碾压夯击机具的适用范围分析

要把土、砂、石料压实到上述标准，必须要有相适应的压实机具。没有振动碾，堆石就压实不到孔隙率0.30 以下，就会有很大的自重位移、湿陷变形、地震变形。没有机械夯板或振动碾，砂卵石就不能压实到相对密度0.80 以上。风化砂岩页岩要用作心墙斜墙防渗材料，必须用尖齿碾、振动凸块碾压实，否则就压不密实，蓄水后发生漏水管涌。对有些筑坝用的特殊石料，还需专门研制专用碾压机具。以往有些土石坝，用拖拉机碾压风化砂、石渣或砂卵石，都不能奏效，建成后变形很大、发生裂缝，地震时发生滑坡。因此，各种土、砂、石料必须选择适用的碾压机具，有的还要专门研制。表9.2 列出各种碾压夯击机具对筑坝土石料的适用范围。拖拉机只能用于压实砂和壤土，铺土厚度必须很薄，不能碾压砂卵石、石渣、堆石。蛙夯用于坝的边角部位和混凝土建筑物接触部位夯实。这两种未列入表9.2，后面再略作介绍。

表9.2　碾压机具和夯击机具的适用范围

注 0—适用，√—尚可用。

1.振动碾

振动碾有牵引式和自行式两种，在我国已被广泛应用于堆石、砂卵石的碾压。

牵引式振动碾由拖拉机牵引行走，由装在碾子上的发动机和偏心轮振动，有3～5t，8～10t，13.5t，15t，20t等型号。见表9.4 （见文献[4]）。

表9.3　牵引式振动碾型号

自行式振动碾的滚动行走的发动机和振动偏心轮的发动机都装在碾子上，有3～9t，12.5t，22t等型号。见表9.4 （见文献[4]）。

表9.4　自行式振动碾型号

2.气胎碾

气胎碾大多为牵引式。我国在20 世纪50 年代就制造了50t气胎碾，在清河土坝等工程上应用。国外最重的气胎碾已有200t的。各种型号见表9.5 （见文献[4]）。

表9.5　气胎碾型号性能

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3.羊足碾

表9.6　羊足碾型号性能

专门为压碎砂岩页岩块用的尖齿碾，与羊足碾类似，但齿比羊足长，端部尖锐。国外有一座土石坝把页岩块压碎压实作防渗心墙，所用尖齿碾滚筒直径203cm，筒内装铅砂，总重60t，尖齿长约40cm。

4.机械夯板

机械夯板是用铸铁制成的底部为球面的圆饼形重锤，由W—501 或W—1001 挖土机改装成钢丝绳起吊落锤设备吊落，夯击土砂的机具。它的冲击动量大，且有强烈振动，故对砂及砂砾石压实效果特佳。对黏土压实效果亦佳。夯板的型号见表9.7。

表9.7　机械夯板型号

5.蛙式夯

蛙式夯是电动的臂杆锤，由人力牵引行走。黏土与基岩接触处，与混凝土建筑物接触处以及坝的边角部位不能用重型压实机具压实，只能用轻型夯压实。除蛙式夯以外，还有气锤等亦是适用的轻型夯。表9.8 是蛙式夯的型号（见文献[4]）。

表9.8　蛙式夯型号

6.拖拉机

拖拉机不宜作为碾压机具使用，因为拖拉机履带的单位压应力很小。红旗100 拖拉机履带压应力只有50kPa，红旗80 拖拉机履带压应力只有48kPa，比羊足碾压应力小100 多倍。虽然与机械夯板的静压应力相近，但不像机械夯板那样依靠冲击能量和强烈振动压实砂和土壤，所以拖拉机的压实效果很差。如果要用拖拉机碾压，则铺土厚度只能在8cm左右，铺砂厚度只能在15cm左右，而且要用3～4档速度行驶，履带损耗较大，颇不经济。