专利名称：一种夯锤及夯实路基的方法
技术领域：
本发明属于基础工程和岩土工程路基的夯实领域，涉及一种夯锤及夯实路基的方法，特别涉及用于三背路基即桥台，涵背和挡土墙背部，扩建公路新旧路基，不易压实的部位和特殊路基如闻液限粘土等的穷实。
背景技术：
强夯是将很重的平底锤从高处自由落下给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。由于强夯单次击实功很大，适用于地基处理和路基补强，有效处理深度大，但振动力易对附近结构物造成破坏。如果夯点处不平整或夯点处软硬不均，夯锤着地产生的侧向冲击力将非常巨大，对于强夯新旧路基时将影响新旧路基的整体稳定性，所以不易采用强夯法处理新旧路基的压实。总之，强夯的夯击功能不稳定；落点不稳定；效率 低；施工不当时，对台背等构造物可能会产生破坏。现有技术中的压路机①冲击压路机以非圆形轮沿地面对土石材料进行静压、搓揉、周期性冲击的连续作业，产生强烈的冲击波，向下具有地震波传播特性。适用于大面积的地基处理和路基压实，压实效果和适用范围介于常规压路机和强夯，但振动力对附近结构物有明显影响。冲击压实要产生冲击能量，需要有一定的工作面积和一定的行驶速度，故该压实会留下质量隐患点，同时该冲击压路机的水平冲击力较大，在靠近结构物等路段时，对结构物有一定的影响，故冲击压实只能在满足一定条件下可以使用。②振动压路机利用其自身的重力和振动压实各种建筑和筑路材料。在公路建设中，振动压路机最适宜压实各种非粘性土壤、碎石、碎石混合料以及各种浙青混凝土。适用于常规路基填土碾压；但有效处理深度小；并且场地尺寸有要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种夯锤及夯实路基的方法，可以有效减小对邻近结构物的影响并能保证其夯实效果。其技术方案为一种夯锤,包括夯锤锤体,在锤体上部设有砝码盘固定孔和吊环,所述夯锤的锤底为球底形。进一步优选,所述球底形夯锤的重量为375kg。一种夯实路基的方法，用液压缸将本发明所述的夯锤提升至I. 2m后释放，夯锤在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落，直接夯击路基；或者落下后击打带缓冲垫的、静压在地面上的球底形夯板，并通过夯板夯击地面。在装载机工作装置的牵引下，对不同的位置进行夯实。与现有技术相比，本发明的有益效果为(I)本发明将夯锤平底改为球底，由于其扩散角较小，可有效减小强夯时夯锤对邻近结构物的影响，并且强夯效果也非常显著。
(2)将本发明方法应用于液压夯实机，液压夯实机机动性强，特别适合狭小面积的夯实作业要求，填补了传统的表层压实技术如碾压、振动压实和传统强夯技术之间的空白，满足对作业面积进行单点或连续的夯实要求，有效压实深度为I. O 2. 0m，可能影响深度
2.O 3. Om，仅次于强夯，明显大于各种压实机械。(3)由于液压夯实机的广泛应用，可以应用本发明原理对其着力装置(夯板)进行改进，从而可以减小夯实机进行夯实时对邻近结构物的变形和稳定性的影响。
图I是本发明夯锤的纵向剖面图； 图2是本发明夯锤的横向剖面图；图3是500kg平底夯锤5击时路基的分层沉降图；图4是375kg球底夯锤20击时路基的分层沉降图；图5是模型试验的夯点布设方式图；图6是按5点布设方案相继用250kg、500kg及700kg平底锤在3#夯点处夯10击
时夯沉量随夯击数的变化图；图7是按5点布设方案相继用375kg球底锤在3#夯点处夯击时夯沉量随夯击数的变化，图中曲线I表示实测值，曲线2表示根据加速度计测试结果；图8是底座边缘为接触型的工况实验图；图9是底座边缘为间隙型的工况实验图；图10是路基处治前后压实度函数图；图11是路基处治前后压实度直观图；图12是K103+109. 5通道六景台夯实后沉降量直观图；图13是瑞利波波速图；图14是夯实机在西潼改扩建新旧路基结合部施工夯实前后的压实度对比直观图；图15是夯实机在西潼改扩建新旧路基结合部施工压实度增量直观图；图16是西潼新旧路基结合部瑞利波波速图；图17夯击点平均沉降量直观图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细地说明。 参见图I、图2，一种夯锤，包括夯锤锤体I，在锤体I上部设有砝码盘固定孔3和吊环2，所述夯锤的锤底为球底形。针对桥台背路基夯实处理情况，锤重不易过大，这一方面有利于减小对桥台的振动影响，另一方面也使起吊机械轻型化，便于沿路基行走，在锤重一定的情况下，为了提高处理效果，就需在锤形方面进行改进，其中一种途径为改变锤底与土体的接触形式；另一种途径为在确保夯锤落地平稳条件下，增大锤底静压力，从模型试验结果来看，用250kg夯锤效果较差，而用500kg夯锤时对桥台的振动影响较大。采用375kg球底形夯锤相对较理想。这种夯锤按模型相似率放大后，即对应实体6. Ot夯锤。从确保夯锤落地平稳的角度考虑，并且由于控制好夯锤的形状，可以有效减小夯击能对结构物的影响，所以对平底夯锤进行改进，将其设计为球底形经过试验测定，采用500kg平底夯锤5击时，平底夯锤分层沉降图的扩散角为23度(如图3所示)，即夯击功能在路基土中的扩散角为23度。而采用375kg球底锤20击时，球底夯锤分层沉降图的扩散角为9. 2度，即夯击功能在路基土中的扩散角为9. 2度。(如图4所示)。采用球底锤夯击时，有利于对深层土体的压实，土体的侧向挤出较小，对桥台的产生的冲击振动力也较平底锤情况明显减小。进一步优选,所述球底形夯锤的重量为375kg。模型试验的夯点布设方式如 图5所示表I和表2给出分别用500kg平底锤和球底锤在2#和3#夯点处夯击时的水平向瞬态位移值。由表可见，在锤重相同的情况下，用球底锤时对桥台的动态影响较之平底锤明显的小。
夯击数
测点锤形 -----
12345
平底 0.44 0.52 0.660.60.67
I* 球底 0.19 0.305 0.430.4960.58
Δ (%) 56.8 41.3 34.8517.313.4
穷击数
测点锤形 -----
1 2 345
平底0.831.021.151.091.18
2*球底0.320.430.60.570.7
Δ (%)61.457.847.847.740.68
平底0.720.901.051.031.08
____________________________ ·___
3'球底0.3140.650.790.750.83
Δ (%)56.427.824.7627.223.1
平底0.690.961.041.061.07
4#球底0.2660.570.70.710.76
Δ (%)61.440.632.733.029.0
平底0.70.840.940.950.98
5·球底0.220.60.680.670.7
Δ (%)68.5728.5727.6629.4728.57
表I 500kg平底锤与球底锤在2#夯击时水平向瞬态位移比较
「 Α平底锤-球底锤V
权利要求
1.一种夯锤，包括夯锤锤体，在锤体上部设有砝码盘固定孔和吊环，其特征在于，所述夯锤的锤底为球底形。
2.根据权利要求I所述的夯锤，其特征在于，所述球底形夯锤的重量为375kg。
3.一种夯实路基的方法，其特征在于，用液压缸将权利要求I或2所述的夯锤提升至.I.2m后释放，夯锤在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落，直接夯击路基表面；或者落下后击打带缓冲垫的、静压在地面上的球底形夯板，并通过夯板夯击地面，在装载机工作装置的牵引下，对不同的位置进行夯实。
全文摘要
本发明公开了一种夯锤及夯实路基的方法，夯锤的锤底为球底形。球底形夯锤的重量为375kg。同时提供了一种夯实路基的方法，用液压缸将本发明所述的夯锤提升至1.2m后释放，夯锤在重力和液压蓄能器的共同作用下加速下落，直接夯击路基表面，或者落下后击打带缓冲垫的、静压在地面上的球底形夯板，并通过夯板夯击地面。在装载机工作装置的牵引下，对不同的位置进行夯实。该项发明属于基础工程和岩土工程路基的夯实领域。
文档编号E02D3/046GK102644265SQ201210032550
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者周志军, 常家乐, 张铁柱, 折学森, 王修山, 石雄伟, 袁卓亚 申请人:长安大学