屈会文 李强 郭洪涛
重庆巨能建设集团路桥工程有限公司 重庆市北碚区 400700
摘要:“桥头跳车”现象是高等级公路的一大质量通病，不仅影响行车速度、舒适性，甚至导致交通事故，还容易使“三背”部位的路面结构遭到破坏，越来越多的受到公路质量部门与社会各界的关注。本文详细介绍了一种新型压实设备即挖掘机液压冲击夯实器，可以高效率、高质量完成三背回填工作，具有很好的推广应用价值。
关键词：挖掘机 液压 夯实器 三背回填
引言：三背（桥台背、涵洞涵背、挡土墙墙背）回填土施工中经常会用到挖掘机打夯设备，目前已有的打夯装置其连接轴与底座之间为焊接连接，在施工环境比较恶劣的情况下，挖掘机会震动，若长时间如此工作，连接轴与底座的焊接处很容易因为震动大而断裂，影响施工进度。同时还存在成本高，夯实影响厚度小，施工效率低及施工成本高等缺陷。而本文介绍的挖掘机液压冲击夯实器克服了现有设备的不足，能够在多次高频、强力冲击夯实过程中不会损坏、夯实效果好。
1 工程概况
新疆维吾尔族自治区博乐市机场大道二标段项目，起点于S205省道K70处，终点止于农五师客运站建国路口S205省道K77+583处，全线长7.583km。其中K72+411～K74+220范围为机场大道与东外环和北外环连接的大型互通式立交。机场大道为S205线省道改扩建工程，道路设计等级为一级公路标准，设计车速80km/h。本工程共有桥梁4座，涵洞37座，挡土墙80m，三背回填方量共计38500m3。
2 方案设计
所设计的挖掘机液压冲击夯实器，主要包括破碎钎杆、夯实器两大部分。其中在夯实器的中心开设有承插凹槽，承插凹槽由上到下逐渐向内收缩，破碎钎杆的下端插入承插凹槽内实现与夯实器的固定连接，在破碎钎杆的下端面与承插凹槽的底面之间形成空腔，在夯实器的中心还开设有通气孔，且该通气孔与承插凹槽相连通。与现有设备相比，其显著效果是：有效的防止破碎钎杆将夯实器胀破，同时通气孔可将空腔内的气压卸掉，防止空腔内气压过大造成夯实器与钎杆脱落或夯实器破裂；设置防裂倒角降低了连接部与夯实部之间的应力集中现象，有效地防止了夯实器破裂的现象。另外，我们选择夯实器接触面的圆形直径为60cm，即夯实面积0.28m2，适用于17-23ton挖掘机，打击力为15ton，可以满足压实度高达99%的要求。
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图1 挖掘机液压冲击夯实器设计图
3 方案应用
通过自制挖掘机液压冲击夯实器在机场大道整个项目的全面应用，获得了良好的效果，压实影响厚度最大为400mm，对于台后的天然砂砾回填（压实度≥96%）和水泥稳定砂砾回填（压实度≥98%）均能满足要求，压实度最大可达99%，且夯实器的维修率低，施工效率高，从施工质量、工期等方面均达到了预期效果。
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图2 挖掘机液压冲击夯实器实物图
4 经济效益
挖掘机液压冲击夯实器在本工程三背回填中的应用，共计压实38500m3。考虑到本工程若不采用此种创新方法只能以小型压实设备进行压实，故挖掘机液压冲击夯实器夯实与小型压实设备夯实对比：
（1）单价不同；
（2）压实影响厚度不同，挖掘机液压冲击夯实器压实厚度400mm，小型压实设备压实厚度250mm。经济效益对比如下表所示：
表1 经济效益对比分析表
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通过表中可以看出，通过挖掘机液压冲击夯实器在本工程38500m3三背回填的应用，共计节约成本14.35万元。
5 结论
我们通过对挖掘机进行改进及优化，制作成挖掘机液压夯实器，它具有冲击压实效能，压实影响厚度最大为400mm，压实度可达99%，通过在本工程38500m3的桥涵背回填中的应用，节约成本12.67万元。
挖掘机液压夯实器适用于桥涵背、边角转折处、路肩、护坡等公路、铁路路基夯实，堤坝及其护坡夯实，建筑沟槽及回填土夯实，混凝土路面修补夯实，市政边沟、井口、管侧夯实等不同环境下的夯实与平整作业，压实影响厚度最大为400mm，压实度可达99%，具有施工安全、狭窄基坑易施工、施工质量易保证、施工效率高、经济效益好等优点，我们已经取得了实用新型和外观设计两项专利，希望有更好的推广前景。
参考文献：
[1]人民交通出版社 《公路桥涵设计通用规范》
作者简介：
屈会文，1990.09.12，重庆巨能建设集团路桥工程有限公司，助理工程师，电话：13032396306，邮箱：337300114@qq.com。
李强，1981.08.28，重庆巨能建设集团路桥工程有限公司，中级工程师，电话：13983283357
论文作者:屈会文,李强,郭洪涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/14
标签：夯实论文; 挖掘机论文; 压实论文; 液压论文; 凹槽论文; 厚度论文; 通气孔论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;