摘要：分析沖擊壓實(shí)機(jī)理，結(jié)合工程實(shí)例，表明沖擊壓實(shí)技術(shù)具有減少路基工后沉降、提高路基整體強(qiáng)度及加固軟弱地基的作用。

　　關(guān)鍵詞：路基工程 沖擊碾壓 沖擊壓實(shí)機(jī)

　　1、沖擊壓實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

　　振動(dòng)壓路機(jī)的工程實(shí)踐表明，碾壓速度是決定壓路機(jī)面積生產(chǎn)率(m3/h)的重要因素之一，壓實(shí)深度和鋪層厚度也是影響壓實(shí)效果和壓實(shí)生產(chǎn)率的重要參數(shù)。通常，振動(dòng)壓路機(jī)的最佳碾壓速度為3―6km/h，最佳壓實(shí)層厚度0.3―0.5m。要提高壓實(shí)效果和壓實(shí)生產(chǎn)率，增強(qiáng)土石體密實(shí)度，減少土石體自重的壓密沉降變形，必須改進(jìn)壓實(shí)工藝，更新碾壓技術(shù)，改變碾壓方式，提高碾壓速度的壓實(shí)鋪層厚度。沖擊壓實(shí)技術(shù)是將當(dāng)前振動(dòng)壓實(shí)的高頻率、低振幅改為高振幅、低頻率，在壓實(shí)作用中較大地增加了對(duì)土石方的壓實(shí)功能。如25KJ三邊形沖擊壓實(shí)機(jī)的沖擊功能較振動(dòng)壓實(shí)機(jī)增加10倍，壓實(shí)影響深度達(dá)5m，有效壓實(shí)厚度由振動(dòng)壓實(shí)的0.20―0.30m，增加為1.00―1.50m，且沖擊壓實(shí)機(jī)的碾壓速度較振動(dòng)壓實(shí)機(jī)提高兩倍。通過(guò)在國(guó)內(nèi)不同地區(qū)與不同土石填方路基的試驗(yàn)工程實(shí)踐已經(jīng)得到證實(shí)。

　　沖擊式壓實(shí)機(jī)是用三邊形或五邊形“輪子”來(lái)產(chǎn)生集中的沖擊能量達(dá)到壓實(shí)土石填料的目的。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)以其靜能量來(lái)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)枺琸J;m為動(dòng)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，

　　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)。25KJ壓實(shí)機(jī)用于原位碾壓和層厚1m以下填料碾壓以及碾壓質(zhì)量的檢驗(yàn)。15KJ壓實(shí)機(jī)用于層厚50―75㎝的填料碾壓，由于是五邊形輪子，可比25KJ壓實(shí)機(jī)用較少遍數(shù)獲得所需的密實(shí)度。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(shí)，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)。該機(jī)以9―12km/h的行駛速度碾壓作業(yè)，即沖擊碾每秒鐘沖擊地面兩次，相當(dāng)于低頻大振幅沖擊壓實(shí)土體，并周期性地沖擊地面，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向地下深層傳播，具有地震的傳播特性，其壓實(shí)深度可隨碾壓遍數(shù)遞增。25KJ壓實(shí)機(jī)的高能量可對(duì)填料作深層壓實(shí)，從而降低土的滲透性，為分層碾壓或填方材料提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在低交通量道路，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)原位材料的深層壓實(shí)能形成較高強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而不必?fù)Q填材料，在多數(shù)情況下，直接修筑底基層和基層就可得到優(yōu)質(zhì)道路。

　　檢驗(yàn)?zāi)雺菏菦_擊壓實(shí)工作的一個(gè)重要內(nèi)容，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)簦且环N極為有效的檢驗(yàn)?zāi)雺?。只要用沖擊壓實(shí)機(jī)碾壓10―15遍，所有軟弱的或含水量過(guò)多的地方都很容易發(fā)現(xiàn)，再碾壓幾遍就可以補(bǔ)救。高能量沖擊壓實(shí)機(jī)在云南、北京、河北、福建、湖南等省、市有關(guān)工程的沖擊壓實(shí)試驗(yàn)及沖擊碾壓中應(yīng)用，初步認(rèn)為對(duì)減少路基工后沉降，提高路基整體強(qiáng)度及加固軟弱地基較通常碾壓有較大作用，這對(duì)提高當(dāng)前高速公路修建質(zhì)量具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　2、沖擊壓實(shí)減少路基工后沉降

　　八達(dá)嶺高速公路路基填料為風(fēng)化花崗巖形成的含塊石細(xì)粒土砂礫，路基填筑采用VV170 40t振動(dòng)壓路機(jī)分層(20㎝一層)碾壓。要求達(dá)到壓實(shí)度93%的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，下路堤壓實(shí)度90%，補(bǔ)壓沖擊碾壓20遍，平均下沉量S=5.4㎝，計(jì)算有效壓實(shí)深度1.5m，壓實(shí)度平均提高到95%。路基高度4.5m，則沖擊碾壓完成沉降率為5.4/450=1.2%。采用沖擊碾壓分層(壓實(shí)厚度1.0m一層)高填方路基高34m，每層沖碾前10遍下沉量為5.5―8.5cm，11―20遍下沉2.4―3.0cm，基本上與補(bǔ)壓路基的11―20遍下沉量2.2cm相當(dāng)。

　　福建及湖南不同土質(zhì)路基沖擊碾補(bǔ)壓20遍后，在原振動(dòng)壓實(shí)路基達(dá)到規(guī)定的路床壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其下沉量為5―7㎝，并有相當(dāng)部分沉降量大于7㎝，達(dá)8―12cm，則實(shí)測(cè)壓實(shí)度均不符合標(biāo)準(zhǔn)。此外，對(duì)宣大高速公路濕陷性黃土按20cm一層振碾達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)后，再用沖擊壓實(shí)機(jī)沖碾20遍，下沉量為3.9cm;填石路堤經(jīng)50t振動(dòng)壓實(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，再?zèng)_擊碾壓20遍，下沉4―5cm;當(dāng)高填方路基用沖擊壓實(shí)機(jī)分層碾壓每層20遍，其沉降率可達(dá)到4%―5%，可較好地解決高路堤的工后差異沉降問(wèn)題。

　　3、沖擊壓實(shí)提高路基整體強(qiáng)度

　　云南臨滄碎石路堤采用沖擊壓實(shí)施工，經(jīng)灌砂法測(cè)定干密度，路床頂面下80cm內(nèi)平均干密度ρd=2.136g /cm3，平均壓實(shí)度kh=100.5%;80―150cm平均干密度ρd=2.051g/cm3，平均壓實(shí)度kh=96.5%。壓實(shí)度較規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)提高3.5%―5.5%，在0―150cm內(nèi)完成的下沉量為6.92cm。

　　八達(dá)嶺花崗巖風(fēng)化含塊石細(xì)粒土砂礫路基，經(jīng)過(guò)20遍沖擊壓實(shí)后，計(jì)算分析地表下1.5m內(nèi)，用落錘式彎沉儀(FWD)檢測(cè)，平均彈性模量值由沖碾前的180MPa提高到228MPa。

　　福建泉州工地用沖擊碾補(bǔ)壓20遍后，用黃河標(biāo)準(zhǔn)車測(cè)彎沉值，其補(bǔ)壓前ι0=220(0.01mm)，補(bǔ)壓后ι0=183(0.01mm)，按E0=2430ι0-0.7式計(jì)算，沖擊碾壓前E0=55.7 MPa，補(bǔ)壓后E0=63.4 MPa。