景宏軍/JING Hong-jun

（中鐵二十二局集團有限公司，北京 100043）

高速液壓夯實機工作原理是通過挖掘機或裝載機的液壓動力輸出，將內(nèi)置夯錘提升到一定高度，夯錘在自身重力和液壓蓄能器的幫助下加速下落，并在液壓缸的作用下實現(xiàn)高速運動，連續(xù)擊打夯實地面。液壓夯實機適合橋涵臺背、半填半挖局部高填方等局部路段及狹窄區(qū)域作業(yè)[1-2]，對橋頭跳車問題也有顯著效果，能顯著提高回填土的密實度，加速消除一定深度內(nèi)的回填土沉降，提高回填土的壓實效果，減少工后沉降，從而有效提高回填土工程的質(zhì)量和效率。本文以HC36 液壓高速夯實機工藝性試驗施工為例，明確施工參數(shù)及夯實標準，為將來高速鐵路建設提供經(jīng)驗。

1 工程概況

新建鐵路北京至沈陽客運專線（京冀段）站前工程JSJJSG-9 標段位于北京市密云區(qū)巨各莊鎮(zhèn)段路基全長7.047km。路基基床底層及基床以下采用A、B 組土，填料粒徑的要求基床底層不得超過60mm，基床以下不得超過75mm。為保證路基填料滿足設計要求，項目新建一集拌站對A、B 組填料進行集中加工生產(chǎn)。針對我標段路基靜置期和預壓期不足問題，經(jīng)專家進行分析研究，最終確定剩余未完成填筑的路基壓實標準全部按照基床底層標準執(zhí)行，當填筑高度達到1.5m時，對路基進行追加密實。我工區(qū)在DK90+077-DK90+140 段路基進行工藝性試驗。

2 液壓高速夯實機概述

本文研究的HC36 型液壓高速夯實機總重量為20.0t，夯錘質(zhì)量為3.0t，夯板直徑為1.0m，最大提升高度為1.2m，錘擊頻率30～80 次/min，額定沖擊能360kJ。依據(jù)實際情況，夯擊能量可依據(jù)夯錘的提升高度進行調(diào)整，分別設有弱、中、強3 檔。（簡稱為1、2、3 沖程，分別對應0.8m、1.0m、1.2m 的提升高度）。夯擊頻率可根據(jù)不同工況設置為手動和自動操作模式，可滿足不同工況的需要[3]。該設備適合橋涵臺背、半填半挖局部高填方等局部路段及狹小面積作業(yè)，路基加寬時，對新舊路基接縫、錐形坡、橋涵臺背等作業(yè)范圍，可在有限的部位處集中能量夯實，大幅度提高回填土工程質(zhì)量及效率。

2.1 HC36液壓高速夯實機組成

HC36 液壓高速夯實機由3 個部分組成：錘體、液壓動力裝置和控制裝置。錘體主要由液壓缸和夯錘組成驅(qū)動裝置，控制裝置主要分為控制器、手動/自動按鈕和機界面[4]，液壓動力裝置主要分為液壓泵、發(fā)動機和油箱。

在錘體下落時為了確保夯錘重心的穩(wěn)定性，在HC36 液壓高速夯實機上設計了含有導向能力的夯架。夯架及夯錘接連處均有凹槽，夯錘利用凹槽在夯架內(nèi)完成上下運動，結(jié)構(gòu)示意如圖1。

圖1 液壓高速夯實機結(jié)構(gòu)簡圖

2.2 HC36液壓高速夯實機的工作原理

HC36 液壓高速夯實機夯錘在液壓油和重力的共同作用下下落。路基壓實通過施力裝置完成，并隨著液壓缸的伸縮快速來回移動，可選擇不同的墜落高度，以滿足不同的作業(yè)要求，工作原理如圖2。

圖2 液壓高速夯實機工作原理圖

3 工藝性試驗要求

路基填筑過程中嚴格按照工藝性試驗總結(jié)的施工參數(shù)控制每一填筑層厚度，路基虛鋪厚度為35cm，碾壓后厚度為30cm。路基每填筑層必須進行壓實系數(shù)檢測，每填筑3 層進行壓實系數(shù)≥0.95，K30 ≥130MPa/m，Evd ≥40MPa 等三項壓實標準進行控制，試驗必須經(jīng)試驗室進行檢測，現(xiàn)場監(jiān)理工程師見證，驗收合格后進行下道工序。該段路基已填筑完成5 層，總填筑厚度達到1.5m，具備做工藝性試驗要求。見表1。

表1 現(xiàn)場夯擊前后壓實標準對比表

4 液壓高速夯實機施工工藝

4.1 工藝流程

液壓高速夯實機施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 壓實施工工藝流程圖

1）場地平整。路基正式夯擊前，對壓實層壓實標準進行檢測，滿足設計要求，待監(jiān)理工程師驗收合格后布置夯實點。

2）夯實點布置。檢測人員應在檢查合格的路基段內(nèi)放樣夯實點，并用白灰進行標記和編號，再根據(jù)編號測量出每個點的初始標高。測量數(shù)據(jù)經(jīng)監(jiān)理檢查合格后進行下道工序。

3）夯錘對準點位。液壓夯實機按測量放樣的位置就位，使夯錘對準點位。液壓夯實機作業(yè)點采用夯實機底座邊緣接觸型方式，如圖4 所示。

圖4 底座邊緣接觸型作業(yè)方法圖

4）夯實機依據(jù)夯實的程度，由強、中、低3 個檔組成，先將夯機檔位調(diào)至強檔，夯擊3 錘，監(jiān)測出夯點的下沉量并記錄。以強檔每3 錘為一組累加，完成第6 錘、9 錘、12 錘夯實，累加并記錄每3 錘的沉降量。

5）當一個夯實點達到要求后，將機器移動到下一個點，采用扇形作業(yè)方法，在每個作業(yè)面的左、中、右3 個點完成后[5]，再進行下一排施工。

4.2 施工注意事項

1）填方路基追密壓實控制標準為：最后3 錘與其前3錘的相對沉降量差值不得超過10mm[6-7]。

2）液壓高速夯機工作點處，夯錘外緣與橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)物之間的距離不得少于1m，否則夯擊能量大，易損壞填層邊部。

3）當橫向結(jié)構(gòu)物的頂部填充厚度不超過2.0m，禁止夯實施工[8]。

5 工藝試驗分析

5.1 液壓高速夯實機夯擊遍數(shù)確定

夯擊遍數(shù)與沉降量試驗數(shù)據(jù)表見表2。

表2 高速液壓夯工藝性試驗數(shù)據(jù)記錄表

對DK90+077-DK90+140 段路基選取3 個斷面共9 個點的試驗數(shù)據(jù)，分別進行折線圖分析，見圖5。最終得出，填方路基追密壓實采用液壓高速夯實機夯實遍數(shù)為9 遍時，各點均滿足要求。

圖5 DK90+077、108、140段路基夯擊遍數(shù)與沉降量試驗數(shù)據(jù)折線圖

5.2 試驗參數(shù)的確定

1）高填方路堤追密壓實采用HC36 液壓高速夯實機壓實，高填方路基追密壓實標準遍數(shù)為9錘[11]。

2）作業(yè)點布置采用夯實機底座邊緣為接觸型方式。

3）液壓高速夯實機追密壓實采用強檔夯擊。

4）夯擊作業(yè)采用扇形作業(yè)方法。

5）液壓夯實機的壓實厚度為1.5m 適宜[12]，現(xiàn)場每層0.3m，得出每5 層補強追密1 次。

6 結(jié)語

為有效加速路基沉降速率，最大限度消除工后沉降引起的安全隱患，確保高速鐵路路堤填筑質(zhì)量，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我項目進行了液壓高速夯實機壓實工藝性試驗，以確定施工參數(shù)，指導下一步大規(guī)模施工。

試驗結(jié)果表明，施工設備、施工工藝和方法、施工順序滿足施工需要。通過試驗，更深入地了解液壓高速夯實機工作原理及工作特點，與普通的夯實機具比較，具有夯擊能量高，影響深度大、機動靈活性強、擊打頻率高等優(yōu)點，還可以應用于斜面夯實，夯擊能量可調(diào)，能滿足不同地基的夯實需求。