冲击碾压法处理湿陷性黄土路基技术浅析

来源:用户上传      作者: 刘 超

　　1 引言
　　湿陷性黄土是一种严重的不良地质,这种土以粉土颗粒为主,富含碳酸盐,具大孔隙与垂直节理,以黄色为基本色调,有的具有湿陷性,据统计,中国黄土和黄土状土分布面积约64万km2,其中湿陷性黄土为38万km2,占我国黄土总面积的60%,采取措施不够会使许多建筑物在使用过程中因地基湿陷而发生严重变形,所以在湿陷性黄土地区进行建设时必须谨慎处理,这样才能避免无谓的经济损失,从而更好的进行经济建设。
　　冲击碾压法是采用冲击压路机对路基土进行冲击碾压,以提高路基土的密实度及强度的路基处理方法。有关非圆形碾的设想在20世纪30年代就已经提出,现在已经成为一种比较成熟的冲击碾压技术。
　　本文通过对北方某公路湿陷性黄土路基处理数据分析,来探讨冲击碾压法在处理湿陷性黄土路基上的效果。
　　2冲击碾压法处理湿陷性黄土机理
　　冲击碾压法处治湿陷性黄土是采用三边或五边形“轮子”来产生集中的冲击能量达到压实土石填料的目的。冲击压实机在重型工业拖车的牵引下以9～12km/h的速度向前碾压,当其一角立于地面,向前碾压时,另一侧轮短半径发重力加速度落至地面,产生巨大的冲击波,导致土的孔隙比发生变化,使土体均匀密实,从而降低土的渗透性。冲击碾每秒钟冲击地面两次,相当于低频大振幅冲击压实土体,产生强烈的冲击波向地下深层传播,具有地震的传播特性,其压实深度随碾压遍数递增。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图2.1 冲击压实机工作原理
　　3 场地工程地质条件
　　根据区域工程地质调查和现场地质钻探的结果,该段主要地层表层5.5～8.5米为黄土状亚粘土。
　　4冲击碾压处治试验与试验效果分析
　　施工采履带式25KJ三边形冲击压路机,以12km/h冲碾速度,对场地分别冲击20遍、30遍、40遍、50遍后,测定并记录处理前后的压实度、沉降量、湿陷系数以及动力触探击数等重要物理力学指标,从而确定在当前条件下此种黄土处理方法的最有碾压次数以及影响深度。
　　对该段黄土路基不同位置的地层压实度进行测定,见表4.1
　　表4.1试验过程地层压实度统计表
　　冲碾遍数 路基观测点 平均值
　　 1 2
　　0 69.16 68.35 68.76
　　20 85.98 81.32 83.65
　　30 90.06 96.38 93.22
　　40 106.11 90.59 98.35
　　50 89.11 88.95 89.03
　　
　　从表4.1可以看出,随冲击碾压遍数的增加,湿陷性黄土路基的压实度逐渐增加,至40遍左右达到最高值,再次冲击路基压实度降低,说明在该地区使用冲击碾压法处理湿陷性黄土,采用履带式25KJ三边形冲击压路的情况下,碾压40遍,路基土的压实效果最好。
　　该段湿陷性黄土路基处理前后压缩模量和湿陷性指标对比见图4.1、图4.2。
　　从图中可以看出,压缩模量处理后较处理前明显提高,两者随深度变化逐渐接近;湿陷系数处理后较处理前明显降低,随深度变化逐渐接近,至2.6米交汇。综合上述,可以说明该地区使用冲击碾压法处理湿陷性黄土,采用履带式25KJ三边形冲击压路的情况下,影响深度为2.6米。
　　综合以上数据,在该湿陷性黄土地区,采用履带式25KJ三边形冲击压路机以12km/h冲碾速度碾压,冲击遍数为40遍时处理效果最好,可以有效消除湿陷性黄土的湿陷性,消除湿陷性的影响深度为2.6米。
　　5 结语
　　冲击碾压法是处理浅层湿陷性黄土路基的一种有效方法,它可以增加路基土的密实度,消除湿陷性黄土的湿陷性。本文在北方某路基进行的消除黄土湿陷性试验的数据进行分析,得出了最佳处理次数和消除湿陷性影响深度等结论,但路基的有效处理深度还待进一步分析。

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