地基换填工艺在公路路基设计施工中的应用探析

姚成龙

摘 要：地基换填工艺在公路路基设计施工过程中具有较为重要的作用，它能够有效增加公路路基的承载力，故而提升地基换填工艺的应用水平很有必要。在此之上，本文简要分析了地基换填工艺的内涵及作用，并通过合理设计地基换填方案、切实做好前期准备工作、注重公路路基加固效果、利用节能手段巩固地基等要点，以此改善公路工程中路基设计的现状，确保公路路基质量达标。

关键词：地基换填工艺;公路工程;路基设计

在公路路基设计施工期间，由于软土层结构施工极易出现沉降风险。所以，为了增强公路的安全性，需采用地基换填工艺对公路路基结构加以强化，以便所设计的公路路基符合当前公路工程建设标准。另外，由于地基换填工艺具有成本低、易操作等优势，故而需格外重视其应用效果，结合公路路基设计施工的要求，使其发挥出真正的作用，保证公路路基稳固性更高。

一、地基换填工艺的内涵及作用

（一）内涵

地基换填法主要指的是有效清除路基软土成分，利用稳定性良好的材料回填原有空缺部分，并对其进行夯实，从而增强路基牢固性。通常情况下，在公路路基设计施工中所采用的常为开挖换填法，它是将公路路基中不利于路基施工的淤泥软土等物质借助挖掘机清除干净，然后再填充天然砂砾等性能优质材料，以此确保经过压实后的路基能够有效避免沉降现象的发生。由于公路路基深层与浅层处理两者间尚未形成清晰界限，故而按照规定将超过地面5m的地基范围划分到浅层处理范畴内。地基换填工艺属于人工建设的地基，它是将原本路基基础中的软弱土等不良土质替换成强度较高的砂石等材料等，保证所设计的公路路基具有较高的紧密度。

（二）作用

地基换填法在公路路基施工过程中具有不可或缺的作用，尤其是地质条件较差的公路工程，一般包括：

（1）垫层作用，通过应用地基换填工艺可适当提高地基承载力，降低地基遭受破坏的风险。同时，还能有效控制沉降量。浅层地基所出现的沉降量占据路基总沉降量的50%。若利用密实性良好的材料进行填筑可缓解沉降压力。

（2）加快软弱土层排水固结速度。当不透水结构与软弱土层相互接触时，会造成软弱土层中的水分丢失，故而不利于软弱土层固结。此时若对路基进行施压可增强软弱土层的固结力，确保所设计的公路路基稳定性更好。

（3）缓解膨胀土带来的膨胀负担。在膨胀土地基中利用地基换填工艺时可选择砂石等材料作为路基垫层，这样可适当提升路基建设质量。

（4）削弱地基湿陷影响。公路路基具有湿陷性黄土类型的土质材料。而利用地基换填工艺可选择灰土等材料处理湿陷性黄土，故而具有提高路基稳定性的作用。基于此，在公路工程的路基设计期间需高度重视地基换填工艺的应用效果。

二、地基换填工艺在公路路基设计施工中的应用要点

（一）合理设计地基换填方案

在公路路基设计施工中应用地基换填工艺需合理设计相应的施工方案，以便有目的性改善路基质量。以一段路基填土层高度为2.0m左右，路基宽度为9m，且存在过湿土、软土土质的三级公路工程项目为例。在设计地基换填方案时需针对部分路段进行换填处理[1]。

首先，需明确地基换填目标以及所选用的换填材料。比如对于深度超过3m的换填路基，需充分考虑经济性因素，以便地基换填工艺突显出较强的实用价值;其次，需利用分段式进行地基换填施工。比如在过湿土路段中，传统施工工艺常利用自然天气对其进行晾晒，并在路段两侧分别设置排水沟，以便地基中的水分获得畅通的流淌途径。但由于此种方法耗时较长，故而应采用地基换填工艺在此处换填0.6m的碎石土，确保路基稳定性良好。而针对河塘路段，则应在低于路基地面的水位处填筑片石，这样才能保证在后续发生渗水现象时，路基强度也能足够稳定;最后，在确定好分段施工的具体内容后，需科学计算路基实际承载力及换填厚度，保证应用地基换填工艺后的路基强度满足公路路基设计要求，进而为后期施工创造有利条件。

（二）切实做好前期准备工作

在公路路基施工中应用地基换填工艺之前需做好准备工作，以便后续施工更加便捷，具体包括以下内容：

（1）在地基换填材料進入到公路路基施工现场时需对其含泥量、含水量、紧密性等指标进行检验，确保它们能在路基施工中发挥出真正的垫层作用。

（2）材料质量的检测也是地基换填工艺水平最重要的影响因素，故而需借助专门的检测设备对换填材料的重量、材质等进行严格把关，并合理设计材料配比，促使所换填的材料能够比原有地基成分强度更大、更稳定。

（3）在对公路路基应用换填工艺时，需在施工现场设置专门的物料储存场地，并且防止在恶劣天气里开展施工项目。比如对于陈旧的公路地基，相关人员需对其展开深入研究，检测路基承载力是否能够满足实际车辆行驶要求。若从分析结果中发现老路面的确需要应用地基换填工艺改善原有公路质量，需对旧路基进行破除，并选择稳定性更强、强度更大的材料重现进行填筑夯实[2]。

（三）注重公路路基加固效果

在公路工程的路基建设期间采用地基换填工艺时还需注重加固效果，这样才能保证所设计的路基能够满足当代施工需求。

具体方法如下：其一，在对路基进行加固时需对路基进行开槽处理，并在完成沟槽施工后，借助抽水处理的方式将公路路基下方产生的积水抽取干净，以免后期影响地基换填工艺的应用效果;其二，待公路路基积攒的水分处理妥当后可利用分层开挖的方式在地基上方铺设一层配比为1∶15的水泥，经过压实后需保证压实度高于96%，从而达到加固地基的目的;其三，需对公路路基进行反复碾压，并保证碾轮处于重叠状态，一般需选用6t、10t等不同重量的碾压机对其进行压实处理;其四，地基换填工艺应当按照一定顺序对地基进行加固，主要包括先整场、再测量、后换填挖坑，在固定周期内落实上述流程，由此实现地基换填工艺的加固地基效果[3]。

（四）利用节能手段巩固地基

要想保证地基换填工艺实现节能目的，就需在换填材料选择方面以垃圾焚烧灰为主要辅助材料，这样既能从成本上控制换填材料的投入额度，又能从长远角度上提高废物利用率。所以，在公路路基设计施工中应用地基换填工艺时需有效结合当前环保理念的具体要求融入节能思想，进而实现公路工程的可持续发展目标。

在处理垃圾焚烧物时为了降低对环境的污染需采用稳定化处理的方式先行将垃圾焚烧灰按照200%的配比与水形成混合浆，并在其内部投入质量比为5%左右的有机硫，待搅拌10min后可将混合浆中的重金属物质转化为难以溶解的化合物。

在此之后还需对经过稳定化处理的混合浆进行固化处理，它主要是指合理控制水量，并在其中适量添加氧化钙、磷酸氢二钠等物质，这样可保证所形成的重金属不易迁移，进而增强垃圾焚烧灰的稳定性与强度。为了达到最佳巩固效果，还需借助石灰粉，促使垃圾焚烧灰密度更大。根据公路工程的建设要求将辅助材料运输到施工现场，结合地基换填工艺规范逐层作业。若遇雷雨天气应覆盖薄膜，以免地基水量超标。

三、结论

综上所述，地基换填工艺在公路路基设计施工中具有广泛的应用空间，既能妥善应对软土层等不良地质条件，又能确保所设计的公路路基符合建设要求。所以，施工人员在公路路基中应用地基换填工艺时需按照事先制定好的施工方案准备好对应的换填材料，然后再依据节能理念对公路路基进行适当的加固，这样可保证所设计的公路路基能够具备良好的实用价值。

参考文献：

[1]王宝平.地基换填技术在公路路基设计施工中的应用[J].居舍，2019（31）：108+186.

[2]赖盼真，徐礼辉.关于公路路基施工中软土路基处理技术分析[J].人民交通，2019（11）：76+78.

[3]文严龙.公路软基地段高填方路基施工技术注意事项[J].黑龙江交通科技，2019，42（09）：57-58.

作者简介：姚成龙（1986-），男，本科，工程师。