道路工程建设的路基换填施工分析

2022-09-23马燕明

运输经理世界 2022年1期

马燕明

（济南金曰公路工程有限公司，山东济南 250000）

0 引言

在道路工程施工时，受施工地点、土壤因素影响，不良土质地基施工问题是不可避免的，主要表现在施工地软土、湿陷性黄土、膨胀土、冻土等不良土质。如果处理不够完善，不仅会影响整个道路工程施工的进度，还会给后续施工留下安全隐患，如：施工后沉降、不均匀沉陷、路面纵横断裂、平整度与稳定性下降等问题，严重影响道路正常使用的同时，缩短道路工程使用年限，造成大量的人力、物力、财力浪费。而换填施工技术作为路基处理中常用方法，不仅可以解决不良土质问题，还可以增强道路工程路基承载性能。因此，基于道路工程建设现状，对路基换填施工展开深入分析显得尤为关键。

1 路基换填施工分析

1.1 换填施工概念和原理

路基换填施工，主要是针对路基建设时期范围内的不良土质处理。在换填施工时，把不良土质进行清除，利用稳定性好的土石回填压实或夯实，结合采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工，以此有效改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力，是现阶段路基处理中最常用方法之一。

1.2 换填施工适用范围和条件

换填土施工技术主要适用于路基施工地点不良土质的实际承载力与变形无法满足道路工程的承载要求，并且不良土质的厚度不大，这时可以采用路基换填施工的方式进行解决。不良土质换填适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理内容，还可以对一些地域特殊土处理，如对膨胀土地域也具有很好的处理效果，可以达到消除冻胀力与防止冻胀损伤的效果。但实际应用时，应该注意换填处理的深度，深度一般要保持在≥0.5m，且≤3m，这也是确保路基换填土施工取得良好效果的关键。

1.3 换填土施工优势作用

路基换填土施工的优势主要表现在以下几个方面：

1.3.1 增强地基承载力

针对地基承载力与基础土层抗剪强度之间关系，通过利用抗剪强度较高的填筑材料对原有不良土质进行替换，不仅可以提高地基承载力，还可以有效避免地基破坏问题的出现。

1.3.2 降低沉降量

通过密实砂填筑材料对地基上层软土层进行代替，不仅可以降低这部分沉降量，并且砂垫层对应力有扩散作用，还可以促进下层土压力减小，以此达到减小下卧层土沉降量的目的。

1.3.3 加速软土层排水固结

在换填施工中，垫层材料透水性比较大，软土层受压时，垫层可作为排水面，推动基础孔隙水压力迅速消散，以此推动垫层下软土层的排水固结，对于强化地基强度，避免地基土被破坏具有良好效果。

1.3.4 特殊土质处理与不良作用消除

主要是指通过路基换填施工，对膨胀土冻胀力与冻胀损伤进行解决与消除，并且可以消除湿陷性黄土湿陷作用，对于路基处暗浜和暗沟的有效处理与消除也有良好效果，是推动路基施工进度与效果的关键技术之一。

1.4 常见换填施工方式和特点

1.4.1 素土换填

素土换填主要适用于软土、湿陷性黄土和杂填土地基，通过对路基地面以下部分或全部软土层清除，并选择性能较好地素土，通过分层回填与夯实完成施工。但选择素土换填时，应该注意其稳定时间长、承载力低的缺陷，实际应用时，主要应用于道路工程整体荷载不大以及对沉降要求不高的浅层地基。

1.4.2 石灰土换填

石灰土换填与素土换填施工相同，主要应用于浅层地基处理，其区别在于换填料和使用范围的不同，其换填料一般为二八灰土或三七灰土两种，针对含水量较大的不良土质处理，通过生石灰对过湿基土含水量进行处理，以此推动路基实际压实度和承载能力的提升。

1.4.3 石料换填

石料换填施工与上述两个换填工艺相比，其适用范围比较广，主要针对路基土质实际承载能力不足的问题，在回填料中添加石料。石料自身要具有良好的强度，如砂卵石、碎石等，对于应对路基实际承载力不足以及变形问题具有很好的效果，并且具有施工简便、经济实用、承载力高的优势，是当前比较常用的换填土施工方式之一。

2 道路工程建设的路基换填施工分析

2.1 合理选择换填施工方式

在道路建设时，受路基施工地点不同土质因素影响，所使用的换填施工工艺与填料也有所不同，这不仅决定换填施工实际质量与效果，也是后续道路工程建设质量的关键影响因素。所以，在实际道路工程建设中，对路基换填施工进行分析时，首要解决的问题就是换填施工方式与填料的合理设计规划，在强化道路工程建设中路基换填施工针对性与适用性的基础上，有效推动路基换填施工效果和质量，为后续道路工程建设施工打下坚实基础。

比如，在对道路工程建设中路基换填施工进行分析时，可以从施工地点全面勘探入手。针对实际土质情况，对其进行有效的全面勘探，确定其性质与特点，以此作为基础，进行换填施工方式与填料的科学合理选择，增强道路工程建设中路基换填施工效果，为后续道路工程建设质量提供基础与前提。如：施工地点路基土质含水量较大时，可以利用石灰土换填方式，以二八灰土或三七灰土为回填料，针对天然含水量较大，低液限黏性土的地基土质，在原土翻晒处理后，采用磨细生石灰处理，以此降低过湿路基土含水量，有效提升路基实际压实度。同时，通过灰土搅拌回填，还可以改变土层塑性，对于提高土路基强度、刚度特性和水稳定性也具有很好的效果。但实际使用石灰土换填施工时，一定要对石灰材料进行检测试验，其中氧化钙和氧化镁含量要符合相关标准要求，结合合理灰土比例设定与混合料含水量控制，以此确保换填施工质量。并且尽量避免在雨天施工，加强对碾压质量的控制，确保石灰土换填施工质量。

而对道路工程路基部分沉降量与承载要求较高地段进行换填施工时，可以利用石料换填的方式，以砂卵石、碎石作为填料。基于其施工简便、经济实用、承载力高等优势开展换填施工应用。实际使用时，主要分为码砌边部、分层铺设与压实处理等流程，在合理控制块石之间间隙基础上，使用碎石或砂砾进行填充密实。但施工时应先将砂、卵石拌和均匀后，再进行铺夯压实，铺夯压实时可使用碾压法或振捣法压实的方式，当下层密度合格后再进行上层施工，以此有效确保地基稳定及石料换填施工的质量与效果。

素土换填的实际应用，主要针对浅层软土地基处理，要注意其道路工程整体荷载不大与相对沉降要求不高两方面的应用限制，结合素土填料合理选择，以此确保换填施工的实际效果。在换填时，主要利用分层换填方式，每层松铺厚度要根据试验段数据确定，但每层松铺厚度应≤30cm，桥涵、挡墙台后每层虚方厚度应≤20cm，从而确保路基边坡修整后路堤边缘具有良好压实度。实际应用素土换填时，应从最低处整片分层回填夯实，尽量避免任意分段接缝，其中小面积换填可利用人工回填完成，而大面积则利用机械进行回填，当回填土层比较干时，应该进行喷水处理后再继续回填，以此确保上下土层结合紧密。当遭遇雨水天气时，应该先对回填土泥浆和积水进行处理后再进行换填，以此有效确保回填施工质量与效果。

2.2 换填环节准备与质量控制

在对道路工程建设中换填施工应用进行分析时，除了对换填方式与填料选择进行设计以外，实际换填环节的准备与质量控制也是影响换填施工质量与效果的关键因素，将直接决定后续道路工程施工中路基施工的进度与效果。因此，在实际对换填施工进行分析时，还可以从换填施工的准备与质量控制环节入手，以此强化换填施工实际效果和质量，促进道路工程建设中路基处理质量与效果。

首先，在实际分析时，需要针对所选择换填方式与填料设计，进行换填施工准备环节设计。设计时，重点针对施工地点清理、施工设备、施工人员与施工材料等方式的准备，通过施工地点实际情况，在全面清理后，合理设计规划施工方案，科学配置施工设备与施工人员。同时，针对制定方案与所选方式，对施工材料进行准备，需要强化对施工材料规格与质量的把控，可通过查验质量合格证书资质与抽样试验检查相配合的方式，为换填施工打下坚实的材料基础，有效确保后续换填施工的质量与正常开展。如施工前通过勘探测量利用石灰对施工区域进行明确，同时对开挖机械进行合理配置准备，结合回填材料质量把控，以此完成换填施工准备。

其次，换填施工技术要点与质量控制。对方案进行设计时，应以施工地点实际情况为准。部分工程受施工条件限制，无法进行压路机压实的，可以采用机夯的方式替代。而换填材料质量把控时，以石料换填为例，通过对其石料直径规格进行确定与把控，以此确保路基换填平整度。不良土质开挖环节，主要是在中桩与边桩测量基础上，进行开挖操作，强化施工组织设计，在确保施工连续性基础上，有效确保换填施工效率与效果。

最后，摊铺环节。主要是按工程标准进行摊铺，通过精平施工的方式，在保证坡度设置基础上，强化路基换填平整度，结合充分接触与压实施工，确保路基换填施工后实际承载与使用性能。

2.3 路基换填压实施工设计

在道路工程路基换填施工中，换填后的压实施工也是极为关键的，将直接决定换填施工后路基承载性能和使用效果。但实际换填施工时，由于压实施工影响因素比较多，加上压实操作规范需要控制的因素相对复杂，使得换填施工难度与压力比较大。所以，在实际对道路工程建设中路基换填施工进行分析时，可以基于上述分析，通过围绕路基换填压实操作设计，在强化换填施工效率和效果的同时，为后续道路工程建设提供有效基础。

比如，在设计路基换填压实施工时，首先要强化对换填土材料状态的把控。在把控时，换填土材料含水量应控制在最佳含水量的±2%范围以内，确保压实期间回填土材料含水量均匀，当回填土材料无法满足含水量需求时，需搭配晾晒或洒水操作，结合前后施工单元交叉作业，为压实质量提供基础。

其次，压实机械的规划设计选择。设计选择时，主要以碾压质量为标准进行选择，包括压实机械型号、吨位、压实遍数以及后续压实方法的设计规划，应该尽量选择重型击实标准与较高压实系数，以此达到最好的压实效果。利用合适型号系数的压路机、推土机、羊足碾在换填后对地基土进行压实，同时合理控制碾压速度，平碾碾压速度应≤2km/h、羊足碾碾压速度应≤3km/h、振动碾碾压速度应≤2km/h 等标准下运行，结合施工含水量控制，从而在防止地基因水处理不当而发生破坏的同时，有效强化换填压实效果与质量。

再次，路基换填压实中影响因素控制措施设计，包括回填路基材料、实际含水量、无法压实位置等规划设计。回填压实材料以回填料为基础进行设计，压实方式与回填材料相适应，以此确保压实效果。而无法压实位置规划设计，主要针对施工交界处与辅助设施位置压路机无法压实到的部位。在实际压实设计时，通过利用小型设备进行压实，如平板振动夯实机、蛙式打夯机等，这些位置的回填厚度、填料含水率与压实系数要与上述压实相适应，以此确保实际压实效率与效果。

最后，压实质量控制方面。土方路堤压实质量控制，主要是在每层填料时做一次土壤击实试验，在准确控制最佳含水量的同时，针对较干填料洒水处理、较湿则翻晒处理，结合土方松铺厚度控制与整平，在此基础上进行先静压后振动碾压，再利用灌砂法检测压实度，以此强化路基换填压实施工质量与效果。而石方与土石混填路堤的压实和质量控制，则是通过严格控制石料最大粒径与松铺厚度，并利用推土机和平地机对混合料混合均匀进行的。在此基础上用碎石及石屑回填严实。并且，压实碾压时，可以同步结合石料、石屑、土等材料填补空隙，直至压路机压实到石料不出现松动、表面均匀平整为止，这样可以有效强化道路工程建设路基换填施工质量与效果。