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泰安恒大高速液压夯实机在公路路基工程中的应用

作者:admin [ 发布时间:2012/8/3 ]

高速液压夯实机在公路路基工程中的应用

在公路路基工程的压实和补强作业中,对于桥台背、涵侧回填、半填半挖、局部高填方及狭小面积高效机械施工压实作业有待解决,高速液压夯实机这一新产品的出现为解决这些问题提供了设备保障。 
  高速液压夯实机的基本工作原理是:用液压缸将夯锤提升至一定高度后快速释放;夯锤在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落;落下后击打带缓冲垫的、静压在地面上的夯板;并通过夯板间接夯击地面。高速液压夯实机装在普通装载机的动臂上,可以机动灵活地对不同的夯实作业位置进行准确、快速的夯实,也可以对作业面积进行单点或连续的夯实。 
  1高速液压夯实机的工作原理 
  高速液压夯实机基于强夯技术的原理,为机一电一液压一体化产品。由夯锤、夯架、夯脚、液压驱动装置、电器系统等组成。夯架采用可相对移动的双层嵌套式结构及带缓冲垫的夯脚,可悬挂在挖掘机、装载机等机体上,由承载设备提供液压动力。 
  传统的强夯技术使用履带吊车从高度达20m的空中释放5t20t的重锤来夯击地基,夯击率为每个夯点每分钟一两次。如果设计和控制良好,可以在地基10m的深度范围内得到均匀和明显的改善。在实际工程中。很多地基工程只需要处理有限的深度,如压缩性土基、湿陷性土基和某些天然土基在施工前需要进行的处理。 
  高速液压夯实机采用了强夯技术的原理并通过特殊设计以便进行特定深度地基的夯实处理。其工作原理是:用液压缸将夯锤提升至一定高度后自由释放,夯锤即在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落,落下后打击静压在地面上带缓冲垫的夯脚,再通过夯脚夯击地面.每分钟可夯击40次以上,根据夯锤的质量12t4t不同,每次对地面夯击能量可达15kN•m48kN•m。由于夯锤对地面的作用是通过静压在地面上带缓冲垫的夯脚实施的。且在液压加力装置的持续作用下。与传统的强夯相比,其作用力峰值小,作用时间长。具有作用柔和、不易剪切填层流线的突出特点。有防扬尘、防飞溅的功能。与传统的表层碾压技术(压路机等)相比,其贯穿能力强而均匀,在基础处理中不易形成表层硬结。可在较大的深度范围内获得较均匀的密实度。 
  2高速液压机的特点 
  HC系列高速液压夯实机为机械、电子、液压一体化的产品,采用液压加力与电子控制。夯击强度设为档,具有步进和连续夯击两种工作模式。以满足多种作业要求。整机结构、液压系统、缓冲装置、强制落锤等,均采用专利技术。电子装置可进行工作模式及夯击强度选择。该装置按选择的参数及其他设定参数。对机械装置的运动状态及液压装置的工作状态进行动态监控,实现夯实机的自动控制。 
  作为通用型夯实机,为不带夯板的直夯式结构,对地面的作用机理同传统的夯实技术(强夯等)相比,夯击强度大,还可用于地面及其他构筑物的破碎。 
  可实现厚填层整体压实,提高生产率,减少或避免分层压实技术可能导致的层间滑移、分离等现象。厚层填方经夯实后,密实度可均匀地达到95% 以上。 
  可处理桥台背、涵侧、桥墩周边、边坡、压实机械折转区、无路地区等现有的大型压实或夯实机械不可能接近区域的基础,解决常见的高速公路等重要设施局部基础下沉后路面早期损坏、桥台跳车、桥墩歪斜及边坡滑落等问题。 
  可对江河堤坝进行加固处理。现行的、用中小型压实机械分层压实技术构筑和加固的土质堤坝,中实侧虚、上实下虚,不可能解决大流速时的土层渗透及边坡塌落问题。高速液压夯实机有助于解决该难题,其变型产品通用型夯实机(直夯式)有助于截断管涌。 
  3工艺特点 
  作业使用机型为HC25,夯锤质量25t,夯击势能30kJ,最大夯击势能时的频率可达1 7次/min,夯击能量根据需要有低、中、强三档可调。夯击频率也可以设为自动与手动两种不同的操作模式,以满足不同工况的要求。根据高速公路现场试用,确定如下一般作业工艺。 
  3.1作业点布置:接触型和间隔型 
  接触型:每个夯点边缘接触,呈接触型等边三角形紧密布点,对于狭小面积或质量有较高要求的路段适用。间隙型:每个夯点边缘间隔一定距离,呈等边三角形布点,间隔距离一般以一倍的夯锤底面半径较适宜,视现场情况和质量要求而定。 
  3.2作业方式:直线作业法和扇面作业法 
  直线作业法:每次作业单点,前进或后通作业下一点,间隔型作业点布置时适用。 
  扇面作业法:每次作业左、中、右3点,后退进行下一排3点作业,接触型作业点布置时适用。 
  3.3作业锤数 
  进行每次累加3锤的夯实作业,根据相应试验检测结果确定满足设计要求的现场作业锤数;另外,以最后3锤作业的相对沉降不大于lem作为确定最大作业锤数的依据。 
  4实践效果 
  在某高速公路路基施工现场,选择了具有代表性的几个特殊路段进行夯实作业。 
  4.1桥台背涵侧补强作业 
  随着我国高等级公路的迅速兴建,桥涵特别是涵洞构造物修筑量急剧增加,我国目前的施工工艺,桥台背、涵侧挡墙墙背的填筑是在这些构造物完成后进行的,在填筑时,既要保证不损坏构造物,又要求有足够的密实度,由于该处比较狭窄,大型压实机械运行不便,小型夯实设备也难以达到规定的压实度,因此施工难度较大。高速液压夯实机由于其机动性、可调控夯击能量,特别适合此类狭小面积的夯实作业要求。 
  作业现场选择K65162处涵侧挡墙墙背回填,填料为未筛分碎石,填料粒径不大于15cm,每60em填厚加铺土工格栅,开挖3m作业面,经16t振动压路机碾压成形,采用高速液压夯实机进行强档6锤、9锤、12锤累加补强作业,采用扇面作业法,每次累加3锤作业进行沉降观测,汇总得到平均沉降量。 
  现场采用扇面作业法,分别对左、中、右三行进行沉降观测,结果表明沉降量随作业锤数的增加而增大,但增大的幅度逐渐减小。其中经强档12档锤作业沉降量达到123cm,回填补强的效果十分明显。 
  4.2石方高填方补强作业 
  填石路基要做到密实、均匀、稳定,难度很大,如石料缺乏良好级配不易碾压密实,而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,使块石间点面接触较多而容易松动等。在这些石方高填方、填挖结合部施工作业面采用高速液压夯实机进行夯实作业,同样能达到良好的夯实效果。尤其一些山区施工便道崎岖,作业面狭小的施工条件更能体现该机械的优越性。 
  作业现场选择K70284 K71757的填石路基、半填半挖路段进行,填料为砂岩块石,每层填厚60cm。采用强档9锤,按照夯锤边缘间隔50em布点,进行夯实作业,采用水准仪进行沉降观测,记录路基不同部位的高程变化,计算平均沉降量。 
  从现场作业情况来看,高速液压夯实机对表层砂岩块石有一定的破碎挤密作用,其冲击能量向下深层传播,达到使石料嵌锁紧密的作用,根据该机械的有效压实深度,对于此类特殊高填方路段,根据需要每填筑1m2m进行一次夯实补强作业。可较好的解决高路堤的工后差异沉降问题。 
  4.3土质填挖路段作业 
  高速液压夯实机应用于土质路基效果显著。作业现场选择K73370K74135的挖方路堑及填挖结合部进行试验,填土最大干密度为186gcm ,最佳含水量为126%,挖方段表层原状土干密度为153 gcms。以强档分别作业6锤、l2锤、18锤,同时进行沉降观测及压实度检测,得到汇总数据。 
  结束语: 
  高速液压夯实机能够适应高等级公路建设的需要,为公路建设中诸如桥涵台背回填、涵洞基底处理、填石路基、填挖结合部、鸡爪冲沟等特殊路段提供了有效的压实手段,特别适合作业面狭小或现有夯实设备无法接近的特殊路段。 
  高速液压夯实机应用于路基工程的主要工艺与强夯较为相似,但较强夯更加机动灵活,对于条件受限的作业现场具有很好的通过性和适应性。

 

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