路基換填技術(shù)在道路施工中的應(yīng)用分析

【摘要】換填技術(shù)是目前道路施工中用于改善軟弱路基的主要方式，在提升路面性能、延長(zhǎng)道路使用壽命方面發(fā)揮著巨大作用。本文首先對(duì)路基換填技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，分析了道路施工中路基換填技術(shù)方法，最后圍繞寧鄉(xiāng)市高新區(qū)金林西路（美洲路-金洲南路）道路工程詳細(xì)探討了路基換填技術(shù)的應(yīng)用情況，以期可供參考。

【關(guān)鍵詞】路基換填;道路施工;技術(shù)方法;工程案例;應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.094

1、引言

基于軟土地基開(kāi)展道路建設(shè)工作時(shí)，若未采取加固措施或方法不合理，在施工以及后續(xù)運(yùn)營(yíng)階段易出現(xiàn)路基滑移、開(kāi)裂的問(wèn)題，進(jìn)而影響路面的平整性，在破壞工程結(jié)構(gòu)后將直接影響運(yùn)營(yíng)效果，車(chē)輛行駛過(guò)程中的平穩(wěn)性不足，甚至誘發(fā)安全事故，造成嚴(yán)重的不良影響。為避免此類(lèi)問(wèn)題，需踐行“事前控制”的工程理念，尤為關(guān)鍵的途徑便是在路基施工階段做好處理工作。本文圍繞路基換填技術(shù)的硬為展開(kāi)詳細(xì)分析。

2、路基換填技術(shù)概述

軟土主要是以軟弱黏性土或淤泥為主的地層，局部夾雜腐泥或泥炭層，其含水量較大、承載能力不足，遇外力作用時(shí)易發(fā)生沉降現(xiàn)象，難以給工程結(jié)構(gòu)提供可靠的基礎(chǔ)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，道路工程的建設(shè)規(guī)模隨之?dāng)U大，同時(shí)面臨很多軟土地基處理問(wèn)題，需要以合理的方法有效處理。

換填技術(shù)主要是將基礎(chǔ)不太深的、在一定范圍內(nèi)的軟土進(jìn)行挖除處理，之后在其中替換硬材質(zhì)、強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定、抗腐蝕的砂礫石、素土、灰土、煤渣、礦渣等填充材料，同時(shí)在施工過(guò)程中作業(yè)人員會(huì)采取手工或者機(jī)械的方式來(lái)進(jìn)行分層、夯實(shí)、振搗操作，從而使得路基的強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。路基換填技術(shù)是道路工程建設(shè)的重要技術(shù)形式，隨著道路使用中出現(xiàn)的各種問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與地基的質(zhì)量有很大關(guān)系，在實(shí)踐中逐漸加強(qiáng)了對(duì)道路路基換填技術(shù)應(yīng)用的重視。

3、道路施工中路基換填技術(shù)方法

結(jié)合道路地形地貌、軟弱土類(lèi)型及其存在形式等因素，可將換填處理方法具體劃分如下：

3.1清除填筑

清除填筑適用于軟弱土層厚度較薄，一般在0.5m～3.0m之間，下臥層為強(qiáng)風(fēng)化巖（土）或砂性粘土、砂性粉土等情況，故對(duì)于大量分布的魚(yú)塘、排水溝渠、農(nóng)田等自然或人工形成的軟弱土層，均有較好的處理效果。軟弱土清除后，既可以按照路堤填筑要求直接進(jìn)行填筑，也可使用強(qiáng)風(fēng)化土（巖）或素填土換填。

3.2整體換填

整體換填適用于地下常水位埋深大、有側(cè)向約束等條件的軟弱土層，主要施工工藝與方法與常規(guī)換填基本一致，挖除非適用性材料后換填性質(zhì)較好的填料，分層碾壓填筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高。整體換填在換填材料方面，滿足路堤填筑質(zhì)量要求的石渣、碎石（土）、強(qiáng)風(fēng)化土（巖）、素填土等均可。

3.3部分換填

部分換填可適合軟弱土層厚度小于6m、土性為軟塑狀、路堤填筑高度在8.0～16.0m、周?chē)写嬖诩s束等條件的軟弱土層處理。本方法以穩(wěn)定性控制為主要理念，將遺留軟弱土層厚度控制在3.0m內(nèi)，開(kāi)挖深度2.0～3.0m，遺留軟弱土層頂面采用晾曬、鋪設(shè)砂墊層或碎石墊層等方法提高其承載力，滿足上層填料填筑荷載要求。當(dāng)?shù)叵鲁Ｋ坏穆裆钶^淺時(shí)，可選擇中粗砂、碎石、石渣等透水性材料進(jìn)行換填;無(wú)地下水位影響時(shí)，滿足路堤填筑質(zhì)量要求的石渣、碎石（土）、強(qiáng)風(fēng)化土（巖）以及素填土等均可。

3.4換填+擠淤

換填+擠淤處理措施，類(lèi)似于部分換填，增加拋石擠淤的工序、取消遺留軟弱土層頂面處理工序，可適用于軟弱土層厚度小于6m、土性為流塑狀和軟塑狀、路堤填筑高度小于8.0m、大于16.0m以及周?chē)嬖诩s束等條件的軟弱土層處理。本方法通過(guò)將軟弱土表層清除后，再開(kāi)挖2.0～3.0m，而后采取拋1.0～2.0m石料擠出淤泥，允許存在軟弱下臥層，在滿足路堤沉降與穩(wěn)定性要求的前提下，可以有效降低工程造價(jià)。

4、實(shí)例探析路基換填技術(shù)在道路施工中的應(yīng)用

4.1工程概況

本項(xiàng)目為寧鄉(xiāng)市高新區(qū)金林西路（美洲路-金洲南路）道路工程，金林西路路線全長(zhǎng)約812.072m（起止樁號(hào)：K1+174.88～K1+986.96），規(guī)劃路幅寬24m（含綠化），主要技術(shù)指標(biāo)有：道路等級(jí)為城市次干路，機(jī)動(dòng)車(chē)道設(shè)計(jì)時(shí)速為40km/h，設(shè)計(jì)年限為瀝青混凝土路面15年，路面標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為城-A級(jí)（公路I級(jí)）。路面車(chē)行道面積約12181平方米;含頂管1道，為W9-W15段污水管道，埋深均在7m以上。

4.2路基換填技術(shù)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘資料和地質(zhì)勘察報(bào)告，本工程寧鄉(xiāng)職業(yè)中專(zhuān)段南側(cè)存在大量棄土，經(jīng)檢驗(yàn)該棄土為膨脹土遇水易軟化不能用于本項(xiàng)目，應(yīng)全部清除，同時(shí)，該棄土堆下部為淤泥質(zhì)土應(yīng)在清除上部棄土后對(duì)下部淤泥質(zhì)土采用挖除換填并換填80cm厚片石，20cm厚碎石調(diào)平層再進(jìn)行素土回填。本工程其他路段范圍內(nèi)的軟土層較淺，結(jié)合本工程現(xiàn)場(chǎng)情況，采用挖除換填處理。

4.3路基換填施工技術(shù)要點(diǎn)

4.3.1路基換填流程

路基填方施工順序?yàn)椋簻y(cè)量放樣→清表（或清淤換填）→填前壓實(shí)→路基分層填筑→雨、污水管道施工→檢測(cè)驗(yàn)收→路基填筑至設(shè)計(jì)頂→邊坡防護(hù)。路基填方施工工藝流程如下圖1所示。

4.3.2路基換填要點(diǎn)

（1）路基填筑前清除路基底表面的耕植土及雜填土層并壓實(shí)，路基基底范圍內(nèi)有地表水或地下水對(duì)路基穩(wěn)定產(chǎn)生影響，則必須采取截水、排水等措施，或換填砂礫，碎石。

（2）用于路基填筑的土必須試驗(yàn)合格且獲得監(jiān)理工程師的認(rèn)可，土中無(wú)腐殖土、樹(shù)根、草泥或是其它的有害物質(zhì)，材料的最小強(qiáng)度、最大粒徑應(yīng)符合以下要求，具體如下表1所示。

（3）路堤基底及路堤每層施工時(shí)按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的松鋪厚度施工，并且施工時(shí)在路基兩側(cè)掛線施工。路基填方邊坡上部0～8m為1：1.5，下部大于8m部分為1：1.75。

（4）場(chǎng)地清理后壓實(shí)度合格的地面，在自然地面橫坡或縱坡為0～1：10時(shí)，填土前須填前碾壓;在自然地面橫坡或縱坡為1：10～1：5時(shí)，填土前須挖松再碾壓;在自然地面橫坡或縱坡大于0～1：5時(shí)，填筑路基均須開(kāi)挖臺(tái)階，寬度為2米，臺(tái)階頂面做成2%～4%的內(nèi)側(cè)傾斜坡，并用小型夯實(shí)機(jī)具加以夯實(shí);砂類(lèi)土上不挖成臺(tái)階，但是需翻松原地面以下20～30cm表土。

（5）平整用推土機(jī)初平，平地機(jī)細(xì)平并刮成2%～4%的橫坡，壓實(shí)用振動(dòng)壓路機(jī)輾壓，含水量偏差在±2%內(nèi)，含水量不符合要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行風(fēng)干或?yàn)⑺Ｃ繉油翙z測(cè)驗(yàn)收合格，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后才能進(jìn)行下一層施工。

（6）填土施工要求進(jìn)行分層30cm回填、分層壓實(shí)。壓實(shí)期間土壤的含水量應(yīng)當(dāng)均勻，并壓實(shí)到要求的壓實(shí)度。在壓實(shí)前，填土層先整平，并應(yīng)作2%～4%的橫坡。碾壓時(shí)前后兩次輪壓必須重疊15～20cm，并應(yīng)特別注意均勻在攤鋪下一層之前，每一層的壓實(shí)都需監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

（7）土方路堤填筑頂面一層壓實(shí)厚度至少10cm。填土高度小于30cm的填方路堤應(yīng)將原地面翻松深20cm，再分層（20cm回填）壓實(shí)，壓實(shí)度不得小于94%。路基壓實(shí)并修整成型后，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，進(jìn)入下步工序施工。

（8）路基填筑時(shí)，同步進(jìn)行試驗(yàn)控制，壓實(shí)度檢測(cè)為每層填土2000m2取樣4處，不足200m2時(shí)至少取樣2處，并接受監(jiān)理工程師的隨意取樣檢查。土的壓實(shí)檢驗(yàn)用灌砂法、核子儀或規(guī)范允許的其它有效方法檢測(cè)，核子儀使用前用標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行標(biāo)定。

（9）本工程填土按設(shè)計(jì)要求邊坡采用1：1.5放坡，在填土過(guò)程中必須保證邊坡的坡腳線符合設(shè)計(jì)要求，控制好邊坡，提高施工質(zhì)量，避免日后增大修坡工作量，而要控制邊坡的質(zhì)量必須在測(cè)量放樣的時(shí)候?qū)⑵履_線放樣，用花桿標(biāo)示坡線;在填土過(guò)程中必須有專(zhuān)人指揮，每層填筑時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)偏差，立刻采用人工消除偏差。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，道路施工中采用路基換填技術(shù)，可有效處理軟弱土層，降低道路沉降值、提高平整度，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)承載，有效保障了道路行駛性能。在工程實(shí)踐中，需根據(jù)項(xiàng)目情況合理選擇路基換填技術(shù)，合理選擇填料土，并制定合理的施工方案，有效落實(shí)各道工序，切實(shí)提升道路路基施工質(zhì)量，為道路安全可靠運(yùn)行夯實(shí)基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：

楊子川（1989-），男，湖南鳳凰人，工程師，本科，工作方向：市政道路工程。