路基换填技术在公路施工中的应用

2022-07-13赵亚玲

交通世界 2022年14期

赵亚玲

（石家庄市公路桥梁建设集团有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

在当前的公路工程建设中，常遇到软土路基问题，针对软土路基，目前可采用很多方法进行处理，如复合地基法与排水固结法，但这些方法存在造价较高（复合地基法）和工期较长（排水固结法）的问题，而路基换填不仅施工简单，且造价低、工期短，是一种值得大范围推广应用的软土路基处理方法。

1 施工准备

在路基换填施工开始前，应先做好以下各项准备工作。

（1）明确施工规范与设计意图，并进入现场对地形地貌进行详细勘察，然后集合图纸及现场勘察结果针对换填施工进行专门的施工组织设计。

（2）组织相关技术人员进行图纸会审，以明确开挖深度及范围，然后报监理工程师复核，同时对施工人员进行技术交底。

（3）按施工要求进行施工便道的修建，此时应充分利用现场既有道路，并做好和周围居民之间的协调工作，确保施工所需机械车辆能够顺利通过；对于施工区布置，需按照专业和灵活等基本原则进行。

（4）联系施工材料供货商，为材料的进场与存储运输做好准备工作，如果将级配砂砾作为换填材料，则其级配应满足表1的要求。而在换填基础上进行挤淤时，所用片石的粒径应达到30cm以上，且抗压强度不能低于30MPa[1]。

表1 换填用砂砾级配要求

（5）按照具体的施工要求做好人员配备，单个工作面施工所需机械设备包括：挖掘机，常用型号为HB205-1和CAT320D，数量为1台；自卸汽车，常用型号为东风，数量为4～6台；推土机，常用型号为山推SD13PLUS，数量为1台；装载机，常用型号为柳工CLG888III，数量为1台；平地机，常用型号为山工SEM919，数量为1台；打夯机，60kg，数量为2台；稳定土拌和机，常用型号为WB400，数量为1台。

（6）结合实际的进度情况加强人员及机械设备的进场组织，根据现场各坐标及高程的控制点形成测量控制网，并对所有控制点进行保护。

（7）根据所用换填方式与现场实际情况，编制完善的方案及工期计划，同时针对降雨制订专门的方案。

2 换填施工

2.1 施工工艺流程

路基换填施工应严格按照以下工艺流程进行：施工准备→应急预案编制→测量放样（触探试验）→监理复核→清表处理→监理复核→清淤处理→业主与监理复核→开挖至计算面→换填（部分换填、换填+挤淤、清除换填、整体换填）→回填、整平与碾压→质量检测（压实度与高程检测）→业主与监理复核→换填至设计要求的高程。

2.2 测量放样

开工前对施工控制点具体坐标和高程进行严格复核，并创建测量控制网，每个施工控制点都需安排专人进行定期复核，确保施工时测量结果达到准确无误。另外，还需根据图纸和现场触探试验结果准确测放清淤的具体范围，以免产生超欠挖。

2.3 清表处理

将放出的清淤范围内存在的所有杂物均清理干净，并修筑临时排水设施，确保将场地范围内存在的积水排除干净，在必要的情况下可进行抽水或采用井点降水的方法进行排水。清淤工作面不可太大，分多次完成一个路段的清淤，施工中要做好装卸车辆的协调，实现即挖即运，换填材料的运输车辆不可在清表结束后的路基表面反复行走[2]。

2.4 清淤处理

（1）清淤开始前对清淤工作面进行排水，以免施工受到积水的影响，具体可在换填区域内沿纵向开挖临时排水沟，注意沟底应比清淤深度略大，以便积水顺利排出。

（2）清淤采用挖掘机和人工进行，根据所用换填方法的要求实施分段清淤，同时做好验收工作[3]。

（3）清淤需按照由近及远和由上至下的顺序进行，将表层植被清除干净后对下层淤泥进行清理，一般每段长度应控制在30m以内。

（4）清淤工作应实现机械化，在现场做好机械设备调度，以实现流水作业。

（5）清淤结束后保留现场的影像资料，并上报至相关单位进行验收，经验收合格后方可开始下一道工序。当采用清除填筑的方法进行处理时，在清淤结束后即可根据填筑要求展开施工；而当采用整体换填方法进行施工时，需在验收结束并确认合格后再开始后续工序。

2.5 抛石挤淤

换填与抛石挤淤相结合的处理形式，施工时应注意以下几点：

（1）根据施工及设计承载力确定适宜的抛填石料。

（2）对软弱土层进行开挖时，具体的开挖深度需根据路堤荷载确定，通常不超过3m。在开挖到设计要求的深度后，通过抛填石料进行挤淤，其深度一般为2～3m，应满足为上层材料提供承载等基本要求[4]。

（3）石料的抛填需借助机械设备完成，从待处理路堤的中心开始，按三角形不断向前抛填，直到路堤全宽。

（4）抛石结束后，由相关单位进行检查验收，通过后开始后续工序的施工。

2.6 垫层处理

主要针对部分换填及换填和抛石挤淤相结合的处理形式，施工时应注意以下几点。

（1）采用部分换填的方法进行施工时，如果残留的土层实际承载力较低，则需在填筑前对其晾晒，然后使用片石或砂砾预先填筑一层垫层，而如果残留的土层有良好承载力，则可直接使用换填材料实施填筑[5]。

（2）在垫层填筑结束后，做好高层测量，并对相关资料进行记录与整理，由相关部门检验通过后开始后续施工。

2.7 回填和碾压处理

（1）回填和碾压开始前，先通过试验段的施工确定适宜的施工参数，包括机具及其组合形式、松铺厚度、碾压方式和碾压遍数，为正式施工提供参考指导。换填时使用的材料应满足规范与图纸的要求，在换填时还要对分层厚度进行严格控制，填筑与压实均需分层进行。

（2）自卸车的卸料需采用网格法实施，实际的回填宽度要比待处理路堤的设计宽度大2～3m，并按照从低处到高处的顺序在全宽范围内分层填筑。

（3）每完成一层回填，都要用平地机进行整平，并由人工进行找平。

（4）采用压路机进行碾压时，需按照从两边到中间的顺序进行，且应遵循先慢后快、先弱振后强振等原则，以保证碾压充分到位，避免漏压。

（5）对于边界处压路机无法到达的部位，应采用小型强夯机将其夯实。

（6）通过碾压使现场没有显著的标高差异，且表面保持稳定，没有下沉。

2.8 质量检测

换填施工结束后，按照表2的要求进行质量检测。

表2 路基换填施工质量检测标准

2.9 施工要点

（1）如果地表分布软弱土，但厚度不超过3m，同时下卧层为基岩，则应清除表层软弱土，直到基岩层，然后采用路堤的形式以基岩为基础进行填筑，并沿横向适当扩展，其宽度应达到50cm以上，使路基保持稳定。

（2）当路堤高度在16m以内，且换填深度小于3m时，应使用附近的弃方石渣及碎石或碎石土进行换填；当换填深度超过3m时，宜先用砾石和片石填筑垫层，然后用素填土或强风化岩土进行换填，其中，垫层的厚度按2m控制。当路堤高度超过16m，但换填深度小于3m时，先用砾石在底部填筑层厚为50～100cm的垫层，再用素填土或强风化岩土进行换填；当换填深度超过3m时，应按照从下到上的顺序用砂砾进行换填。当换填部分的地下水位相对较高时，需加强排水，用石料铺底填筑到常水位上部50cm。

（3）当路堤高度达到16m以上，但软土层厚在6m以内时，应进行部分换填，具体的换填深度根据荷载大小确定，一般为2～3m，下部软土可不做处理，具体的换填厚度以达到沉降要求和保证稳定性为基准确定。在部分开挖换填过程中，应对底层软土实际承载强度进行实测，在上层填筑开始前通过晾晒和铺设片石来保证底层土体的承载力符合要求。

（4）如果地面分布有水塘或厚度小于6m的软土层，同时路堤高度小于8m或超过16m，则应在换填的基础上进行挤淤，具体的清除深度以路堤荷载为依据确定。采用该方法时，允许有软弱下卧层存在，但不能影响工后沉降及路堤整体稳定性。

（5）对一般路堤进行换填时，应超出坡脚线外至少1倍换填深度。

（6）换填设计的深度通常是指平均软土深度，在实际施工中，要结合地形对软土进行清理，换填数量根据实际产生的数量确定。另外，在纵向要设立过渡段与其他采用不同方式处理的段落相接，对过渡段进行换填，需在采用其他处理方式的段落完成后进行。

（7）换填时做好分层压实，期间对分层厚度与压实度进行严格控制。

（8）如果换填区域的地下水位相对较高，则要做好施工组织安排，尽可能在旱季完成换填，同时加强现场的排水施工，以免换填时换填材料被水浸泡。

3 施工质量控制

3.1 施工机械

（1）对于清淤机械，湿地推土机械接地压力不能超过0.029MPa，如果清淤范围面积较小或不适合采用推土机，则应使用反铲式挖掘机施工。

（2）对于压实机械，在回填和碾压第一层时，建议使用小型气夯机，并进行静压；然后再适当振压，振压的频率、幅度分别按照25～35Hz和1.6～2.0mm控制。

（3）在整个施工过程中做好机械养护与检修，以免发生故障对正常施工使用造成影响。

3.2 施工参数

（1）清淤范围通常按软土层边坡外部预留宽度达到30cm以上控制，推挤距离按3m控制。在机械从一个断面经过后，方可在此半幅路开展后续施工；全部清淤过程中，对首层和软土相接触的填料进行回填施工时，应使用有良好渗水性且颗粒均匀的换填材料，具体的换填厚度以软土层实际承载力及现场拥有的机械设备为依据确定，一般为30～40cm。

（2）采用机械进行压实施工时，应做好试验施工，用于确定填筑过程中的松铺厚度，此过程中应选取多个厚度，通过对满足压实度要求时的具体压实遍数的记录确定单位压实遍数，再对多个单位压实遍数进行对比得出最佳松铺厚度。