挖掘机夯实机
1 、工艺简介
按照目前的路基施工工艺，涵洞台背填筑时存在施工场地狭小、 大型机械难以到达或运行不便、小型夯实设备压实功及施工效率过低， 压实效果不理想等，致使这些部位的压实质量无法有效保证，最终形 成工后“桥台跳车”与局部较大沉降变形的质量通病，严重影响路基
的整体质量。
高速液压夯实机是通过液压缸将夯锤提升至一定高度后快速释 放，夯锤在重力作用下加速下落，并通过弹性部件及夯板间接夯击土 体 ，对土体的作用为静力与动力的复合作用，主作用力为动力，属动 力压实，动力压实是介于夯实和静力压实之间的一种压实工艺，是在 夯实工艺基础上发展形成的一种新工艺。该设备安装在普通装载机的 动臂上，行动方便自如，夯实机影响深度为4.5m,有效深度为 2m, 可以对作业面进行单点或者连续的夯实，适于作业面狭窄的施工部位 使用，同时通过高速液压夯机作业补强可以有效的减小涵洞台背回填
工后沉降。
2 、工程概况
由中交第二航务工程局有限公司承建的青海省茶卡至格尔木公 路工程 CGSG-5 标段项目所在地区柴达木盆地地处青藏高原东北部， 是青海省西北端一个内陆盆地，属中国公路自然区划中的青藏高原寒 区-柴达木荒漠过渡区(VII2区),是中亚荒漠的一个组成部分。由 于该地区深居大陆腹部，四周高山环绕，西南暖湿气流难以进入，所以水量稀少，气候干燥，属典型的大陆荒漠化气候区，具有高寒干旱、少雨多风、气候温差大、四季不分明、冬季漫长、季节气温及日气温相差大，降水量远远小于蒸发量，日照时间长，气压较低，风沙盛行的特点。
根据香日德气象站资料，多年平均气温3.6℃,一月平均气温一9.8℃,七月平均气温15.8℃,极端最低温度-26℃。年降水量166.9mm, 年蒸发量1653mm, 降水量以6月份最高，占全年降水量的四分之一，6-9月为雨季，降水量占全年总量的83%,最大冻结深度100 厘米。项目跨越几个不同的水文地质单元及基岩山区、自流盆地、河(沟)谷、平原、戈壁等不同地貌类型，尽管各段地下水的赋存条件有所差异，但归纳起来地下水有两种基本类型，即基岩裂隙水和松散岩类孔隙水。 本标段全线明涵共50道，为保证工程质量，减小涵洞台背回填工后沉降，预防后期出现“桥台跳车”现象。我单位采用 HC36 型高速液压夯实技术并通过实地试验研究设备性能，确定合理施工参数以形成补强工艺。根据现场实际情况，将K2437+139涵洞台背填筑作为本次高速液压夯实机夯实试验点。本项目台背回填填料全部通过土工试验选定的级配良好的透水性砂砾，粒径不大于53mm,分层压实厚度不大于15cm,压实度≥96%,施工中严格遵守先过筛备料后分层施工检测的程序。
3、试验方法：路基在夯击前必须按设计要求的压实标准、平整度等进行检验，检测合格后，进行高速液压夯实点的布设。
3.1 夯点布置
在已施工完并按设计要求的压实标准检测合格的路基上放出夯 点，用白灰标识并编号，之后按照编号测出每一点初始高程。液压夯实机按测量放样的位置就位，使夯锤对准点位。台背补强处理区域为距离涵台6m 范围，共6排。前3排夯点布点采取沿锤心距离1m 呈梅花形布置，第4排夯点1.2m (横向)*1m(纵向),第5、6排夯点1.5m (横向)*1m (纵向),夯锤边缘距台背最小距离为0.2m, 夯点布置图如下。
图3-1 夯点布置图
3.2 试验过程
结合现场施工，试验工点选择在本标段 K2437+139 涵洞台背填。 设备型号：泰安恒大HC36 型，夯锤重量为3.2吨，行程1.2米，夯击最大势能36千焦，夯板直径1.0米。试验中采用3档档位每次累加3锤夯实作业(见图3-2夯实作业),利用水准仪测量每夯机3锤后的相对高程(见图3-3 夯点沉降观测),得到对应累积沉降量和相对沉降量，采用动力触探试验分别检测夯实前后地表地基承载力变化 (见图3-4 夯点重型动力触探检测地基承载力)。最后对夯实面测得 最终台背填筑面整体沉降量。
3.3 试验结果分析：根据现场进行的沉降观测及承载力检测试验，整理得到的试验结果见表3-5。
表3-5试验成果表
项 目 夯击次数 | 累计沉降(mm) | 相对沉降(mm) | 承 载 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 |
由上表可以较明显看出沉降量随夯击锤数的增加而增加，但增加 幅度逐渐减小。对于3档作业，前3锤的相对沉降量最大，前9锤的累积沉降量占试验21锤总沉降量的75%,前12锤的累积沉降量占试验21锤总沉降量的85.3%,前15锤的累积沉降量占试验21 锤总沉降量的92.2%,同时注意到第16～18 锤作业产生的相对沉降量只占总沉降量的4.3%。因此对于实际作业采用18锤已经能够达到现场补强要求，并且极大的提高了作业效率，通过试验数据观察18锤击实后表层地基承载力提高700kpa, 经试验夯实18锤对夯实面整平收面后复测标高，得到整体夯实面沉降约8至11cm。
液压夯实机型号有HC04、HC08、HC12、HC16、HC20、HC36、HC42、HC60、HC84、HC150、HC180、HC210、HC240、HC270、HC300。夯锤从1吨到20吨,有效深度在1米到16米,夯能从4千焦到300千焦,夯板直径1米,1.25米,1.5米,2米,应用于西北黄土、华北粉质粘土、华南红粘土和高液限土,并取得了良好工程效果。
