜西省中西部和甘肅省東部。地處渭北、隴東黃土高原，東連西安樞紐，西接寶中鐵路，行經(jīng)陜甘兩省的咸陽、慶陽、平?jīng)鋈�，途�?jīng)我國十三大煤炭基地之一黃隴基地的彬長礦區(qū)，與312 國道和銀武高速公路并行。全標(biāo)段長度149.13km，路基96.95km，設(shè)計(jì)土方量1465萬方。沿線Ⅲ、Ⅳ級濕陷性黃土地段采用強(qiáng)夯處理，處理面積44.9萬平方米。設(shè)計(jì)為單位夯擊能2000KN•m，對濕陷性黃土的有效加固深度為5～6m。

　　2施工方法及主要思路

　　因設(shè)計(jì)為單位夯擊能2000KN.m，對濕陷性黃土的有效加固深度為5～6m。采用振動碾壓+沖擊碾壓組合碾壓措施代替強(qiáng)夯用于消除黃土的濕陷性。

　　3施工工藝

　　振動碾壓采用大于15t的振動壓路機(jī)，沖擊碾壓采用自重16t、沖擊能為25kj的三邊形沖擊壓路機(jī)進(jìn)行作業(yè)。以行走速度為10-12km/h沖擊碾壓40遍，達(dá)到碾壓有效深度2m，影響深度5m，0~2m范圍內(nèi)濕陷性系數(shù)小于等于0.015的處理效果。

　　沖擊式壓實(shí)機(jī)是用三邊形或五邊形“輪子”來產(chǎn)生集中的沖擊能量達(dá)到壓實(shí)土石填料的目的。目前常用的壓實(shí)機(jī)的有25KJ-T3三邊形和15KJ-T5五邊形兩種壓實(shí)機(jī)。沖擊壓實(shí)機(jī)可由配套的重型工業(yè)拖車在前方牽引，也可以自行。沖擊壓實(shí)機(jī)在土石方壓實(shí)作業(yè)中，突破了傳統(tǒng)的碾壓方式，當(dāng)其一角立于地面，向前碾壓時，產(chǎn)生巨大的沖擊波，由于碾邊順序連續(xù)沖擊地面，可使土體碾壓均勻密實(shí)。25KJ壓實(shí)機(jī)的高能量給出相當(dāng)于沖擊力達(dá)250t以上的重?fù)�，可對填料作深層壓�?shí)，從而降低土的濕陷性。

　　沖擊壓實(shí)機(jī)以其靜能量來標(biāo)定，能量按下式以千焦(爾)計(jì)算：

　　E=mgh

　　式中：E為能量，千焦?fàn)�，kJ;m為動力部件的質(zhì)量，kg;g為重力常數(shù)(9.81m/s2);h為輪子外半徑同內(nèi)半徑的差值，h=R-r，m。

　　施工由地基處理范圍兩側(cè)開始向中心碾壓，碾壓一直進(jìn)行到要求的密實(shí)度為止。沖擊碾壓時應(yīng)自邊坡坡腳一側(cè)開始，順(逆)時針行駛，以沖擊壓實(shí)面中心線為軸轉(zhuǎn)圈，而后按縱向錯輪沖擊碾壓，全路幅排壓后，再自行向內(nèi)沖擊碾壓，排壓遍數(shù)和沉降量以試驗(yàn)段確定。

　　沖擊碾壓的壓路機(jī)雙輪各寬0.9m，兩輪內(nèi)邊距1.17m，行駛兩次為一遍，其沖擊碾壓寬度4m。每次沖擊力按沖擊碾壓輪觸地面積邊緣與地表以45°—φ/2夾角向土體內(nèi)分布土壓力。每遍第二次的單輪由第一次兩輪內(nèi)邊距中央通過，形成的理論沖擊碾壓間隙雙邊各0.13m，當(dāng)?shù)诙榈牡谝淮蜗騼?nèi)移動0.2m沖擊碾壓后，即將第一遍的間隙全部碾壓。第三遍再回復(fù)到第一遍的位置沖擊碾壓，依次進(jìn)行至最終遍數(shù)。沖擊壓路機(jī)向前行駛在縱向沖擊碾壓地面所形成的峰谷狀態(tài)，應(yīng)以單雙兩遍為一沖壓單元，當(dāng)雙數(shù)遍沖壓時，調(diào)整轉(zhuǎn)彎半徑，達(dá)到對形成的波峰與波谷進(jìn)行交替沖擊碾壓，使地面峰谷減小，表面接近平整。沖擊壓路機(jī)一般行駛按順時針與逆時針方向每五遍進(jìn)行交換作業(yè)。

　　4施工質(zhì)量保證措施

　　4.1沖擊碾壓過程中，各段技術(shù)負(fù)責(zé)人要堅(jiān)持在現(xiàn)場指揮，沖擊碾壓完成后由各試驗(yàn)人及監(jiān)理工程師按規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)檢測。

　　4.2沖擊壓實(shí)時要均勻碾壓，相鄰兩段沖擊壓實(shí)搭接長度不小于15米。

　　4.3沖擊壓實(shí)前，要及時對地基適量灑水，使水份充分滲透，達(dá)到適宜的含水量然后沖擊碾壓。

　　4.4沖擊壓實(shí)10遍左右后，平地機(jī)大致整平，再沖擊壓實(shí)。

　　4.5沖擊碾壓完成后，表層的松土重新刮平，并用振動壓路機(jī)壓實(shí)。

　　4.6當(dāng)涵洞附近需進(jìn)行沖擊壓實(shí)時，先進(jìn)行沖擊壓實(shí)后再施工涵洞。

　　4.7沖擊碾壓過程中應(yīng)視降雨情況做好排水工作。

　　4.8沖擊壓實(shí)機(jī)的工作速度應(yīng)在10-12km/h之間。

　　4.9沖擊碾壓施工時，應(yīng)采用大小圈、正反圈的方法錯開沖擊碾壓輪轍。

　　5安全保障措施

　　嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程、施工工藝進(jìn)行設(shè)備操作和施工，安全責(zé)任落實(shí)到人。成立由現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人為組長的安全小組，以機(jī)長為現(xiàn)場專職安全員，技術(shù)人員為兼職安全員，管理人員進(jìn)行現(xiàn)場巡視、抽查等，堅(jiān)持“生產(chǎn)為主，安全第一”的原則，杜絕一切危險事故的發(fā)生。

　　1、沖擊碾壓施工作業(yè)隊(duì)須加強(qiáng)對員工的安全生產(chǎn)教育，樹立安全第一的觀點(diǎn)。操作機(jī)手在上機(jī)前必須經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn)，不合格者不得上機(jī)。沖擊壓路機(jī)顛簸厲害，每臺應(yīng)配備2~3名操作機(jī)手，輪流進(jìn)行作業(yè)，每次碾壓時間不宜超過2小時，防止疲勞駕駛，不得把機(jī)器隨便轉(zhuǎn)讓他人駕駛。若施工現(xiàn)場灰塵較大，應(yīng)戴口罩或采取其它防護(hù)措施施工。

　　2、沖擊碾壓前應(yīng)查明沖擊碾壓范圍內(nèi)的地下管線及附近各種構(gòu)造物，并應(yīng)根據(jù)構(gòu)造物的類型采取相應(yīng)的保護(hù)措施。對于有河溝等對隔震有明顯效果的情況，確認(rèn)不會造成影響后，可適當(dāng)減少安全距離。施工前對于擬保護(hù)的構(gòu)筑物在保護(hù)范圍的外圍應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)志物。對于沖擊碾壓區(qū)內(nèi)和周圍的危險構(gòu)筑物及需特別保護(hù)的建筑物、設(shè)施等可根據(jù)實(shí)際情況，增大保護(hù)范圍或開挖寬0.5m深1.5m左右的隔震溝進(jìn)行隔震。

　　3、沖擊碾壓范圍內(nèi)的出入口應(yīng)有醒目的安全標(biāo)記，禁止無關(guān)車輛與閑雜人員出入。

　　6結(jié)論

　　采用沖擊碾壓+振動碾壓代替強(qiáng)夯處理5-6m范圍內(nèi)的濕陷性黃土具有振動小，施工速度快的優(yōu)點(diǎn)。在工程施工中避免了因振動造成距離線路較近的房屋的損壞，避免了施工中的部分障礙，使工程項(xiàng)目部得以順利進(jìn)行。