采用冲击碾压代替强夯处理湿陷性黄土施工工艺及方法

采用冲击碾压代替强夯处理湿陷性黄土施工工艺及方法

摘要：强夯法处理地基是将很重的锤从高处自由落下给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。虽然强夯具有功效高、施工速度快、适用范围广、加固效果显著等的特点，但由于强夯法在施工过程中，产生持续的地基振动对附近的建筑物有一定的影响，其产生的噪音也对附近居民有一定的影响。本文介绍了采用振动碾压+冲击碾压组合碾压措施代替有效加固深度6m以内的强夯施工。

关键词强夯振动碾压+冲击碾压

Abstract: the dynamic compaction method and treatment of foundation is very heavy hammer will be free from on high ground to impact and dropped to the vibration, so as to improve the strength of the foundation soil and reduce its compactness. Although the dynamic compaction of high effect, construction speed is quick, widely used, reinforcement effect remarkable characteristics, but due to the dynamic compaction in construction process, produce the foundation for vibration on the buildings around have certain effect, the noise of nearby residents also have certain effect. This article introduces the vibration rolling + percussive compaction effect reinforcing measures combined rolling instead of 6 m depth within the dynamic compaction of construction.

Key words： dynamic compaction vibration rolling + percussive compaction

1工程概况

新建铁路西安至平凉线XPS-3标段位于陕西省中西部和甘肃省东部。地处渭北、陇东黄土高原，东连西安枢纽，西接宝中铁路，行经陕甘两省的咸阳、庆阳、平凉三市，途经我国十三大煤炭基地之一黄陇基地的彬长矿区，与312 国道和银武高速公路并行。全标段长度149.13km，路基96.95km，设计土方量1465万方。沿线Ⅲ、Ⅳ级湿陷性黄土地段采用强夯处理，处理面积44.9万平方米。设计为单位夯击能2000KN•m，对湿陷性黄土的有效加固深度为5～6m。

2施工方法及主要思路

因设计为单位夯击能2000KN.m，对湿陷性黄土的有效加固深度为5～6m。采用振动碾压+冲击碾压组合碾压措施代替强夯用于消除黄土的湿陷性。

3施工工艺

振动碾压采用大于15t的振动压路机，冲击碾压采用自重16t、冲击能为25kj的三边形冲击压路机进行作业。以行走速度为10-12km/h冲击碾压40遍，达到碾压有效深度2m，影响深度5m，0~2m范围内湿陷性系数小于等于0.015的处理效果。

冲击式压实机是用三边形或五边形“轮子”来产生集中的冲击能量达到压实土石填料的目的。目前常用的压实机的有25KJ-T3三边形和15KJ-T5五边形两种压实机。冲击压实机可由配套的重型工业拖车在前方牵引，也可以自行。冲击压实机在土石方压实作业中，突破了传统的碾压方式，当其一角立于地面，向前碾压时，产生巨大的冲击波，由于碾边顺序连续冲击地面，可使土体碾压均匀密实。25KJ压实机的高能量给出相当于冲击力达250t以上的重击，可对填料作深层压实，从而降低土的湿陷性。

冲击压实机以其静能量来标定，能量按下式以千焦（尔）计算：

E=mgh

式中：E为能量，千焦尔，kJ；m为动力部件的质量，kg；g为重力常数（9.81m/s2）；h为轮子外半径同内半径的差值，h=R-r，m。

施工由地基处理范围两侧开始向中心碾压，碾压一直进行到要求的密实度为止。冲击碾压时应自边坡坡脚一侧开始，顺（逆）时针行驶，以冲击压实面中心线为轴转圈，而后按纵向错轮冲击碾压，全路幅排压后，再自行向内冲击碾压，排压遍数和沉降量以试验段确定。

冲击碾压的压路机双轮各宽0.9m，两轮内边距1.17m，行驶两次为一遍，其冲击碾压宽度4m。每次冲击力按冲击碾压轮触地面积边缘与地表以45°—φ/2夹角向土体内分布土压力。每遍第二次的单轮由第一次两轮内边距中央通过，形成的理论冲击碾压间隙双边各0.13m，当第二遍的第一次向内移动0.2m冲击碾压后，即将第一遍的间隙全部碾压。第三遍再回复到第一遍的位置冲击碾压，依次进行至最终遍数。冲击压路机向前行驶在纵向冲击碾压地面所形成的峰谷状态，应以单双两遍为一冲压单元，当双数遍冲压时，调整转弯半径，达到对形成的波峰与波谷进行交替冲击碾压，使地面峰谷减小，表面接**整。冲击压路机一般行驶按顺时针与逆时针方向每五遍进行交换作业。

4施工质量保证措施

4.1冲击碾压过程中，各段技术负责人要坚持在现场指挥，冲击碾压完成后由各试验人及监理工程师按规定进行各项检测。

4.2冲击压实时要均匀碾压，相邻两段冲击压实搭接长度不小于15米。

4.3冲击压实前，要及时对地基适量洒水，使水份充分渗透，达到适宜的含水量然后冲击碾压。

4.4冲击压实10遍左右后，平地机大致整平，再冲击压实。

4.5冲击碾压完成后，表层的松土重新刮平，并用振动压路机压实。

4.6当涵洞附近需进行冲击压实时，先进行冲击压实后再施工涵洞。

4.7冲击碾压过程中应视降雨情况做好排水工作。

4.8冲击压实机的工作速度应在10-12km/h之间。

4.9冲击碾压施工时，应采用大小圈、正反圈的方法错开冲击碾压轮辙。

5安全保障措施

严格按照安全操作规程、施工工艺进行设备操作和施工，安全责任落实到人。成立由现场施工负责人为组长的安全小组，以机长为现场专职安全员，技术人员为兼职安全员，管理人员进行现场巡视、抽查等，坚持“生产为主，安全第一”的原则，杜绝一切危险事故的发生。

1、冲击碾压施工作业队须加强对员工的安全生产教育，树立安全第一的观点。操作机手在上机前必须经严格的培训，不合格者不得上机。冲击压路机颠簸厉害，每台应配备2~3名操作机手，轮流进行作业，每次碾压时间不宜超过2小时，防止疲劳驾驶，不得把机器随便转让他人驾驶。若施工现场灰尘较大，应戴口罩或采取其它防护措施施工。

2、冲击碾压前应查明冲击碾压范围内的地下管线及附近各种构造物，并应根据构造物的类型采取相应的保护措施。对于有河沟等对隔震有明显效果的情况，确认不会造成影响后，可适当减少安全距离。施工前对于拟保护的构筑物在保护范围的外围应设置明显的标志物。对于冲击碾压区内和周围的危险构筑物及需特别保护的建筑物、设施等可根据实际情况，增大保护范围或开挖宽0.5m深1.5m左右的隔震沟进行隔震。

3、冲击碾压范围内的出入口应有醒目的安全标记，禁止无关车辆与闲杂人员出入。

6结论

采用冲击碾压+振动碾压代替强夯处理5-6m范围内的湿陷性黄土具有振动小，施工速度快的优点。在工程施工中避免了因振动造成距离线路较近的房屋的损坏，避免了施工中的部分障碍，使工程项目部得以顺利进行。