淺談公路加寬路基壓實(shí)技術(shù)

劉曉晗

【摘 要】文章分析了影響路基壓實(shí)的主要因素，探討了加寬路基壓實(shí)工藝及技術(shù)方法。

【關(guān)鍵詞】公路加寬；路基壓實(shí)；工藝技術(shù)

公路在經(jīng)過(guò)多年的通車使用，路基的沉降基本完成，路基加寬段由于新舊路基的不均勻沉降，必然產(chǎn)生縱向的裂縫，從而對(duì)公路產(chǎn)生破壞。為此，必須加強(qiáng)公路路基加寬設(shè)計(jì)優(yōu)化及施工質(zhì)量的控制，使新填筑的路基加寬段的沉降量降低，以確保公路的工程質(zhì)量。

1.影響施工壓實(shí)度的因素

（1）含水量對(duì)壓實(shí)過(guò)程的影響體現(xiàn)在土壤含水量大小與壓實(shí)干密度的關(guān)系。如果土的含水量小，水的潤(rùn)滑作用使同樣的壓實(shí)功可以得到較大的干密度；如果單位土體中空氣的體積已壓縮到最小限度，而水的體積不斷增加，由于水的不可壓縮，使在同一壓實(shí)功下土的密度反而逐漸減小。因此，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，細(xì)粒土以及天然的砂礫土、級(jí)配碎石、石灰穩(wěn)定土和水泥穩(wěn)定土等多種路基材料，都有在一定的含水量條件下才能壓實(shí)到最大的干密度。

（2）碾壓厚度對(duì)壓實(shí)的影響表現(xiàn)在碾壓層過(guò)厚，非但下層的壓實(shí)達(dá)不到要求，而且碾壓層上層的壓實(shí)度也要受到不利的影響。同時(shí)，碾壓的厚度隨所用的壓路機(jī)的類型而變，相同壓實(shí)條件下，由實(shí)測(cè)土層不同深度的密實(shí)度或壓實(shí)度得知，密實(shí)度隨深度呈遞減，表層5厘米以內(nèi)的密實(shí)度最高。不同壓實(shí)工具的有效壓實(shí)深度有所差異，根據(jù)壓實(shí)工具類型、土質(zhì)及土基壓實(shí)的基本要求，路基分層壓實(shí)的厚度有具體規(guī)定數(shù)值。

（3）壓實(shí)次數(shù)，路基的施工技術(shù)規(guī)范都要求碾壓時(shí)必須“先輕厚重，先慢后快，先邊緣后中間”，這是碾壓的總原則。這就說(shuō)明正確的碾壓方式既有利于提高壓實(shí)度，又有利于提高平整度，但是，遇到特殊情況，碾壓方式要隨之改變。如碾壓碎石穩(wěn)定土?xí)r由于土基中含有一 定的碎石，采用高頻低輻，緊跟慢壓就比較好，碾壓過(guò)后不但密實(shí)而且平整。在有超高路段時(shí)，則宜先低后高。

（4）壓路機(jī)碾壓速度對(duì)路基土所能達(dá)到的密度有明顯的影響。碾壓速度低時(shí)，單位面積材料的碾壓時(shí)間比速度高時(shí)要多，因而作業(yè)用在被壓材料上的能量也大。實(shí)際上，傳遞到被壓材料的與碾壓速度成反比。假定使碾壓材料達(dá)到規(guī)定密實(shí)度隨需的壓實(shí)能量不變，則碾壓速度加倍時(shí)，碾壓次數(shù)相應(yīng)加倍，并且碾壓速度過(guò)快容易導(dǎo)致路面不平整。因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)針對(duì)具體的碾壓層的材料和所用的壓路機(jī)，通過(guò)鋪筑實(shí)驗(yàn)路段選擇合適的碾壓速度。另外，對(duì)于碾壓層厚和難以壓實(shí)的土?xí)r，應(yīng)采用較小的碾壓速度。

（5）壓實(shí)機(jī)械對(duì)一定含水量的路基土的壓實(shí)質(zhì)量有很大的影響。一般情況下，使用輕型壓路機(jī)只能得到較小的密實(shí)度，使用重型壓路機(jī)可以得到較大的密實(shí)度。但是壓實(shí)機(jī)械對(duì)土的施加外力應(yīng)有所控制，施加外力的一般原則是壓路機(jī)碾壓的單位壓力，不應(yīng)超過(guò)土的強(qiáng)度極限。

（6）集料的級(jí)配對(duì)碾壓所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯的影響。實(shí)踐證明，均勻顆粒和砂、單一尺寸的礫石、碎石都難以碾壓密實(shí)。在級(jí)配集料基層或底基層施工中，使所用的集料的級(jí)配與室內(nèi)試驗(yàn)確定標(biāo)準(zhǔn)干容重時(shí)所用的集料級(jí)配相同是很重要的。在集料發(fā)生的離析的情況下，添加所缺的料并進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌韬鲜潜匾?。施工中，只有?yán)格控制級(jí)配，才能確保達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)狀態(tài)。

2.加寬路基壓實(shí)工藝

2.1路基壓實(shí)的方法

（1）靜力壓實(shí)。依靠重物自身的重力對(duì)填料進(jìn)行壓實(shí)，由于受重物尺寸和重量的限制，靜力的大小是非常有限的，因而，靜力壓實(shí)只能使被壓材料產(chǎn)生較小的變形，且影響深度有限，很難獲得較高的密實(shí)度。

（2）振動(dòng)壓實(shí)。振動(dòng)壓實(shí)的原理是自身產(chǎn)生振動(dòng)波，向填料傳遞，迫使填料達(dá)到共振，因而它比同樣自重的靜壓作用壓路機(jī)能達(dá)到更好的壓實(shí)效果，壓實(shí)深度也有所增大。振動(dòng)壓實(shí)的機(jī)理在于填料顆粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并不是依靠振動(dòng)產(chǎn)生的壓力來(lái)壓實(shí)被壓材料，振動(dòng)壓實(shí)不僅作用深度較大，而且能獲得較大的壓實(shí)度。

（3）夯擊壓實(shí)。夯擊在原理上都是利用勢(shì)能轉(zhuǎn)化為沖擊能來(lái)壓實(shí)填料。由于能量的轉(zhuǎn)換使得夯擊對(duì)填料的單位沖擊能很大，在沖填料中產(chǎn)生很大剪切應(yīng)力和法向應(yīng)力，從而能有效地克服填料的內(nèi)聚力，大大壓縮填料。由于夯擊壓力波比振動(dòng)波能傳至更深的層面，所以，夯擊壓實(shí)能獲得最大的壓實(shí)深度。

（4）沖擊壓實(shí)。沖擊壓實(shí)兼有靜壓、振動(dòng)壓實(shí)和夯擊設(shè)備的碾壓效果，在沖擊作用下土體顆粒重新組合，其沖擊力相當(dāng)于因壓實(shí)自重對(duì)土體產(chǎn)生靜壓力的不20-30倍，對(duì)土體施以“碾壓+沖擊”的綜合作用，其運(yùn)動(dòng)方式為間歇性沖擊動(dòng)荷載，連續(xù)快速地夯擊地面。

2.2加寬路基壓實(shí)的要點(diǎn)

要控制好路基壓實(shí)質(zhì)量，首先要充分的認(rèn)識(shí)影響壓實(shí)的各種因素，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取各種技術(shù)措施，檢查控制填土的含水率、分層填筑，分層壓實(shí)、注意路基結(jié)合處的壓實(shí)和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等問(wèn)題。

3.沖擊壓實(shí)的施工工藝

加寬路基施工要求路基的壓實(shí)密實(shí)、均勻、整體穩(wěn)定，當(dāng)施工工期緊，新路基的自然沉降時(shí)間不足時(shí)，就容易引起路基不均勻沉降?，F(xiàn)有的靜力碾壓及振動(dòng)壓路機(jī)的施工在客觀上還很難完全滿足加寬路基對(duì)克服差異變形的要求，目前提高路基壓實(shí)度的主要方法是采用沖擊壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)施工。

沖擊壓實(shí)的適用范圍：地基沖擊碾壓、土石混填、填石路堤分層沖壓、路基補(bǔ)壓等。對(duì)于加寬擴(kuò)建路基來(lái)說(shuō)，要控制好新路基的壓實(shí)質(zhì)量，充分發(fā)揮各種壓實(shí)機(jī)械的工作效率，使施工的路基達(dá)到壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)的要求，具體要求如下： （1）確定不同種類填土的最大干密度和最佳含水率；（2）檢查控制填土的含水率；（3）分層填筑，分層壓實(shí)；（4）注意新舊路基結(jié)合處的壓實(shí)，舊路加寬新舊路基結(jié)合處是壓實(shí)的死角，因此，在壓實(shí)的過(guò)程中盡量使壓路機(jī)往邊部靠，保證結(jié)合帶的壓實(shí)，至于壓不到的地方采用人工夯實(shí)或強(qiáng)夯處理，保證路基整體的壓實(shí)度均勻一致；（5）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢查和試驗(yàn)檢測(cè)。沖擊壓路機(jī)在進(jìn)行沖擊壓實(shí)的過(guò)程中要保證一定的速度進(jìn)行沖擊，否則，速度過(guò)慢或者過(guò)快都會(huì)影響到壓實(shí)效果。在沖擊壓實(shí)的過(guò)程中要嚴(yán)格控制沖擊壓路機(jī)的行駛速度。

沖擊壓路機(jī)壓實(shí)路基時(shí)，防止壓實(shí)過(guò)程中揚(yáng)灰現(xiàn)象嚴(yán)重影響施工，應(yīng)在施工前用灑水車灑水，保證施工中不揚(yáng)塵即可。沖擊壓實(shí)機(jī)對(duì)深層土體有密實(shí)作用，但由于其沖壓輪產(chǎn)生集中的沖擊力，對(duì)表層土體有所松動(dòng)，且易形成高低參差的表面，應(yīng)配合使用平地機(jī)和普通壓路機(jī)，進(jìn)一步提高表層土的壓實(shí)度。

4.強(qiáng)夯技術(shù)的施工工藝

（1）清理并平整施工場(chǎng)地。標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程。夯擊點(diǎn)位置可根據(jù)基底平面形狀采用等邊三角形、等腰三角形或正方形布置。第一遍夯擊點(diǎn)間距可取夯錘直徑的2.5～3.5倍，第二遍夯擊點(diǎn)位于第一遍夯擊點(diǎn)之間，以后各遍夯擊點(diǎn)間距可適當(dāng)減小。對(duì)處理深度較深或單擊夯擊能較大的工程，第一遍夯擊點(diǎn)間距宜適當(dāng)增大。

（2）起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置，測(cè)量夯前錘頂高程。將夯錘起吊到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平。

（3）按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成單個(gè)夯點(diǎn)的夯擊。完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊；用推土機(jī)將夯坑填平，并測(cè)量場(chǎng)地高程。在規(guī)定的間隔時(shí)間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將場(chǎng)地表層松土夯實(shí)，并測(cè)量夯后場(chǎng)地高程。

（4）兩遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，該間隔時(shí)間取決于超靜孔隙水壓力的消散時(shí)間。當(dāng)缺少實(shí)測(cè)資料時(shí)，可根據(jù)地基土的滲透性確定，對(duì)于滲透性較差的勃性土地基，時(shí)間間隔不應(yīng)少于3～4周；對(duì)于滲透性較好的地基可連續(xù)夯擊。

5.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于加寬路基來(lái)說(shuō)，如何保證新舊路基結(jié)合處穩(wěn)定，是加寬路基壓實(shí)的關(guān)鍵，只有使新路基在壓實(shí)機(jī)具的作用下盡早的達(dá)到和舊路基相同的密實(shí)程度，對(duì)新舊路基結(jié)合處采用特殊壓實(shí)技術(shù)處理，才能保證路基不會(huì)因?yàn)樾屡f路基不均勻沉降而產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象。 [科]