地基換填技術(shù)在公路路基建設(shè)中的應(yīng)用研究

鄭宏漢

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0 引言

路基是高速公路與普通公路修建的基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)公路運(yùn)行安全至關(guān)重要。軟土路基的處理方法包括砂墊層法、換填法、反壓護(hù)道法、分階段施工、超載預(yù)壓法、豎向排水法、擠密樁法和加固土樁法等［1］。本文主要結(jié)合福建某高速公路的建設(shè)，對(duì)地基換填技術(shù)在公路路基建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 應(yīng)用地基換填技術(shù)施工前的準(zhǔn)備工作

1.1 場地準(zhǔn)備

在公路路基施工建設(shè)中，做好施工準(zhǔn)備工作是施工有序進(jìn)行的重要保障。施工人員在施工前應(yīng)充分了解公路設(shè)計(jì)意圖，有效結(jié)合施工技術(shù)和施工方案，做好施工場地的勘察，確認(rèn)施工場地后應(yīng)將施工場地雜物清除，并統(tǒng)一運(yùn)至棄土場進(jìn)行處理，避免對(duì)周邊環(huán)境的破壞；根據(jù)施工技術(shù)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，備齊施工過程中使用的機(jī)械設(shè)備和工具，并在大型設(shè)備進(jìn)場前，做好設(shè)備安全性和質(zhì)量的檢查，保證特種設(shè)備符合工程設(shè)計(jì)的需求；做好施工場地的排水系統(tǒng)，確保施工場地排水通暢，保障施工安全進(jìn)行。

1.2 測量放樣

公路路基正式施工前，應(yīng)進(jìn)行路基的測量和放樣。首先要利用導(dǎo)線、中線固定現(xiàn)場施工范圍，利用木樁控制好施工作業(yè)區(qū)的路邊線和路中線，并在直線段上每隔50m 放一個(gè)斷面樁，在平曲線段上每隔25m 放一個(gè)斷面樁，在個(gè)別拐點(diǎn)處每隔10m放一個(gè)斷面樁，同時(shí)將長15cm、高1m 的水泥里程樁每隔50m固定在路邊側(cè)，將樁號(hào)標(biāo)注在里程樁上，以便竣工時(shí)進(jìn)行施工檢查。其次，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙對(duì)軟土的范圍進(jìn)行確定，并做好標(biāo)記。最后，對(duì)路基邊坡、坡腳、取土場、棄土場以及路基邊緣進(jìn)行測量放樣，從而對(duì)公路橫斷面進(jìn)行圖紙繪制，將相關(guān)位置和數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，其中公路施工取土場和棄土場，一般二者不宜與施工現(xiàn)場距離太遠(yuǎn)，應(yīng)遵循就地取材的原則，不改變周邊地貌特征，從而確保施工正常有序進(jìn)行。

2 地基換填技術(shù)在公路路基建設(shè)中的應(yīng)用

利用地基換填技術(shù)進(jìn)行公路路基施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守該技術(shù)使用的施工工藝，并有效結(jié)合施工方案對(duì)各環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)配置，嚴(yán)格運(yùn)用施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和檢驗(yàn)，見圖1。

圖1 地基換填法施工工藝流程圖

2.1 開挖路槽

開挖時(shí)需要根據(jù)施工作業(yè)區(qū)的路塹深度、地形地貌、土質(zhì)情況確定開挖方式，一般可利用單層橫向全寬挖掘法對(duì)較淺路塹進(jìn)行開挖，利用橫向臺(tái)階法對(duì)較深的路塹進(jìn)行分層開挖，在實(shí)際開挖作業(yè)中針對(duì)不同地質(zhì)特征科學(xué)利用開挖方式，能夠有效保障邊坡穩(wěn)定性，從而使階梯式的邊坡逐漸形成。

開挖過程中應(yīng)盡可能的使挖掘機(jī)連續(xù)做業(yè)，因此需配備足量的自卸汽車。挖掘時(shí)，應(yīng)確保自卸汽車運(yùn)行速度和挖掘速度保持勻速，不允許超挖或亂挖；在進(jìn)行土方地段路床頂面標(biāo)高工作時(shí)，需要綜合負(fù)荷量和地質(zhì)層特征等因素對(duì)壓實(shí)引起的沉降量進(jìn)行分析計(jì)量，做好施工過程中的防雨和排水措施，避免基底被雨水浸泡增大路基的疏松程度，影響地基質(zhì)量；應(yīng)通過有效措施加強(qiáng)對(duì)地下管線、文物古跡等的保護(hù)力度，避開水文聚集區(qū)，從而避免周圍環(huán)境因道路施工遭到破壞，同時(shí)也確保施工區(qū)域不受自然因素影響。當(dāng)開挖到設(shè)計(jì)斷面時(shí)，如基底仍有不適用的地基材料，施工工程師應(yīng)再次計(jì)算開挖深度，并組織清除基底淤泥；在清淤范圍內(nèi)修筑施工便道，以便運(yùn)輸車輛順利進(jìn)出，同時(shí)確定盲溝位置，確保溝槽有一定縱坡，促使排水系統(tǒng)通透［1］。

2.2 換填

基底開挖完成后，需測出施工中樁、邊樁位置，根據(jù)實(shí)際測量位置調(diào)整現(xiàn)場中線和邊線位置。在向施工作業(yè)區(qū)進(jìn)行換填砂礫運(yùn)送前，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地基情況進(jìn)行取樣試驗(yàn)，確保換填砂礫選材與實(shí)際地基的結(jié)合符合施工規(guī)定，方能進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。一般有三種換填材質(zhì)，第一種是砂石如卵石、碎石、砂礫等，運(yùn)用此種材料需控制砂石最大粒徑小于50mm，在使用時(shí)，應(yīng)對(duì)存在排水要求的砂墊層進(jìn)行控制，使其含泥量處于小于3%；第二種材料是粉質(zhì)粘土，此種材料應(yīng)控制其中摻雜碎石粒徑小于40mm，當(dāng)進(jìn)行大面積換填或應(yīng)用大型機(jī)械夯壓時(shí)，粘土中碎石粒徑應(yīng)在50mm～100mm 之間，反之會(huì)對(duì)墊層效果產(chǎn)生不利影響；第三種材質(zhì)是粉煤灰，應(yīng)用此種材料時(shí)，應(yīng)注意對(duì)其腐蝕性和放射性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，粉煤灰墊層上應(yīng)對(duì)0.3m～0.5m 的覆土實(shí)施覆蓋。分層換填砂礫時(shí)，應(yīng)將各層攤鋪厚度控制在30cm以下。

2.3 回填攤鋪

對(duì)基底進(jìn)行換填后，需進(jìn)行路基回填攤鋪。根據(jù)基底平整度的要求，采用推土機(jī)和人工輔助結(jié)合的形式，將換填土方均勻攤平和精平，為使基底結(jié)構(gòu)穩(wěn)定均衡，可將碎石填料集中卸在路段一端，利用推土機(jī)平推，利用人工進(jìn)行修整時(shí)，應(yīng)將超標(biāo)粒徑及時(shí)剔除。在攤鋪過程中，針對(duì)不平路段可以人工鋪灑的方式填鋪碎石屑，并控制其用量不得超過填料的20%；在精平過程中，可使基底形成0%～3%的橫坡，從而使路基的排水功能順暢。

2.4 壓實(shí)檢測

在進(jìn)行填料壓實(shí)前，應(yīng)檢測填料含水量，若含水量未達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，需采取晾曬或是進(jìn)一步灑水的方式縮減或增大含水量，并反復(fù)檢測含水量當(dāng)其含水量達(dá)到±2%時(shí)為最佳含水量范圍，即可進(jìn)行填料壓實(shí)。在壓實(shí)過程中，為確保壓實(shí)質(zhì)量，可采用重型振動(dòng)壓路機(jī)和羊足碾配合進(jìn)行分層碾壓，應(yīng)限制碾壓速度保持在3～4km/h，以避免出現(xiàn)漏壓、重壓情況的發(fā)生，確保壓實(shí)均勻；保持沉降壓控制在2mm 內(nèi)時(shí)，當(dāng)壓實(shí)頂面穩(wěn)定且不再下沉?xí)r，則可停止碾壓。

施工檢測人員在壓實(shí)操作后需檢測壓實(shí)度，觀察表面是否存在壓路機(jī)的痕跡、基底石塊是否密實(shí)、路基表面是否平整、基底換填材料是否有分離現(xiàn)象。檢測出的未達(dá)標(biāo)路段，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)工作，直至壓實(shí)度達(dá)標(biāo)為止。

3 地基換填技術(shù)的質(zhì)量控制和注意事項(xiàng)

在交通工具數(shù)量和道路荷載力均大幅提升的背景下，為緩解公路建設(shè)的壓力，避免運(yùn)行事故的發(fā)生，施工企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)道路施工質(zhì)量和施工安全的重視程度，做好施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制確保施工工作安全進(jìn)行。

在公路路基施工前，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行技術(shù)交底工作，充分明確施工意圖和施工方案；確保施工材料的質(zhì)量檢測，要求施工材料符合施工建設(shè)相關(guān)指標(biāo)，檢測無誤后，才能投入施工建設(shè)中。在公路路基施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照路基施工工序進(jìn)行施工操作，進(jìn)行場地規(guī)劃圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加入施工安全標(biāo)志位置的設(shè)計(jì)，并對(duì)四周做好隔離維護(hù)的措施，確保施工過程中人員和設(shè)備的安全，保障施工有序進(jìn)行；合理安排排水溝和施工便道的距離，保持施工便道暢通；應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)條件，科學(xué)配置機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的監(jiān)管，對(duì)人員、技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行合理的分配組合，從而提高施工效率［2］。

4 結(jié)論

綜上所述，國民經(jīng)濟(jì)的大幅增長，促使運(yùn)輸效率的提高和地區(qū)間聯(lián)系的加強(qiáng)，目前我國高速公路修建需求仍在不斷增大，施工難度也越來越高，這就需要相關(guān)設(shè)計(jì)單位與施工企業(yè)在追求工作效率的同時(shí)也應(yīng)科學(xué)選擇施工技術(shù)，在應(yīng)用地基換填技術(shù)時(shí)，嚴(yán)格按照施工工藝操作，有效提高路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而保障公路施工質(zhì)量和運(yùn)行安全。