冲击碾压法处置湿陷性土路基的实践

（新疆维吾尔自治区交通建设管理局，新疆 乌鲁木齐 830000）

一、冲击碾压法处置湿陷性土路基的机理

通过冲击碾压法处置湿陷性土路基，主要是利用冲击压实机重型轮子的集中冲击力量，对土石填料加以压实。在重型工业拖车的牵引之下，冲击压实机一般会按照一定的速度逐渐向前碾压。车轮一角立于地面并向前碾压时，另外一侧的轮短半径会产生重力加速度快速落到地面，从而产生巨大的冲击波，促使土质孔隙比出现变化并提升土体自身的均匀密实度，使土体渗透性显著降低。

二、工程实例

新疆省道315线蜂场至尼勒克段公路改建工程全长80.4km，路面宽度12m，是伊犁州尼勒克县唯一贯通全境的干线道路。此区域内湿陷性土分布较为广泛，大部分路段地基土以粉土及粉质黏土为主，具备非饱和、大孔隙、压缩性较低的特点。全线湿陷性土路段共计37段，全长42.61km：其中Ⅰ级非自重湿陷性土17.91km；Ⅰ～Ⅱ级非自重湿陷性土10.69km；Ⅱ级自重湿陷性土8.45km；湿陷系数平均为0.04，湿陷程度主要为Ⅰ（轻微）～Ⅱ（中等），局部段落为Ⅲ（强烈），孔隙比平均为0.94，压缩系数平均为0.42MPa-1。

三、试验设计

为了更有效地运用冲击碾压法处置新疆伊犁湿陷性土路基，结合工程案例进行试验设计。首先，要确定试验方案、各方面参数和工艺。结合该路段实际参数，选择合适的冲击压路机型号并按照施工要求确定碾压速度和碾压次数，合理设计压实设备工序以及组合方式等；其次，根据施工方法和要求，针对施工质量选择合适的检测方法。

四、冲击碾压施工方案设计

需要针对该工程路段的湿陷性土路基进行冲击碾压作业，合理设计施工方案：

1.结合施工要求和实际情况，将冲击碾压速度保持在10km/h～13km/h，并使用速度计在施工现场进行测量；

2.设计冲击压实过程中瞬时冲击功率最大值。根据设计要求，确定此试验中静态势能是25KJ；

3.确定冲击次数。结合图纸设计，原地面冲击次数要保持在24次及以内；

4.确定碾压形式路线。以冲击操作面一侧为基准，按照逆时针方向运行，将冲击面中心线当做施工轴线，按照纵向方向交错轮实现冲击。当按照纵向方向进行冲击作业，形成谷峰之后，单次与双次视为一个单独冲击单元；

5.测量基础沉降就是在设定沉降观测位置上，在冲击压实前进行测量，并分别在冲击压实6、12、18、24次后分次进行沉降观测。在碾压过程中，配置平地机1台、光轮压实设备1台、洒水设备1台并合理匹配冲击设备，以实现碾压冲击作业。在实际碾压冲击作业中，若表面出现较大的波动，可通过平地机随时进行整平处理。同时，通过光轮压路机进行1～2次的碾压，以免碾压速度和压实效果受到波动影响。

五、冲击碾压施工中的注意事项

通过冲击碾压法对伊犁湿陷性土路基加以处置的过程中，需要对以下几点加强注意：

1.冲击碾压施工过程中，需要按照横向轨道和纵向轨道相互交错的形式开展碾压，纵向相位保持在车轮基座对应1/6位置，横向轴相邻边缘要有20cm～30cm的重叠；

2.在冲击碾压施工之初，需要先以低速行驶形式碾压6次，防止后续出现冲击不均匀、冲击坑过深以及机械驱动困难等问题，降低实际碾压效果；

3.冲击碾压过程中，每碾压6次就要在观测点对湿陷系数、沉降值以及压实度进行测量，同时通过平地机将表面刮平，利用钢轮开展1～2次的振动压或静压。若再次观察获得的观察值与施工要求仍然不符，则需要继续进行冲孔施工。在冲孔之前需要综合考虑含水量因素，如果含水量不足，则需要先适量洒水之后再开展冲孔操作。当观察值达到设计要求之后，停止冲孔；

4.若现场条件与施工之前开展的碾压试验条件有所偏离，冲击碾压24次之后仍不符合设计要求，则不能继续冲压，要先寻求解决方案或者通过其他方式处理湿陷性土路基；

5.在冲击碾压操作中，表层土质出现波动之后，需要对碾压转弯半径进行调整，使其逐步冲击波峰值，以保证压实质量均匀，没有漏压且压力饱满。

六、冲击碾压处置新疆伊犁湿陷性土路基效果分析

在碾压施工结束后1～2周内，根据1处/2000m2的频率取样，保证每段至少在一处取样，每间隔1m深度，在0.5m位置取土样1～2个，移至室内进行试验。土体在碾压冲击之后，深度在1m之内的压实度不能低于90，且湿陷系数需要低于0.015。按照实验和施工方案设计，对6个测量点地面以下1m和0.5m处以及原始地面进行压实度测量。结合测量数据，获得冲击次数和压实度的关系如表1所示，冲击碾压6、12、18、24次之后，测得沉降量分别是13.8mm、20.5mm、28.2mm和34.3mm。在6次冲击碾压操作之后，该工程试验段沉降量均值在11cm～15cm；在12次冲击碾压操作之后，该工程试验段沉降量均值在6cm～10cm；在18次冲击碾压操作之后，该工程试验段沉降量均值在2cm～7cm；在24次冲击碾压操作之后，该工程试验段沉降量均值是3cm。经过24次冲击碾压，该路段原地面压实度均值达到93.5%～96.7%，土体具有良好的均匀性。通过分析试验数据发现，新疆伊犁湿陷性土路基在经过24次冲击碾压后，其压实度和沉降量均能够达到规范和设计要求，冲击碾压之后的路基具有良好的均匀性，冲击效果突出。

表1.冲击次数和压实度关系表

七、结语

为了有效提升新疆伊犁湿陷性土地基密实度和强度，使土体各方面参数达到工程设计和施工要求，可以在施工中合理应用冲击碾压法，保证土体沉降和压实度符合设计与规范要求，确保施工质量。