挖掘機夯實機
1 、工藝簡介
按照目前的路基施工工藝，涵洞臺背填筑時存在施工場地狹小、 大型機械難以到達或運行不便、小型夯實設備壓實功及施工效率過低， 壓實效果不理想等，致使這些部位的壓實質量無法有效保證，最終形 成工后“橋臺跳車”與局部較大沉降變形的質量通病，嚴重影響路基
的整體質量。
高速液壓夯實機是通過液壓缸將夯錘提升至一定高度后快速釋 放，夯錘在重力作用下加速下落，并通過彈性部件及夯板間接夯擊土 體 ，對土體的作用為靜力與動力的復合作用，主作用力為動力，屬動 力壓實，動力壓實是介于夯實和靜力壓實之間的一種壓實工藝，是在 夯實工藝基礎上發展形成的一種新工藝。該設備安裝在普通裝載機的 動臂上，行動方便自如，夯實機影響深度為4.5m,有效深度為 2m, 可以對作業面進行單點或者連續的夯實，適于作業面狹窄的施工部位 使用，同時通過高速液壓夯機作業補強可以有效的減小涵洞臺背回填
工后沉降。
2 、工程概況
由中交第二航務工程局有限公司承建的青海省茶卡至格爾木公 路工程 CGSG-5 標段項目所在地區柴達木盆地地處青藏高原東北部， 是青海省西北端一個內陸盆地，屬中國公路自然區劃中的青藏高原寒 區-柴達木荒漠過渡區(VII2區),是中亞荒漠的一個組成部分。由 于該地區深居大陸腹部，四周高山環繞，西南暖濕氣流難以進入，所以水量稀少，氣候干燥，屬典型的大陸荒漠化氣候區，具有高寒干旱、少雨多風、氣候溫差大、四季不分明、冬季漫長、季節氣溫及日氣溫相差大，降水量遠遠小于蒸發量，日照時間長，氣壓較低，風沙盛行的特點。
根據香日德氣象站資料，多年平均氣溫3.6℃,一月平均氣溫一9.8℃,七月平均氣溫15.8℃,極端最低溫度-26℃。年降水量166.9mm, 年蒸發量1653mm, 降水量以6月份最高，占全年降水量的四分之一，6-9月為雨季，降水量占全年總量的83%,最大凍結深度100 厘米。項目跨越幾個不同的水文地質單元及基巖山區、自流盆地、河(溝)谷、平原、戈壁等不同地貌類型，盡管各段地下水的賦存條件有所差異，但歸納起來地下水有兩種基本類型，即基巖裂隙水和松散巖類孔隙水。 本標段全線明涵共50道，為保證工程質量，減小涵洞臺背回填工后沉降，預防后期出現“橋臺跳車”現象。我單位采用 HC36 型高速液壓夯實技術并通過實地試驗研究設備性能，確定合理施工參數以形成補強工藝。根據現場實際情況，將K2437+139涵洞臺背填筑作為本次高速液壓夯實機夯實試驗點。本項目臺背回填填料全部通過土工試驗選定的級配良好的透水性砂礫，粒徑不大于53mm,分層壓實厚度不大于15cm,壓實度≥96%,施工中嚴格遵守先過篩備料后分層施工檢測的程序。
3、試驗方法：路基在夯擊前必須按設計要求的壓實標準、平整度等進行檢驗，檢測合格后，進行高速液壓夯實點的布設。
3.1 夯點布置
在已施工完并按設計要求的壓實標準檢測合格的路基上放出夯 點，用白灰標識并編號，之后按照編號測出每一點初始高程。液壓夯實機按測量放樣的位置就位，使夯錘對準點位。臺背補強處理區域為距離涵臺6m 范圍，共6排。前3排夯點布點采取沿錘心距離1m 呈梅花形布置，第4排夯點1.2m (橫向)*1m(縱向),第5、6排夯點1.5m (橫向)*1m (縱向),夯錘邊緣距臺背最小距離為0.2m, 夯點布置圖如下。
圖3-1 夯點布置圖
3.2 試驗過程
結合現場施工，試驗工點選擇在本標段 K2437+139 涵洞臺背填。 設備型號：泰安恒大HC36 型，夯錘重量為3.2噸，行程1.2米，夯擊最大勢能36千焦，夯板直徑1.0米。試驗中采用3檔檔位每次累加3錘夯實作業(見圖3-2夯實作業),利用水準儀測量每夯機3錘后的相對高程(見圖3-3 夯點沉降觀測),得到對應累積沉降量和相對沉降量，采用動力觸探試驗分別檢測夯實前后地表地基承載力變化 (見圖3-4 夯點重型動力觸探檢測地基承載力)。最后對夯實面測得 最終臺背填筑面整體沉降量。
3.3 試驗結果分析：根據現場進行的沉降觀測及承載力檢測試驗，整理得到的試驗結果見表3-5。
表3-5試驗成果表
項 目 夯擊次數 | 累計沉降(mm) | 相對沉降(mm) | 承 載 力 ( K p a ) |
0 | 0 | 0 | 500 |
3 | 42 | 42 | |
6 | 69 | 27 | |
9 | 87 | 18 | |
12 | 99 | 12 | |
15 | 107 | 8 | |
18 | 112 | 5 | 1200 |
21 | 116 | 4 |
由上表可以較明顯看出沉降量隨夯擊錘數的增加而增加，但增加 幅度逐漸減小。對于3檔作業，前3錘的相對沉降量最大，前9錘的累積沉降量占試驗21錘總沉降量的75%,前12錘的累積沉降量占試驗21錘總沉降量的85.3%,前15錘的累積沉降量占試驗21 錘總沉降量的92.2%,同時注意到第16～18 錘作業產生的相對沉降量只占總沉降量的4.3%。因此對于實際作業采用18錘已經能夠達到現場補強要求，并且極大的提高了作業效率，通過試驗數據觀察18錘擊實后表層地基承載力提高700kpa, 經試驗夯實18錘對夯實面整平收面后復測標高，得到整體夯實面沉降約8至11cm。
液壓夯實機型號有HC04、HC08、HC12、HC16、HC20、HC36、HC42、HC60、HC84、HC150、HC180、HC210、HC240、HC270、HC300。夯錘從1噸到20噸,有效深度在1米到16米,夯能從4千焦到300千焦,夯板直徑1米,1.25米,1.5米,2米,應用于西北黃土、華北粉質粘土、華南紅粘土和高液限土,并取得了良好工程效果。
