探究冲击碾压技术在浅层地基处理中应用

鄢科

（中铁十一局集团第六工程有限公司 湖北襄阳 441003）

引言

冲击碾压技术是指通过冲击压路机的非圆形冲击轮来对冲击土体进行快速滚动，从而达到加固浅层地基目的的一种创新的地基处理技术。相对于静碾压实技术和振动压实技术而言，冲击碾压技术的优点是振幅高、频率低，并且还具有施工周期短、地基加固效果良好和施工费用较低等优势。冲击碾压技术目前已广泛应用于公路及机场工程的浅层地基处理工作中，并受到了许多关注。但现阶段冲击碾压技术在浅层地基处理中的应用还存在着一些问题，未明确冲击碾压技术在浅层地基处理中的应用范围和施工效果。本文详细介绍了冲击碾压技术的工作原理以及优势，总结分析了冲击碾压技术在浅层地基处理中应用的具体内容。

1 冲击碾压技术的工作原理

在公路工程的施工过程中，冲击碾压技术是最为主要的路基施工方法，为了保证路基的平整和均匀，一般是采用冲击压路机循环碾压路基的表面，所以说，与静态碾压技术以及振动碾压技术相比较，冲击碾压技术具备频率低、振幅大、冲击力大、碾压效果优良的优点。冲击碾压技术在运用冲击压路机时，其振动频率为每秒两次，下落距离在10～20cm，冲击的力量最高可以达到15～30kJ，在动能与势能的双重作用下，这种频率低、振幅大的冲击负能量能够达到振动击实与碾压的最佳效果；因为冲击力量较大，冲击压路机的击实性能能够累积在土壤的深处，其波及的深度范围较大；与此同时，运用冲击碾压技术的路基从整体上来看硬度较高，不仅碾压的速度快，而且可以对路基施工的变形和沉陷现象进行有效缓解。

2 冲击碾压技术的优点

2.1 提高路基的稳定性

冲击碾压技术的关键点在于使用能量较高的冲击压实机，对已施工完的路基进行连续的冲击碾压工作，并进行反复多次的操作，通过冲击碾压遍数的增加来提高路基各层的密度，并在路基中形成一层加固层，加固层的厚度在1～1.5m之间，必须符合路基的建设标准与规定的强度。在选择冲击压实机进行施工时，在半空间的表层，会联合瑞利波、剪切波与压缩波这三种波，在竖向的方向下，对地基传达冲击波能。在此其中，瑞利波运动可以分为两个部分的质点运动，即水平分量和竖向分量；经过质点运动之后的剪切波产生的位移方向是横向的，其位移方向正交于波阵面方向；压缩波的质点运动形式是推拉运动，其方向平行于波阵面的方向。剪切波和瑞利波的水平分量会降低土颗粒间，对土层进行充分压实，相较于国际上采用的修正葡氏压实准则，冲击压实机的功能性较好，不仅具备良好的冲击压实功能，而且冲击压实的能量也比较大，有利于对路基进行加固与有效稳定。

2.2 降低施工后的沉降率

在一定程度上，路基的冲击压实效果会受到路基的厚度和均匀度、施工材料以及施工现场的地形环境等因素的影响，此外，土石的自重也会影响到冲压效果，在相关影响因素的相互作用下，会使得公路工程在投入运行后容易出现工后沉降的问题。据相关资料显示，当沉降量的梯度在大于0.6%的情况下，工后沉降率在0.45%左右，极其容易产生裂缝或变形问题，导致路基的不均匀沉降，严重影响到路面的正常使用与维护，甚至会影响到交通安全。在浅层地基处理中应用冲击式碾压技术可以有效减少公路的工后沉降率，保证工后沉降后位于0.15%以下，减少公路出现裂缝的概率，提高公路的安全性和使用率。

2.3 加固特殊地区的地基

我国地域辽阔，地形复杂，气候环境的差异和地形的差异往往会给公路工程的施工建设带来一定的难度。因此，必须加固一些特殊地区的地基层，比较常见的技术方法是夯实加固软土地基，但加固软土地基的技术也存在着一定的缺点。现阶段，在创新与改进相关技术后，利用冲击碾压技术加固地基，不仅可以提高公路路基的密实度，还可以加固公路强度；除此之外，冲击碾压技术还可以降低湿陷系数，从而提高公路路面的密实度。

3 冲击碾压技术在浅层地基处理中的应用

3.1 冲击式碾压技术的工作程序

在一般情况下，在公路工程的路基施工过程中运用冲击碾压技术，必须遵循的以下的工作程序：对地基进行检测、测量放样、填土压实并整平、埋设检测点、冲击碾压施工、对施工质量进行检测。按照规定的作业流程开展冲击碾压的施工工作，可以保障工程施工质量一次性符合标准，避免重新返工的情况，进一步降低工后沉降率，以此来实现提高工程进度、节约施工费用支出的目的。

3.2 路基填土与整平

在完成对地基进行检测及测量放样的工作后，便可进行实质性施工，即对路基进行填土及整平。相关施工人员在进行施工时，必须按照提前设置的方格网来开展工作。在一般情况下，路基的填筑宽度必须设计宽度要大，每一侧的宽度至少要大于1m，这是冲击碾压技术会使路基的边部土向两边移动而导致的，若没有在路基两侧预留宽度，则压实边部这项步骤会难以实行。在整平的过程中，必须检测表面以下20cm处的填土含水率，保证填土的含水率最少达到8%，而且要在符合一定的指标后才可以使用冲压技术，从而降低路面压实的施工难度。

3.3 冲击碾压

在进行冲击碾压工作时，冲压方式、冲压次数、冲压顺序以及冲压速度等因素都会对冲击效果产生直接影响。在对冲压方法进行选择时，为了保证冲压效果的均匀与路基平稳，通常会采取来回错轮冲击碾压的方式，为提高冲压的有效性，还要注意不能重叠轮迹，错轮的横向间隙大概要预留25cm，纵向的每次冲击碾压要预留1/6周长的部分错开，每隔五遍要改变一次冲压方向，确保错峰以及将波峰压实，从而保证冲击碾压的效果能够符合相关要求。关于冲击碾压的次数，必须将压实度和松浦厚度进行结合并明确规定，在一般情况下20～25次是比较合理的冲击次数，尤其是需要在路基边部5m左右的宽度内多压实几次，保证良好的压实效果。在明确冲压顺序时，对称轴为道路的中心线，采用错轮回转法来进行冲击碾压，而且其压实效果也比较明显。关于冲压速度，与路肩边缘的安全距离应该保持在1m左右，稳定地进行压实作业，一般是将速度维持在10～12km/h的范围内。

3.4 检测施工质量

施工企业在对冲击碾压效果进行检测时，可以从检测压实度和检测厚度这两方面入手。在对压实度进行检测时，通常会使用灌沙法，最少要设计出三个断面，同时要在每个断面上标记出至少四个检测点。在排列检测点时，最好可以使用以下方法：坡脚线内侧一米处的两侧分别设置一个点，中线15m的两边均设置一个点，路线中心还有一个点。检测的深度一般是将20cm看作一个梯度，分别测量上、中、下各层的压实度。

4 结束语

综上所述，冲击碾压技术的应用范围较广，在处理浅层的软质地基、特殊地基和非良性的无粘性地基的工程中均可应用，其加固效果良好，应用前景广阔。但同时，该技术在实际应用过程中还存在着许多的问题。因此，必须进一步与冲击碾压技术的应用原理、工作优势等结合，在浅层地基处理中充分应用冲击碾压技术，提高公路工程的质量。

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