1、沖擊壓實(shí)處理濕陷性黃土地基施工工法李慶（中交一公局第六工程有限公司，天津 ）摘要：通過沖擊壓實(shí)處理濕陷性黃土在張石高速公路中應(yīng)用，總結(jié)沖擊壓實(shí)處理濕陷性黃土的質(zhì)量控制要點(diǎn)和施工工藝，形成沖擊壓實(shí)工法。關(guān)鍵詞：沖擊壓實(shí) 濕陷性黃土 工法一、 前言張石高速公路保定段淶水至曲陽分段，路線全長135.566km，經(jīng)詳勘階段的勘察，查明在路線穿越區(qū)的K176+200K264+000區(qū)段廣泛分布有第四紀(jì)上更新世的馬蘭黃土狀土,其土層垂直裂隙較為發(fā)育,具有一定程度的濕陷性.由于充分認(rèn)識到濕陷性黃土的危害性,設(shè)計(jì)單位對中等濕陷性黃土采用了沖擊壓實(shí)、強(qiáng)夯、灰土擠密樁等防治措施。由我單位承建的五合同段于2006年

2、8月15日至2006年8月25日進(jìn)行了濕陷性黃土路基沖擊壓實(shí)試驗(yàn)以便為全線大面積開展沖擊壓實(shí)施工提供經(jīng)驗(yàn)，通過沖擊壓實(shí)試驗(yàn)段獲取的經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)在后來的施工中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果。本工法為總結(jié)現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)而形成。二、 工法特點(diǎn)我國于1995年引進(jìn)沖擊壓實(shí)技術(shù)，其高振幅、低頻率沖擊碾壓加大了對土石的壓實(shí)功能，具有克服路基隱患的技術(shù)優(yōu)勢，其碾壓速度快，時(shí)間短，固結(jié)均勻，在中等濕陷性黃土地基的處理中，相比較強(qiáng)夯、換填等工法，具有工期短，施工簡便，質(zhì)量可靠，節(jié)約成本等優(yōu)勢。三、 適用范圍沖擊壓實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于淺層軟弱地基的沖擊碾壓，濕陷性黃土地基的處理，高填石方路堤的分層沖擊碾壓。在濕陷性

3、黃土地基處理中適用于一般路段的級（含級）以下濕陷性黃土地基。四、 工藝原理沖擊壓路機(jī)與傳統(tǒng)壓路機(jī)相比，最大特點(diǎn)是其非圓形的沖擊輪外形。沖擊壓路機(jī)在壓實(shí)作業(yè)中，由于其非圓形的沖擊輪在地面上按照沖擊輪邊順序連續(xù)沖擊地面，相當(dāng)于低頻率，高振幅的沖擊壓實(shí)土體，并周期性的沖擊地面，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向地下深層傳播，從而減小路基沉降量，提高壓實(shí)度和整體強(qiáng)度。濕陷性黃土主要由于黃土顆粒間隙過大，在大量滲水后，使土體在自重及荷載作用下發(fā)生沉陷，沖擊壓實(shí)通過對黃土施加高強(qiáng)度的沖擊力，可以有效減小或消除土的壓縮性和濕陷性。五、 施工工藝（一）、工藝流程圖場地清理、平整場區(qū)測量檢測含水量、壓實(shí)度埋設(shè)高程測點(diǎn)沖擊碾壓檢

4、測沉降量、壓實(shí)度及其它參數(shù)沖擊碾壓區(qū)整平振動(dòng)壓路機(jī)碾壓灑水、晾曬，重新碾壓補(bǔ)壓合格不合格合格不合格（二）、施工方法1、施工準(zhǔn)備（1）施工前應(yīng)熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)文件、工程概況、氣候條件及地形地貌等，在熟悉設(shè)計(jì)文件基礎(chǔ)上，對設(shè)計(jì)采用沖擊壓實(shí)的地段進(jìn)行現(xiàn)場核對和調(diào)查，以確定沖壓面積，地形等是否滿足要求。（2）對原地面進(jìn)行處理，地表的種植土清除15cm，拆除舊的建筑物基礎(chǔ)要清除到地表以下30cm，置換素土填筑；挖掘樹根的坑超過30cm須分層夯實(shí)到原地面；原地面坑洼不平地段，相對高差小于50cm的進(jìn)行整平處理，相對高差大于50cm的坑分層夯實(shí)到原地面。（3）按公路路基施工技術(shù)規(guī)范的要求，做好導(dǎo)線、中線、水準(zhǔn)點(diǎn)

5、復(fù)測、橫斷面檢查與補(bǔ)測、增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)等工作，并按設(shè)計(jì)文件要求定出路堤坡腳、護(hù)坡道及邊溝位置。（4）沉降量檢測點(diǎn)埋設(shè)用長6cm鐵釘系紅布條做明確標(biāo)志，準(zhǔn)確定點(diǎn)。平地機(jī)刮平時(shí)應(yīng)注意保護(hù)帶有紅布條鐵釘?shù)臋z測點(diǎn)，距檢測點(diǎn)20cm范圍內(nèi)不得擾動(dòng)。2、沖擊壓實(shí)施工（1）沖壓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制路基含水量，使得土方路基含水量符合沖擊壓實(shí)的要求。沖壓前測含水量，如含水量過高，則應(yīng)晾曬達(dá)到要求時(shí)再進(jìn)行沖壓，如表層土質(zhì)干燥，出現(xiàn)揚(yáng)塵，應(yīng)進(jìn)行灑水沖壓。（2）沖擊壓實(shí)必須按規(guī)定的走向和排列模式進(jìn)行（見圖2），基于沖擊壓實(shí)地面形成波浪的峰谷狀態(tài)，應(yīng)以單雙兩遍為一沖壓單元，及時(shí)調(diào)整行駛路線，實(shí)現(xiàn)波峰與波谷呈交替狀沖壓，以做到碾壓

6、均勻。圖2：沖擊碾壓作業(yè)示意圖（3）壓路機(jī)行駛速度應(yīng)在912km/h，宜先慢后快。（4）如果路基表面出現(xiàn)較明顯的凹凸，致使壓路機(jī)顛簸嚴(yán)重，以致不能保持規(guī)定的行走速度時(shí)，應(yīng)馬上停機(jī)，用平地機(jī)整平路基表面，然后繼續(xù)施工。（5）沖壓遍數(shù)對中等濕陷性黃土地基以2040遍為宜，以試驗(yàn)路段確定的沖壓遍數(shù)控制。（6）沖壓至規(guī)定的遍數(shù)后進(jìn)行壓實(shí)度和沉降量檢測，壓實(shí)度檢測坑應(yīng)夯填密實(shí)再進(jìn)行下一步?jīng)_壓。（7）沖壓過程中局部“彈簧”現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)進(jìn)行挖除換填。（8）沖壓結(jié)束后，基底要用平地機(jī)整平，振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。六、材料與設(shè)備試驗(yàn)段材料與設(shè)備見下表：序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量1全站儀Lecia 1102臺12水準(zhǔn)儀

7、Lecia NA724臺13裝載機(jī)ZL50臺14平地機(jī)PY180臺15振動(dòng)壓路機(jī)20t臺26沖擊壓路機(jī)YCT20臺1七、 質(zhì)量控制（一）、沖擊壓實(shí)檢測指標(biāo)沖擊壓實(shí)施工質(zhì)量管理以施工工藝、沉降量指標(biāo)控制為主，結(jié)合壓實(shí)度等指標(biāo)進(jìn)行控制。沖擊壓實(shí)各檢測指標(biāo)的方法與頻率如下：土的含水量：每2000m2檢測8個(gè)點(diǎn)，沖壓前檢測；沉降量：每2000m2檢測20個(gè)點(diǎn)，計(jì)算時(shí)取其算術(shù)平均值；壓實(shí)度：每2000m2檢測4個(gè)點(diǎn)；濕陷性黃土地基處理沖擊壓實(shí)檢測項(xiàng)目：土質(zhì)參數(shù)沖擊碾壓遍數(shù)行駛速度沉降量壓實(shí)度土的含水量在(Wopt-4%)( Wopt+2%)之間2040遍（以試驗(yàn)路段提出的碾壓遍數(shù)控制）912km/h經(jīng)試

8、驗(yàn)路段試驗(yàn)后提出的沉降量控制經(jīng)試驗(yàn)路段試驗(yàn)后要求達(dá)到的壓實(shí)度（93以上）（二）、試驗(yàn)路段質(zhì)量檢測及控制雖然沖擊壓實(shí)技術(shù)已在全國廣泛采用，但由于土質(zhì)、沖壓壓路機(jī)型號，應(yīng)用條件等各不相同，其壓實(shí)效果、施工工藝、質(zhì)量控制亦不相同，因此需要在施工前修筑試驗(yàn)路段，以確定合適的施工工藝，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。1、沉降量：定點(diǎn)沉降量檢測包括沖壓前及每沖壓5遍的標(biāo)高，高程測量時(shí)，應(yīng)確保高程檢測每次是同一點(diǎn)位，按施工準(zhǔn)備各階段布設(shè)的點(diǎn)位進(jìn)行檢測，平地機(jī)刮平時(shí)要注意保護(hù)不得擾動(dòng)，檢測樣本數(shù)不少于20個(gè)。2、壓實(shí)度：沖擊前及每沖壓5遍后用灌砂法檢查沖擊后的壓實(shí)度，檢測頻率為每2000m2檢測4點(diǎn)，不足2000m2至少檢測2

9、點(diǎn)，測點(diǎn)豎向位置為表面下20cm、50cm、80cm，壓實(shí)度檢測應(yīng)確保前后兩檢測點(diǎn)間距大于2m，沖擊壓實(shí)完成后壓實(shí)度不小于93。3、土的物理力學(xué)參數(shù)：土的物理力學(xué)參數(shù)有天然含水量、液塑限、天然密度、濕陷系數(shù)等。4、野外CBR試驗(yàn)不小于10。八、安全措施（一）、沖壓前應(yīng)查明沖壓范圍內(nèi)的地下管線及附近各種構(gòu)造物，并根據(jù)構(gòu)造物類型采取相應(yīng)的保護(hù)措施。沖壓施工場地附近有構(gòu)造物時(shí)，應(yīng)注意觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)立即中斷施工，以免構(gòu)造物損傷。（二）、施工過程中，作業(yè)區(qū)的兩端和必要的地方實(shí)行交通管制，安排專人看守，安放警示標(biāo)志，禁止閑雜人員和其它車輛進(jìn)入作業(yè)區(qū)。（三）、操作手在上崗前必須經(jīng)培訓(xùn)合格，嚴(yán)禁未培訓(xùn)或

10、培訓(xùn)不合格的操作人員駕駛沖擊壓路機(jī)施工。（四）、施工過程中要有專人進(jìn)行指揮，防止發(fā)生安全事故。九、環(huán)保措施（一）機(jī)械停放和施工安排有序合理，禁止亂擺亂放。（二）、施工便道經(jīng)常灑水養(yǎng)護(hù)，防止揚(yáng)塵對空氣、農(nóng)作物的污染。（三）、施工過程中合理安排施工時(shí)間，避免夜間施工，減少噪聲與振動(dòng)對環(huán)境的影響，保證附近居民的正常休息。十、效益分析對于中等濕陷性黃土地基采取沖擊壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行處理與常規(guī)的換填處理相比存在以下優(yōu)越性：（一）、沖擊壓路機(jī)數(shù)量較多且大多都已國產(chǎn)，容易租賃，施工簡便；（二）、相比換填施工，大大節(jié)約成本；（三）、沖擊壓實(shí)是一次性壓實(shí)，其碾壓速度快，時(shí)間短，固結(jié)壓力大，因此可縮短工期二分之一左右。

11、十一、應(yīng)用實(shí)例 我單位于2006年8月15日至2006年8月25日對K202+455K202+720段濕陷性黃土地基進(jìn)行了沖擊壓實(shí)試驗(yàn)段施工，通過試驗(yàn)段總結(jié)的施工工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在全線大面積開展沖擊壓實(shí)施工中得到廣泛應(yīng)用，取得了良好的效果。試驗(yàn)段參數(shù)總結(jié)如下：（一）、沉降量觀測數(shù)據(jù)如下：沖壓遍數(shù)5101520253035沉降量（mm）584542211585沖壓遍數(shù)與沉降量關(guān)系曲線0501001502002505101520253035沖壓遍數(shù)沉降量(mm)累計(jì)沉降量（mm）58103145166181189194（二）、壓實(shí)度地面下20cm壓實(shí)度數(shù)據(jù)如下：沖壓遍數(shù)沖壓前51015202

12、53035壓實(shí)度（）測點(diǎn)182.687.192.494.196.697.297.998.1測點(diǎn)284.389.691.393.597.098.198.998.6測點(diǎn)379.885.989.991.994.196.997.998.0測點(diǎn)481.190.193.595.196.297.098.198.3地面下50cm壓實(shí)度數(shù)據(jù)如下:沖壓遍數(shù)5101520253035壓實(shí)度（）測點(diǎn)176.182.388.289.090.291.391.5測點(diǎn)275.080.285.187.989.692.692.5測點(diǎn)378.884.489.191.092.993.192.8測點(diǎn)477.581.687.389.39

13、1.192.192.3地面下80cm壓實(shí)度數(shù)據(jù)如下:沖壓遍數(shù)5101520253035壓實(shí)度（）測點(diǎn)172.678.182.784.686.987.387.0測點(diǎn)275.680.483.685.787.489.689.1測點(diǎn)374.277.679.684.585.787.187.3測點(diǎn)473.179.282.184.487.388.888.2沖壓遍數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系曲線70.075.080.085.090.095.0100.0105.0110.05101520253035沖壓遍數(shù)壓實(shí)度(%)20cm壓實(shí)度50cm壓實(shí)度80cm壓實(shí)度(三)、土的物理力學(xué)參數(shù)：最佳含水量10.1%、液限25.7、塑限16.9、塑性指數(shù)8.1，標(biāo)準(zhǔn)干密度1.969g/cm3。（四）、野外CBR試驗(yàn)值35.4%。（五）、根據(jù)以上數(shù)據(jù)顯示，沖擊壓實(shí)前25遍效果明顯，2535遍壓實(shí)度增長較緩慢，甚至在35遍時(shí)壓實(shí)度有降低趨勢，地面下20cm很容易達(dá)到93%的壓實(shí)度；野