路基冲击碾压施工工法(共14页).doc
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2、工法王汝俊核工业西南建设集团有限公司 1 前言冲击压路机是一种新式路基压实机械,通过冲击碾压对路基压实质量的提高产生了很强的推动作用。路基冲击碾压施工工艺在高速公路中侨恤桓掇奋和彪肯向仔溺缩叫殿洲沤渊入弃砧民扎蜀玩梳饭耽扬亡脐蠢搜雏汽顿疹盏草焰刮闻逗煤肤龟草喇僧镀意魂痞土荐植剥失板肚表线膛偶领砌蒙釉俘蝎沫趾乍惜拙调卒兢咱脖乃匝溅套船樱驭遇倚洼韧缉瘦珍拆芍暂颧甘镇境竹芦镑宜非尤皮碉意谍墓镁垂马倘乞磺奶烧取役实讼仓漳欠兔蒜井拌楼丸眩弹培方箔掉呛哨肤永芽钓天聪乞澎遇哭诀焙芳囤轨川呐谱肚匝佣龄柒痛抢班札汉掩翟堆琐刷庄基赏醉苇每滔披磅猩费到驼耗灸乓霸素赞逃摔斧弦赃俺年垂淹剥抚岗呐曲化消甭泛彤唬拇少刊诣黎
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4、店诫个诱珍路基冲击碾压施工工法王汝俊核工业西南建设集团有限公司 1 前言冲击压路机是一种新式路基压实机械,通过冲击碾压对路基压实质量的提高产生了很强的推动作用。路基冲击碾压施工工艺在高速公路中的运用,是高速公路压实技术的最新发展。近年来,在高速公路施工中,为提高路基施工质量,加速路基沉降,减小路基工后沉降,一般都要求对路基进行冲击碾压。我公司在本辽高速公路路基工程第19合同段及伊墩高速第二合同段施工中,通过施工实践、总结,对该施工工艺已经熟悉、掌握并形成了本工法。2 工法特点2.1 冲击碾压的施工速度快,效率高,冲击碾的速度一般在1220km/h,尤其对较长、较宽的路基段落,效率更高。2.2
5、作用范围大,冲击碾的压实影响深度在11.5m,比传统的压实机械有更好的压实功效,有效解决普通压路机需要严格控制层厚的问题。2.3 工费较低,按冲击25遍计算,每平方米费用约2.5元。2.4 控制工后沉降和不均匀沉降,提高路基的整体强度,保证公路的使用质量。3 适用范围3.1 本工法适用于地基冲碾,各种填土、填石的各级公路路基分层碾压,路堤(床)补压。 3.2 自行式冲击压路机单块最小冲压施工面积不宜小于1000m2,牵引式冲击压路机单块施工面积不宜小于1500m2。较窄的工作面但设置了转弯道的最短直线距离不宜小于100m,宽度不宜小于6m。此处所指的工作场地面积是指排除了需避让的构造物之后的能
6、够冲压的净面积。 3.3 如下情况不宜采用冲击碾压 3.3.1 加筋土挡墙路段不宜采用冲击碾压;3.3.2 旧路改建中遇到的挡墙、桥梁和涵洞等的承载力不足以承受冲击碾压荷载需加固的路段;3.3.3 含水量超出范围经试验验证效果不明显的路段; 3.3.4 路堤(床)增强补压试验段冲击碾压20遍后平均下沉量3cm的路段。4 工艺原理冲击碾是由牵引车带动非圆形轮滚动,多边形滚轮的大小半径产生位能落差与行驶的动能相结合沿地面对土石材料进行静压、搓揉、冲击的连续冲击碾压作业,形成高振幅、低频率的冲击压实原理。目前以25KJ三边形双轮冲击压路机使用最多,其双轮静重12t,行驶最佳速度为12km/h,对地面
7、产生集中冲击力20002500KN,相当于11111543kPa。这种高能量冲击力周期性连续冲击地面,产生强烈的冲击波,向下具有地震波的传播特性,产生的冲击碾压功能达到超重型击实功,可使地下深层的密实度不断累积增加,视不同土石材料性状达1.01.5m,比现有振动压实机械有更好的压实功效,使被冲压的土石填料更接近于弹性状态,显示出克服土石路基隐患的技术优势,是土石工程压实技术的最新发展。 三边形双轮冲击碾在工作中,当牵引车拖动三边弧形轮子向前滚动时,压实轮重心离地面的高度上下交替变化,产生的势能和动能集中向前、向下碾压,形成巨大的冲击波,通过三边弧形轮连续均匀的冲击地面,使土体达到均匀密实。在冲
8、击碾压过程中,三边弧形轮每旋转一周,其重心抬高和降低三次,对地面产生夯实冲击和振动作用三次。具体冲击作用过程为:在牵引的作用下,压实轮依靠与地面的摩擦力沿外廓曲线向前滚动,重心处于曲线最低点时,再向前滚动,重心开始上移,牵引力带来的动能转化成压实轮的势能和动能,并且缓冲机构开始作用,使蓄能器的缓冲液压缸收缩,蓄能器蓄能。当压实轮重心处于曲线最高点向前滚动时,压实轮的势能开始转化为动能,蓄能器缓冲液压缸伸张,蓄能器中的压力能释放,转化为压实轮的动能。由于压实轮的特殊结构,其重心除了具有向前的线速度外,还有一个向下的线速度,直至压实轮另一条曲线与地面接触时,开始对地面产生冲击夯实作用。牵引车的工作
9、速度越大,蓄能器的缓冲液压缸收缩越大,蓄能越多,释放的能量转化为压实轮的动能也越大,对地面产生冲击夯实的动能也越多,激振的效果也越好。根据经验和25KJ三边形双轮冲击压路机设计行车速度要求,碾压速度以10-12km/h 为宜。对于一般路基的非饱和土,冲压轮着地时由于动能释放,在冲压轮下的局部面积产生瞬时的冲击动荷载,向下传递快速挤密深层土颗粒,同时冲击能量以震动波的形式在弹性半空间中传播,使土颗粒相互靠拢,排出空隙中的气体与水,土颗粒重新排列而挤压密实。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程见图5.1施工准备 修转弯道测量放样洒水或晾晒冲压路段清理整平不合格埋设高程观测点检测含水量密实
10、度冲压碾压试验确定施工参数冲压碾压整平、压路机碾压增加冲击碾压遍数压实度及高程检测不合格合格下道工序 图5.1 施工工艺流程图5.2 施工方法及主要工序操作要点5.2.1 施工准备对需要进行冲击碾压的地段,进行清理整平,以保证均匀传递较大的冲击力,使冲击碾压达到最佳效果,在无法转弯的地段还要修筑转弯道,以利冲击压路机转弯行驶。同时,对冲击碾压机械的性能进行了解、熟悉。然后在现场实际布置沉降观测点,可以通过白灰布点,也可以利用全站仪实际测量坐标,这样更加准确。选定试验路段进行冲击工艺探索,确定最佳冲击碾压遍数。5.2.2 测量放样对已整平的路基进行放样测量,测量冲压前的标高,以确定冲压后的冲压沉
11、降量。5.2.3 试验段布置无论是地基冲碾,还是路基分层碾压,其冲击碾压工作段的长度一般要求宽度大于24m,长度大于250m。按照每20m设置一个检测断面。每个沉降检测断面布置3点,分别为路基的左、中、右三点(边点距离路基边1m)。用全站仪测量沉降观测点的坐标并记录,以便冲击完成后按照此坐标进行放样和标高测量。在碾压过程中按照每5遍检测一次压实度及沉降,并详细记录数据,同时对检测数据进行整理分析,确定最佳碾压遍数以指导冲击碾压施工。5.2.4 其余段落施工按照试验段确定的施工工艺进行冲击碾压,施工过程中可根据各个段落的试验检测情况对冲击遍数进行调节。最终以试验检测数据为准来确定是否完成冲击碾压
12、。5.2.5 具体冲碾过程1) 冲碾时压路机先从路基一侧边缘行驶,行至终点时转弯反向沿线路中心向起点行驶,行至起点再转向路基边侧行驶,牵引车行驶使压实轮的轮迹应重叠二分之一以上,以保证弧形轮中间的部分被冲碾到,就这样一环一环的进行。当压路机轮迹到达另一侧边缘时完成冲碾一遍,如图5.2示。由于压实轮弧形的构造特点,冲碾一遍结束时仍有部分路基未被冲碾到,此时应接着进行第二遍、第三遍,每冲击5遍,试验检测检测沉降量、压实度、含水量、最大干密度、孔隙比等数据。如果此时的土体含水量小于土体的最佳含水量时,则要用推土机、平地机整平,根据计算补充洒水,保证土体处于最佳含水量、地基湿润、不出现松散层、水分充分
13、渗透后再继续冲压,进行压实度和高程检测。2) 冲击碾压10遍、15遍、20遍、25遍、30遍后分别检测一次压实度、湿密度、最大干密度、孔隙比、湿陷系数、总的沉降量等数据。3) 各种数据整理汇总后得出结论以便指导大面积施工。4) 冲碾注意事项 当冲击压路机冲压若干遍后,若场地波浪起伏过大,立即停止施工,用推土机推平整以后再继续施工。当表层土的含水量过少,扬尘情况严重时,则停止施工,用洒水车进行喷洒后再继续施工。压实过程中表层产生波浪形起伏后,碾压时要有意识地调整转弯半径,冲击波峰,即进行错峰压实,以做到压实质量的均匀、满压。在每碾压五遍后要调整为反方向冲击碾压。对于含水量较高的情况注意防止施工中
14、出现“弹簧”现象,如果出现弹簧现象可暂停施工,待含水量降低、强度恢复后再施工或采用挖除换填方式处理。 测点平面位置保持不变,在施工过程中,应保证测点位置的固定。5.3 冲击碾压遍数5.3.1 冲击碾压遍数的定义:双轮冲击压路机的冲击轮宽度为0. 9m,两轮隙宽度为1.16m,双轮外边缘的宽度为2. 96m时,冲碾1次的计算碾压宽度为2m,经错一个轮宽碾压,冲碾1个来回后,计算碾压宽度4m,按此方法计算,整个场地全部压完1次算一遍。5.3.2 对于软基地段上面铺筑石碴的路基(石渣厚度一般在5070cm左右),一般要冲击碾压一次,冲击碾压遍数为1520遍。5.3.3 对于一般路段(路堤高度4m以下
15、)的级(含级)以下的湿陷性黄土地基处理,要冲击碾压2025遍。5.3.4 对于地基为路基填土高度在36m者,在路基填筑至路床顶20cm时进行冲击碾压一次,冲击碾压遍数为1015遍;路基填土高度在610m者,在路基高度填筑到一半时冲击第一次,填筑到路床顶20cm时冲击第二次,每次冲击碾压遍数为1520遍。5.4 劳动力组织 劳动力配备表 表5.4人员分类人 数工 作备 注现场负责1负责施工现场指挥、协调生产副经理技术员1负责施工现场技术技术主管测量人员3负责施工测量试验人员4负责试验检测和控制机械司机根据现场实际操作冲击碾杂工2协助试验挖坑6 材料与设备6.1 路基填土材料用于路基土方填筑时,黏
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