冲击压实机在工程施工中的应用
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【摘要】目前冲击压实机在各大工程中越来越得到广泛的应用，为了更好的了解冲击压实机我们分析了冲击压实原理。简单介绍了冲击压实机的用途、分类、优缺点和施工注意事项，阐述了施工控制要求和质量控制要求。得出了冲击压实机压实效果和压实效率高，有效地降低了工程成本，缩短了施工周期。
【关键词】冲击压实；原理；施工控制；质量控制
随着交通事业的不断发展，在路基施工中路基的压实，尤其是高填土、石路基要做到密实、均匀、稳定，难度很大。如石料缺乏良好级配，不易碾压密实。一般在地形复杂的斜坡沟谷地带，填石路基同一断面上填筑高度差别较大，基底工作面不易形成而使填筑层过厚，大块石之间不易嵌锁紧密，使得块石间点面接触较多，容易松动等。当施工工期紧、成型路基的自然沉降时间又不足时，就容易引起地面开裂、塌陷、下沉、变形及翻浆等多种病害。而现有静碾及振动压路机的施工在客观上还不能有效地解决土、石高填路基基础的差异变形。为得到更切实有效的压实效果，一种革新性的压实机械—冲击压实机应运而生。冲击压实机是种用非圆形、大功率、连续滚轮冲击压实土基与路面的机械。
1冲击式压实机的用途
冲击式压实机是一种高效压实机械，主要适用于高速公路、铁路、机场、港口、堤坝等大型基础工程建设，具有传统压实机械难以达到的压实效果和经济效益，是现代及其它工程基础建设不可缺少的施工机械。
公路建设的实践证明，路基必须达到密实、均匀、稳定，才能保证路面的正常服务功能。在高速公路修建中，当路基受到斜坡地形、土石填料组成、地基土质条件等不利影响时，以及公路建成的速度加快，路基经常会产生沉降变形而引发工程病害。近年来使用冲击压路机开发应用的冲击碾压技术有了很大发展，在解决路基工程质量隐患方面有所创新，如有效地减少路基的工后沉降与差异沉降，保证路堤的整体稳定性；对碾压成型路基的路床、路堤进行检验性追加冲碾遍数，提高了路基的整体强度与均匀性；对湿陷性黄土地基或软弱地基进行冲击碾压的填前处理，使地基满足承载力与稳定的要求；对砂石路面、沥青路面、水泥混凝土路面等。工程实践表明，正确使用公路冲击碾压技术，其效果明显，能较好地消除路基的潜在工程隐患，提高公路建设质量，应用前景十分广阔。
主要适应范围：
（1）公路、铁路、水坝、飞机场、楼房、工厂、住宅的地基压实。
（2）水泥厂废料、灰类、煤等散状物堆放场地的压实。
（3）含水量比较宽的土石方压实。
（4）岩石、粘土、膨胀土的压实。
（5）露天煤层的阻燃压实。
2冲击压实机的类型
冲击压实机有多种类型，按分类方式不同，大体可分为以下几类：
按功率分类：有25KJ、20KJ等
按压实轮的形状分类：有三边形、四边形、五边形和六边形
按压实轮的构造分类：有实体、空体、可填式等多种
按牵引方式分类：有牵引式和自行式
3冲击压实原理
冲击压实机的压实功能来自2个方面：一是冲击轮的自重；二是冲压轮滚动时所产生的冲击功能。冲击压实机的压实轮呈非圆柱形，轮上有一系列交替排列的凸点和平整的冲压面。当其凸点与地面接触向前碾压时，产生冲击力，形成巨大的冲击波，冲击波可向板下基层和土基传播，压实影响深度可随冲压遍数递增，使冲击破碎的板块得以压实稳固。不仅保持了混凝土块原来所具有的强度，还能使其形成块状嵌锁型基层结构，并紧密嵌压于原路面基层中，形成强度较高的路面底基层，从而达到大大减少和缓解原混凝土面板反射裂缝，减少面层水平和垂直应力的目的。
4冲击压实的优缺点
4.1冲击压实的优点
（1）修复质量高。既高效地破坏和稳固混凝土面板，又压实了基层和路基，并可利用破碎稳固后的混凝土面板和压实的基层作为一层嵌锁牢固、紧密厚实的底基层，一定程度上大大减少和缓解了反射裂缝，提高了修复质量。
（2）压实能量大，作用效果好，压实影响深度大，可达5m。
（3）压实速度快，工作效率高。并且冲压完成既可铺筑新路面，在较短施工期内完成。
（4）工程成本低，同时改造后的路面行车舒适、养护方便。
4.2冲击压实的缺点
（1）施工中如操作不当易漏压，造成密度不均匀。
（2）产生巨大冲击波易对周围构造物造成破坏。
5冲击压实的施工控制
（1）在冲击时要通过改变转弯半径来调整冲压地点，使其均匀冲压。
（2）冲压时自边坡坡脚一侧开始，顺时针行驶，以冲压面中心线为轴转圈，而后按纵向错轮地，全路幅排压后，再自行向内冲压，不能漏压。
（3）冲击压实大面积开始前要做试验段，通过试验段，总结出人员安排、机械配置、冲压方法和遍数以及质量控制方案。
（4）冲击压实工作面长度以200—500m为宜。
（5）冲击压实路段横向距民房及其他构造物20m内应减少冲击遍数。
（6）对于填筑路基础内地下埋置的光缆、通讯管线、过水管道等要详细调查，凡设计不允许存在的应拆除后，按规定冲压；凡允许存在的可降低冲压遍数，以免造成破坏。
（7）冲压时要及时适量洒水，洒水量以确保冲压时不扬尘为原则。
6冲击压实的质量控制
冲击质量主要以路面沉降量、路面弯沉和板块破碎状况作为质量控制指标。
6.1沉降量与冲击遍数控制
沉降量与冲击遍数是紧密相关的，沉降量由不同冲压遍数后所测得的路面高差得出。
6.2破碎状况控制
冲击破碎原理主要是破坏面板整体性，使其稳固，因此破碎状况也是主要控制指标之一。检查控制方法主要是检查破碎后碎块尺寸的大小和混凝土板块是否嵌锁紧密，处于稳定牢固状态。
6.3回弹弯沉检测
冲击后弯沉大于冲击前说明冲击破碎破坏板体结构，实现人工或其他机械破碎所不能达到的效果。
7施工注意事项
（1）冲击压实机的选择。冲击压实机有多种类型，不同的类型其功能和主要参数都有很大区别。冲击压实机的选择取决于土基和填土的类型、相关的表面剪切力的特性以及需要达到的压实深度。因些，冲击压实机的功率、形状及构造的选择是非常重要的，同时还要考虑工程的性质、填土厚度及设计要求等因素，正确地进行选择。
（2）选择合适的冲压速度。冲压速度对机械的磨损有很大影响，速度越快，机械各部磨损越大，严重时会造成损坏，降低机械的性能和寿命。因此要在保证碾压效果的前提下，尽可能地选择较低的冲压速度，将机械的磨损和损坏降到最低限度，延长其使用寿命。
（3）个别地段安全避让。冲击压实产生极强的冲击压实力，不但影响深度大，而且影响半径也大，影响范围广。因此，对挡土墙、水沟等构造物产生极大的破坏作用，因此施工时必须对涵洞、构造物及路边建筑物进行安全避让，对这些路段需采用其他方法辅助施工。
（4）处理旧水泥路面，要及时加铺面层。旧水泥路面由于冲击破碎后，路面产生大量裂缝，丧失抵抗雨水渗透侵蚀的能力，会造成板下基层和土基含水量增大，且不易散发，影响冲压效果。所以在雨季施工时路面破碎后要及时进行防水处理，最好及时采取面层加铺或下封等措施。特别是对于交通量大的地段，由于冲压形成稳固的结构，如不及时加铺面层，在重荷载作用下，会破坏其稳固性，因些冲压完成后要及时加铺面层。
（5）防止压实水平滑移。压实轮是靠与路面的摩擦力作用而运转，过快的碾压速度、光滑的路面都可导致压实轮停止滚动，只作水平滑移。可以采取在压实轮上增焊凸快或拉毛路面等办法，增加接地摩擦力，防止压实轮水平滑移，保证压实轮的正常作业。
工程实践应用表明，冲击压实机和技术具有影响深度深、运行速度快、施工工序少、施工工期短、应用范围广、施工造价低等优点，能减少工后沉降、防止不均匀沉陷造成的路面损坏。冲击压实机以其独特的结构及性能和先进的压实技术，在机场、公路及水利水电工程中得到了广泛应用，有效地降低了工程成本，缩短了施工周期，提高了压实质量，发挥了重要的作用，具有较大的推广应用价值。