小型夯实设备在路涵过渡段施工过程中的对比分析

摘 要：在路涵过渡段处，由于其施工作业场地小，空间小，通常只能使用小型碾压设备。本文通过采用内燃式冲击夯、平板式振动夯和手扶单钢轮压路机三种小型夯实设备进行夯实试验，对不同碾压的压实性状对比，从效率、经济、检测指标上进行必选。结果表明，ZP90型平板式振动夯经济性，压实效果、效率比较好，适合路涵过渡段的路基填筑。

关键词：小型夯机，路涵过渡段，夯实效果

1 引言

路涵过渡段一直是公路、铁路与涵洞连接的重要地段，涵洞与路基之间存在的沉降差异和刚度差异，也常常影响着列车运行的安全性、平稳性。在施工作业中，路涵过渡段有着场地小，作业空间小的特点，这对施工作业的设备也提出了更高的要求。

为保护桥台、涵身等结构物不受振动、破坏，靠近结构物2.00m范围内禁止使用大型碾压设备，路基边缘、沉降观测桩周边都不宜使用大型碾压设备。

本文选取京沪高速铁路处DIK61+069涵洞与DIK66+850涵洞进行试验，分析了湖南筑邦建设机械有限公司的ZV85型内燃式冲击夯、ZP90型平板式振动夯和ZR180 型手扶单钢轮压路机三种小型夯实设备，在路涵过渡段处进行施工，采用不同的层数指标进行压实，检测地基系数K30、动态变形模量Evd、二次变形模量Ev2和孔隙率n等指标，并对比分析夯机的工作效率、经济费用，分析出三种夯实机械夯实的优劣及适用情况，用于指导过渡段的施工。

2 工程概况

京沪高速铁路北京至上海全线正线路基总长度为227.1km（京徐段长117.0km，徐沪段长110.1km），地基处理总长度为83.9km（京徐段长28km，徐沪段长55.9km）。

其中，DIK61+069涵洞跨径为5m，填土高度1.0m，DIK66+850涵洞跨径为3m，填土高度1.2m，都为混凝土箱涵，涵洞中心与线路走向正交。涵洞基础均采用正方形布置的CFG桩筏结构，桩长25.0m，桩径为500mm，桩间距为1.5m。路涵过渡段均采用倒梯形进行过渡，处理长度为20m。地基采用CFG桩桩筏结构进行处理。过渡段结构形式如图1所示。

3 过渡段填料

过渡段填料为掺加5%（重量比）的P032.5级普通硅酸盐水泥的级配碎石。选取室内试验得出并经监理批准的配合比，该配合比填料经现场过渡试验段填筑施工，各项检测指标均满足规范要求，目前已用于全线过渡段的施工。

4 小型夯机碾压对比试验

将DIK61+069涵洞京方侧、沪方侧分别作为ZV85型内燃式冲击夯和ZP90型平板式振动夯的压实试验区；将DIK66+850涵洞沪方侧作为ZR180 型手扶单钢轮压路机的压实试验区。沿袭已通过过渡试验段总结出的小型夯机的压实组合方式，分层进行两侧过渡段的施工，两侧过渡段填筑均匀上升、对称施工。

（1）填筑施工准备：沿涵洞两侧过渡段填筑区域绘制一条石灰线，标明小型夯机施工范围；在涵背采用油漆每23cm画好厚度刻度；根据每车的方量，绘制石灰网格，用以控制卸料密度。

（2）填料拌和及运输：填料由级配拌和站统一拌制、自卸车运至试验现场。

（3）平整：自卸车按照绘制好的石灰网格进占卸料。由于场地狭小，初平采用挖掘机、精平采用人工。人工精平时严格按照涵背所绘的油漆刻度控制虚铺厚度。

（4）碾压：涵洞两侧分别采用ZV85型内燃式冲击夯和ZP90型平板式振动夯及ZR180型手扶单钢轮压路机夯击密实；ZV85型内燃式冲击夯和ZP90型平板式振动夯按照工艺试验已经得出的“夯击5遍”的组合方式执行。ZR180型手扶单钢轮压路机因以前未进行工艺试验，本次对比试验分别采取“夯击5遍”、“夯击7遍”的组合方式执行。小型夯机碾压作业情况如表2。

5 结果对比分析

5.1 工作效率对比分析

通过上述三种夯机完成相同工作量所用时间的统计、计算及对比，可以看出：ZV85型内燃式冲击夯工作效率为0.40m2/min；ZP90型平板式振动夯工作效率为0.74m2/min；ZR180型手扶单钢轮压路机工作效率为0.58m2/min。

5.2 经济对比分析

三种设备出厂价分别为：ZV85型内燃式冲击夯13500元，ZP90型平板式振动夯8500元， ZR180型手扶单钢轮压路机22500元。操作人员配备：ZV85型内燃式冲击夯3人，ZP90型平板式振动夯1人，ZR180型手扶单钢轮压路机2人。

5.3 压实检测对比数据分析

分别对三种夯机各层压实指标进行检测。每侧、每层检验孔隙率、地基系数、动态变形模量、二次变形模量各1点。检测结果如表所示。

从上述数据统计结果可以看出，ZP90型平板式振动夯、ZV85型内燃式冲击夯夯击5遍后各项指标均满足验标要求，且两种夯机夯实后同一指标的检测结果差别不大。ZR180型手扶单钢轮压路机夯击5遍大部分指标不合格，碾压7遍后指标值都有较大增长，且都超出要求值较多；建议如使用该夯实机械可通过进一步的工艺试验予以优化。

6 结论

通过上述三个方面的对比分析，可以得出：

1）采用ZP90型平板式振动夯来夯实路涵过渡段，价格适中、碾压效率高、操作人员少、并且压实质量能满足标准要求，建议采用。

2）而对于手扶单钢轮压路机来说，大功率、高质量的型号也可适当采用，这样可以减少夯击遍数及操作人员，但要保证其压实度。一般不建议采用ZV85型内燃式冲击夯。

参考文献

[1]罗强，蔡英. 高速铁路路桥过渡段技术处理措施的研究[J]. 铁道工程学报，1999，03：30-33.

[2]蒋宗全，李兆宇，谢凯军. 高速铁路路桥过渡段接触区压实机具选型[J]. 铁道建筑，2009，07：120-121.