高速液压夯实机工程施工应用研究

中国水利水电第八工程局有限公司 李建伟 赵军帅

1 引言

公路路基施工质量直接关系到整个公路的质量，高速水力压实技术是一种新型的道路路基压实技术，在实际路基压实实施中取得了良好的效果。采用高速水力压实技术施工后压实路基，可以提高公路的整体质量，从而有效避免路基坍塌等质量问题，但高速液压捣固机的施工中还存在许多问题需要解决。

2 高速液压夯实机的的介绍

2.1 工作原理

高速液压夯实机的工作原理是：在要求的工作面上，在高速液压夯锤的重力和液压作用下，夯锤落下压实。同时，夯锤由液压设备反复上下驱动，通过装载机或挖掘机支承装置的牵引而压实。该设备可达到快速更换压实位置，灵活压实路基组合部位，以最小化接缝后的沉降，从而提高路基整体施工质量的目的。

2.2 高速液压夯实技术简介

高速液压压实技术是利用液压压实机进行高速压实施工的一种施工技术，具有良好的柔性，可随时根据实际需要调整夯实能量。适用于工作空间狭窄、局部高填方、桥台背、涵侧回填等情况下的夯实作业。

近年来，我国高速液压夯实机技术逐步发展起来，专业夯实设备主要针对公路路基狭窄区域和局部路段的施工而开发。与传统的强夯技术相比，高速液压夯实技术具有作用时间长、冲击频率高、作用轻、峰值力小的特点；与传统的振动压实技术相比，具有渗透力强、冲击力大、压实能量高等优点。

2.3 应用领域

高速液压夯实机有效地解决了半挖半填容易形成裂缝的问题，适用于桥台回填、小回填面积涵洞、地方高速公路现有填筑等水利、电力工程。此外，高速液压压实机技术也应用于大型停车场、港口、机场、油库等压实基础施工，包括危险物质和卫生填埋场垃圾填埋场填埋场。高速液压夯实机不仅保证了夯实效果，而且避免了不同填料剪切失效。它还具有较长的压实时间和较小的峰值力的优点。使路基压实更均匀、更深。

2.4 高速液压夯实机的特点

高速液压夯实机技术是以强夯技术、机械、电子、液压一体化产品为基础，由电子系统、液压驱动设备、夯脚、夯架和锤等组成，其夯锤、缓冲装置、液压系统和整体液压夯实机采用国外先进技术。连续夯实和阶梯夯实两种施工模式，可以有效地满足不同施工作业的需要。

高速液压压实机具有以下特点：可实现厚充填层的整体压实，有效提高生产效率，有效减少夹层现象以及施工技术造成的分离和滑移，可有效解决公路路基、半填半挖、桥台回填、小面积回填等桥梁施工问题，并能有效处理桥墩挠曲和桥台跳跃问题，解决路堤的缺陷，从而实现路堤的加固。

3 常用施工方法

3.1 施工前的准备工作

相关施工人员需要进行特殊的培训。相关人员在进入现场前必须仔细、反复检查、检验合格。正式开工前，施工人员通过实际施工要求，确定合适的施工机械性能和规格，通过反复试验，得到所需夯实机械数量、夯实强度等指标。

施工的严谨性，作为检验方法和评价标准的质量，施工人员必须首先确定。根据工程师给出的压实标准和平整度，施工人员必须在压实前检查路基。所有检查合格后，可以铺设高速液压压实点。捣固前，对工作面捣固点进行测量。测量人员可以根据施工计划确定夯点布置，然后根据夯实顺序对夯点进行编号。为了比较夯实次数的压实效果，还需要测量每个夯实点的地面高度。相关人员应认真研究技术规范和要求。如果发现问题，应及时向技术主管汇报，批准后方可进行下一步的施工工作。

3.2 施工技术

压实前，将场地平整并轧制。夯击点调查工作面可根据施工方案夯实点布置的形式进行确定，再测量每个表面的高度，最后施工人员将夯实设备放置在井位上。在下一个捣固点操作之前，应测试夯实范围的紧凑性。根据在施工现场实际测试工作，确定对夯锤的外边缘和桥涵结构之间的最小距离。如果捣固作业使用大齿轮，则最近的夯锤外边缘与桥梁和涵洞结构距离应超过50厘米。进行夯实作业时，侧墙顶部填筑厚度应大于2米。其施工工艺流程如下图1所示：

图1 施工工艺流程图

4 高速液压夯实机在施工后的检测及评价方法

4.1 施工检测

公路路基的基本质量要求是工后沉降水平和几何稳定性达到使用预期。高速液压夯实的主要作用之一是通过高强度重复强夯消除或削弱层状碾压路基在路面使用寿命中可能出现的固有缺陷和人为缺陷。压实度、k30、EV2等静力试验指标是控制工后沉降的导数指标。

现场试验表明，高速水力压实路基固结沉降显著，但压实度和动变形模量变化不大，有的没有升降。以HC36型高速液压压实机加固的100m路基沉降为例，假定70%的沉降发生在有效压实深度2m以内，剩余沉降发生在有效压实深度4m以内，平均压缩系数表层2m以下土壤的增加3.5%，表层2m～4m以下土壤的增加1.5%。

高速液压压实机也适用于路基相对沉降量的测量。大压缩率和大沉降不仅意味着实际压实度（强度）的提高，而且表明了土体均匀性的提高。提高土壤均匀性有利于提高车辆的动载阻力。碾压机重复碾压不能提高路基的质量，高速液压大范围碾压更有效。因此，在确定施工和试验要求时，在保证一定质量的同时，应考虑可操作性、生产率和成本等相关因素。

4.2 评价方法

选择测试部分。尽量选择正常的施工路段，试验前不应采取临时加固措施。

在测试部分中识别多个测试点并对它们进行标记。翻斗车重复轧制部分不应选择为典型的试验点。

捣固机设置为3个齿轮和3个锤子。最大提升高度下连续三次打击，每次锤击后对夯点进行沉降测试，直至累计沉降30锤左右或3累计锤少于15mm(高速铁路：10mm)。在弱结构和其他测试点附近应减少锤的数量。

根据9锤、12锤、15锤或3档以上锤的数量，在测量沉降（需要开挖深度，大多为0.6～1m）后，可开挖动态锥入试验点。

根据路基承载力要求或承载力增加值，确定单点锤击次数和相应沉降量，作为施工和试验依据。