采用冲击碾压代替强夯处理湿陷性黄土施工工艺及方法
关键词 强夯,振动碾压,冲击碾压
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，表面接近平整。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。
