浅谈冲击碾压在高速铁路施工中应用

摘要：冲击碾压是地基处理的一项新工艺，与传统压实机械相比，突出特点就是影响深，速度快，压实质量高。文章依托试验工程对冲击碾压地基处理工艺流程和参数进行了研究，检验了冲击碾压地基处理效果，提高了路基强度和承载力，有效地减少了路基工后沉降，有效加固深度，所得结论为大面积施工提供可靠的保障。

关键词：铁路路基；地基处理；施工工艺；冲击碾压

Abstract: the foundation treatment of percussive compaction is a new process of compaction compared with the traditional mechanical, outstanding characteristic is affects deep, speed, compaction quality high. The article based on the project of percussive compaction foundation treatment process flow and the parameters for the research, tests the foundation treatment of percussive compaction effect and improve the roadbed strength and bearing capacity, reduce the roadbed settlement after work, effective reinforcement depth, the conclusion for large scale construction to provide the reliable guarantee.

Keywords: railway roadbed; Foundation treatment;construction technology; Percussive compaction中图分类号： U238 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况：

哈尔滨至大连高速铁路TJ-1合同段选择DK121+100～DK121+300作为路基冲击碾压试验段。本段路线位于刘家沟大桥大里程端，地势较为平坦，路堤中心最大填土高度为7.52m，边坡最大高度为9.2m。地层：粉土，褐黄色，稍湿，稍密，含少量黏性土、砂及角砾，表层含植物根系，厚0～1.5m；砂岩，紫红色。砂状结构，层状构造，铁质胶结，节理裂隙很发育，节理面可见铁质渲染，全风化～弱风化，岩石呈砂状、碎块状及块状、岩层产状225。∠12。、290。∠20。、320。∠38。；地下水属基岩裂隙水，埋深2.8～22.1m。地震动峰值加速度0.10g，土壤最大冻结深度0.93m。

二、工作原理：

冲击碾压就是用冲击式压路机，配备压实轮，压实轮在牵引机拖动行驶滚动中将高位势能转化为动能对地面进行冲击，从而对土体的深层产生较强的冲击能量，同时辅以滚压、揉压的综合作用，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切，随着土石密实度增加，其影响深度也逐渐增加，从而使土体深层随着冲击波的传播而得到压实，压轮机在牵引机的拖动下连续作用于地面，使大面积地基得以压实。冲击碾压的突出特点就是影响深，一般在3m左右，速度快，12～15Km/h，压实质量高。

三、施工工艺：

1、按设计要求清表30cm，将地表腐植土、根植土等不适宜材料进行清除。同时，地表土软弱或地下水位较高，冲碾基底积水影响施工时，采用人工降低地下水位，使地下水位低于坑底以下3m。坑内或场地积水应及时排除。清除场地上空和地下障碍物，用推土机粗平。检测表面以下50cm处的土体含水量。含水量应控制在最佳值的±2%以内，否则应进行晾晒或洒水。用平地机或推土机将地面整平，用振动压路机辗压4～6遍，其中静压1遍，振动3～4遍，稳压一遍，确保冲击压路机在作业场地内不打滑，不沉陷。

2、根据路基面宽度放出轮迹线，在DK121+150、DK121+200、DK121+250三个断面分别在左、中、右3个位置埋入钢板，钢板下焊接钢钎，钢板埋入面与整平的地面相平，然后进行抄平及压实度检测，得出钢板未冲碾前高程和压实度。使用YCT25型冲击压实机进行冲击碾压，压实机的速度应控制在12～15km/h左右，从路基的一侧向另一侧转圈冲碾，冲碾顺序按先两边后中间的次序。在冲碾0～20遍时，用JS3水准仪每5遍观测一次，待前两次观测沉降量接近1cm时，每2遍观测一次，直至最后5遍沉降在1cm之内，做好详细的施工记录，然后再做碾压面下1m深度范围内的压实度，压实度≥92%，如果压实度达不到要求，应视情况补充冲碾至符合要求为止，且基底Ev2≥45Mpa及工点设计要求值。

3、冲击碾压过程中如果因轮迹过深而影响压实机的行进速度可用推土机平整后再继续冲碾。若冲击碾压过程中路基表面扬尘可用洒水车适量洒水后再继续冲碾,重复碾压作业程序连续冲击碾压。

4、冲击面处理用震动式压路机碾压1-2遍，把冲击碾压后的路基面碾压至平整。

5、用冲击式压路机进行冲击碾压时，因机械的调头范围较大，应尽可能在路基形成较长的连续冲碾段后进行。不但可以提高冲碾效率，也可以避免因过多的“接头”而影响路基的整体均匀性。

6、地基加固处理范围：路堤为坡脚排水沟外1.0m，路堑为侧沟平台外边缘及边坡坡脚。

7、冲压遍数一般为20～40遍，施工前、施工中、施工后，详细记录冲击碾压下沉量，测定地基上的干密度。对冲压前、后的地基土进行质量检测，用所检测数据进行分析整理，对比后确定冲压遍数、有效加固深度。（见下图施工工艺流程图）

冲击碾压路段表面平整 — 检测压实度及含水率（不合要求，洒水机碾压）— 符合要求 — 测量放样 — 冲击碾压15～20遍（根据实际情况确定碾压遍数） — 检测压实后沉降量及表层压实度（不符合要求，补充冲击碾压5～10遍）— 符合要求 — 清除多余土方、整理路基 — 检测路基标高 — 合格— 振动压路机、光轮压路机碾压1～3遍— 路基验收

四、试验结果：

1、根据现场记录路基在冲碾5遍后分别检测了DK121+150、DK121+250左、中、右共计6个点的沉降量。其中沉降量最大25mm,最小14mm，碾压面下1m深度范围内压实度检测为最大为80%，最小为75%,EV2平均为37KPa；冲击碾压10遍共6个点，沉降量最大42mm，最小30mm，碾压面下1m深度范围内压实度检测为最大87%，最小为82% ，EV2平均为40KPa；冲击碾压20遍后检测路基全部的点位的沉降量，其沉降量最大为54mm,最小42mm，碾压面下1m深度范围内压实度检测为最大93%,最小为90%；EV2平均为43KPa；冲击碾压22遍后检测路基全部点位的沉降量，其沉降量最大58mm,最小47mm；碾压面下1m深度范围内压实度检测最大96%，最小93%，EV2平均为46KPa；累计沉降量为4mm小于1cm。冲击碾压22遍后试验满足设计要求。

五、冲击碾压施工中注意事项：

1、合理选用机型。目前生产的压路机类别繁多，如果选用不当将很难达到预期的目的。

2、正确使用冲击碾压施工工艺。对于双轮压路机以通过两次为一遍，压实宽度4m为计算单元，并按前述的施工工艺作业。单轮冲击压路机以通过一次的轮宽为压实计算单元。

3、正确理解冲击碾压有较宽的含水量范围。由于冲击压路机具有高能量的压实功能，相当于超重型击实标准的击实功，达到重型压实度的含水量仅在小于最佳含水量范围内扩大，其大于最佳含水量的范围不会扩大。因此，含水量视土的塑性指数大小，宜控制稠度在1.1～1.2。否则土层会形成弹簧土，无法压实。

4、控制构造物的安全距离。为了避免构造物得到损坏，必须制定相应措施，严格控制冲击碾压的范围。冲击压路机的轮边与构造物至少应有1m的安全距离，桥涵构造物上填土不得少于2m，明涵构造物上则不允许进行冲碾。

结语：冲击碾压22遍的沉降量≤1cm。碾压面下1m深度范围内的压实度≥92%且基底Ev2≥45Mpa的设计要求值。

通过试验，在满足设计要求的前提下，确定人机料的合理配置和冲击碾压遍数，并作好详细的施工记录，用所测数据进行分析整理，对比后确定最终的冲压遍数、冲击碾压将土体形成密度很高的板块，提高了路基强度和承载力，有效地减少了路基工后沉降，有效加固深度，为大面积施工提供可靠的保障。

参考文献

【1】《铁路路基施工技术规范》。【2】《建设技术与应用》 【3】《冲击碾压技术指南》

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。