淺層換填施工工藝在湛江環(huán)城高速公路項目中的應(yīng)用

陽雄

摘要：路基換填是高速公路工程施工中的常見內(nèi)容，合理應(yīng)用換填施工工藝是保證換填質(zhì)量的關(guān)鍵前提。本文以湛江環(huán)城高速公路項目為背景，著重圍繞其中的淺層換填施工工藝方案、應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行探討，提出一些工作方法，涉及施工準(zhǔn)備、換填試驗等環(huán)節(jié)，并提出了詳細(xì)的施工注意事項和質(zhì)量控制措施，最終取得了良好的施工效果，以期起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)城高速路基施工淺層換填質(zhì)量控制

1工程概況

湛江環(huán)城高速南三島大橋（坡頭至南三島段）項目，起于湛江吳川市黃坡鎮(zhèn)西坡，順接汕湛高速公路化州至湛江段，于坡頭鎮(zhèn)博立村東側(cè)北南走向跨越南三水道后進(jìn)入南三島，進(jìn)入南三島后路線經(jīng)圍嶺村、下興村西側(cè)，最后到達(dá)終點(diǎn)，并與縣道X666相交。

2路基換填施工工藝概述

高速公路施工中遇軟基時，可采用換填的方法加以處理，其能夠有效解決現(xiàn)場地質(zhì)條件對工程的制約問題，進(jìn)而保證公路的正常走線，以免采取繞道或其他方法。

軟土路基換填施工時，首先確定施工范圍內(nèi)的軟土，將該部分挖除干凈，再向其中填入礫石或其他硬度較高的材料，經(jīng)過新材料的回填后，提高路基的承載性能和穩(wěn)定性，以便在該處高效完成公路其他結(jié)構(gòu)的建設(shè)工作，并保證公路整體有足夠的穩(wěn)定性[1-3]。路基換填作為公路路基施工中的常見工藝形式，其基本不存在過多的施工難點(diǎn)，且材料的取用具有便捷性，通?？蓪?shí)現(xiàn)就地取材，縮短材料的運(yùn)輸距離，一方面給現(xiàn)場施工爭取了充足的時間，另一方面減少了材料運(yùn)輸成本[4-5]。當(dāng)然，雖然路基換填施工便捷、簡單，但仍有諸多細(xì)節(jié)值得工程人員高度重視，如確定軟土的挖除范圍、選擇合適的填料，整個施工過程均不可掉以輕心。只有在周全的考慮下才可有效保證軟基處理效果。

3淺層換填施工工藝的具體應(yīng)用

針對厚度超50cm的淺層軟土，可采取先清淤、后回填石渣的方法加以處理，要求實(shí)測壓實(shí)度至少達(dá)到90%，清淤作業(yè)產(chǎn)生的土方具有利用價值，例如用于棄土場復(fù)耕土層，也可作為中央分隔帶種植用土。淺層換填施工時，按照逐樁外挖、逐樁填筑的思路有效推進(jìn)施工進(jìn)程，盡快組織開挖基坑的回填作業(yè)，為保證回填的密實(shí)性和平整性，宜采取依次回填、碾壓的方法，以免留下質(zhì)量隱患。材料選擇方面，優(yōu)先選用透水性材料，常見有砂礫、碎石等，要求所用材料無明顯的風(fēng)化現(xiàn)象。經(jīng)過逐層回填、碾壓后，安排壓實(shí)度檢測，確保實(shí)測結(jié)果滿足要求。

3.1換填前的準(zhǔn)備工作

（1）提前組織試驗，確定滿足施工要求的材料，向具有資質(zhì)的供應(yīng)商采購，安排材料進(jìn)場，通過進(jìn)場檢驗后予以入場。

（2）合理適配施工機(jī)械，在進(jìn)場前對其做全面的檢查，確認(rèn)機(jī)械設(shè)備無異常后方可入場、投入使用。根據(jù)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行特性，準(zhǔn)備適量的易損件配件，以便在出現(xiàn)問題后可及時維修，以免因零部件供應(yīng)不到位而影響工期。

（3）于主線右側(cè)修建施工便道，有效寬度不小于4.0m。對于建筑棄料、礦渣，均可將其應(yīng)用于便道修筑施工中，填筑并壓實(shí)，保證便道的平穩(wěn)性;為便道設(shè)橫坡，于路側(cè)設(shè)排水溝，以免因積水的存在而出現(xiàn)路面翻漿問題。

3.2換填試驗

為給路基換填施工提供有效的指導(dǎo)，先選取具有代表性的路段，于該處組織試驗，從中驗證施工工藝的可行性，確定合適的參數(shù)。路段處理厚度共50cm，考慮到現(xiàn)場含水量偏大的特點(diǎn)，優(yōu)先采取一層填筑到位的方法，若經(jīng)過此環(huán)節(jié)的施工后無法滿足要求，則以分層換填的方法施工。結(jié)構(gòu)層中存在大量的大顆粒骨料時，將對正常壓實(shí)作業(yè)造成影響，為此積極協(xié)調(diào)分層最小厚度與骨料最大粒徑的關(guān)系，要求前者不小于后者的2倍。

具體至本試驗段中，分層厚度按25cm考慮。具備一層碾壓成型的條件時，試驗階段的松鋪系數(shù)取1.2，密切關(guān)注實(shí)際情況，對該參數(shù)做合理的調(diào)整;對于分層換填的部分，松鋪厚度取30cm，在此條件下組織試驗。無論何種碾壓方式均按照先輕后重、先慢后快的基本思路操作。依次安排1遍靜壓、1遍微振動壓實(shí)處理，再組織強(qiáng)振壓實(shí)作業(yè)，此環(huán)節(jié)壓路機(jī)的運(yùn)行速度穩(wěn)定在2.0～2.5km/h，并盡可能保持勻速運(yùn)行狀態(tài)。待壓路機(jī)振壓至第二遍時及時檢測壓實(shí)度，后續(xù)每隔1遍檢測1次，采集實(shí)測數(shù)據(jù)，直至壓實(shí)度達(dá)到93%為止。對于試驗路段施工中的各項參數(shù)，均要得到完整的記錄，作為質(zhì)量分析的依據(jù)。經(jīng)過試驗后確定最為合適的換填施工方法，保證總換填厚度、分層厚度、壓路機(jī)運(yùn)行速度等各項參數(shù)均具有合理性，以便進(jìn)行大規(guī)模的換填。

3.3路基換填施工技術(shù)

按流程富有秩序性地推進(jìn)路基換填施工進(jìn)程，關(guān)鍵環(huán)節(jié)及要點(diǎn)，具體如下。

3.3.1 測量放樣及圖紙繪制

以確定的挖除深度和范圍為準(zhǔn)，在指定位置測量放樣，以撒石灰線的方法形成醒目的標(biāo)記;根據(jù)實(shí)際情況繪制開挖斷面圖，先對其做詳細(xì)的檢查，再交由監(jiān)理工程師復(fù)核。

3.3.2 路槽的開挖

根據(jù)施工要求修筑便道;配套挖掘機(jī)和自卸車，兩者聯(lián)合作業(yè)，做到連續(xù)開挖。隨著開挖進(jìn)程的推進(jìn)，待其實(shí)際位置達(dá)到設(shè)計要求的斷面后，若仍存在不滿足工程要求的材料，及時將實(shí)際情況與監(jiān)理工程師溝通，確定合適的寬度和深度，繼續(xù)挖除，然后安排換填。開挖采取挖掘機(jī)為主、人工輔助作業(yè)的方法，即絕大部分均由機(jī)械設(shè)備開挖，剩余15cm安排人工清槽，此舉可避免超挖。

3.3.3 含水量的控制

路槽開挖后全面清理其中的雜物，然后檢測基底土的含水量，若該值在最佳含水量的±2%以內(nèi)，則滿足要求。針對實(shí)測結(jié)果超出許可范圍的情況，采取相應(yīng)的處理措施，例如含水量偏低則以灑水的方法提高該值，含水量偏高則將土攤開、晾干。待基底土的含水量得到有效的控制后，繪制橫斷面圖。為了保證圖紙的準(zhǔn)確性，交由監(jiān)理工程師復(fù)核、簽字確認(rèn)，在此前提下方可正式安排換填作業(yè)。

3.3.4 換填砂礫

按要求完成基底處理工作后，對基底做詳細(xì)的檢查，若無異常則測放中樁、邊樁，放出護(hù)樁，給換填施工提供參照基準(zhǔn)。以測放的線路中線和邊線為準(zhǔn)，按50m的間距依次布置中心樁（遇曲線段時，加密至5～10m）。經(jīng)計算后，確定各段路基填筑施工所需的材料用量，在專員的指揮下安排車輛進(jìn)場，開始換填。換填寬度略大于路基邊角50cm，以免局部換填不密實(shí)。

3.3.5 攤鋪平整

換填料卸載至指定位置后用推土機(jī)將其攤平，待實(shí)測結(jié)果滿足松鋪厚度要求后，進(jìn)一步用平地機(jī)精平;考慮到排水要求，設(shè)2%～4%的橫坡。壓路機(jī)輪與地面呈均勻接觸的狀態(tài)，在此前提下方可組織碾壓作業(yè)，否則易導(dǎo)致局部的壓實(shí)度不足[6]。

3.3.6 碾壓

設(shè)備以自行式振動壓路機(jī)為宜，行駛速度控制在3～4km/h，先穩(wěn)壓后振壓，速度先慢后快，逐步提高速度后，將其穩(wěn)定在合理的區(qū)間內(nèi)。從兩側(cè)開始碾壓，有序向中間部位推進(jìn)，相鄰區(qū)段縱向重疊2.0m，橫向接頭重疊量控制在0.4～0.5m，對整個換填路基做全方位的碾壓，避免漏壓。期間及時安排質(zhì)量檢測，判斷壓實(shí)度和平整度，用實(shí)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)工作的開展。

3.3.7 質(zhì)量檢測

碾壓是提高路基壓實(shí)度、平整度的關(guān)鍵途徑，因此在施工期間以及施工后加強(qiáng)質(zhì)量檢測具有必要性，用數(shù)據(jù)及時反映實(shí)際情況，若有異常則妥善處理，直至滿足要求為止。具體而言，對于最后兩遍的碾壓，在該階段應(yīng)安排沉降差觀測，若實(shí)測結(jié)果顯示其在2mm以內(nèi)，則滿足要求。碾壓遍數(shù)達(dá)到要求后，以目測的方法初步判斷施工情況，要求換填路基的表面無壓路機(jī)的痕跡，保持平整、均勻的狀態(tài)，不可出現(xiàn)局部凹凸、粗細(xì)集料離析等問題?，F(xiàn)場測量人員及時跟蹤測量，根據(jù)預(yù)先確定的遍數(shù)完成碾壓后，若實(shí)測結(jié)果不滿足要求，適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)，直至施工質(zhì)量完全達(dá)標(biāo)為止。簡言之，路基換填的質(zhì)量檢測應(yīng)具有全面性、持續(xù)性。

4換填施工注意事項

換填施工全流程中涉及諸多要點(diǎn)，因此需要準(zhǔn)確把控各項施工注意事項，以免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

換填砂礫前，先開挖合適尺寸的路槽，并將該處殘留的浮土、雜物清理干凈。路基攤鋪前，先用推土機(jī)粗平，再進(jìn)一步采取平地機(jī)和人工作業(yè)的綜合型方案進(jìn)行精平，確保施工后的作業(yè)面具有平整性。設(shè)計時，項目單位應(yīng)挑選強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性好、透水性較強(qiáng)的砂料、素土、灰土、工業(yè)廢渣等材料進(jìn)行施工，不能將淤泥、鹽漬土、膨脹土、沼澤土、有機(jī)土、生活垃圾、樹根以及具備腐蝕性的物質(zhì)作為施工材料，若施工時只能選用這些性能不佳的材料，應(yīng)額外添加適量的外加劑固化以起到優(yōu)化土體的效果。項目選擇的所有施工材料必須保證符合《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3610-2019）的規(guī)范。為避免填料分布不均、局部集料離析等問題，積極從材料著手，挑選優(yōu)質(zhì)的材料用于填筑。若由于施工方面的原因而導(dǎo)致粗細(xì)集料離析，及時委派專員深入現(xiàn)場做全面的檢查，發(fā)現(xiàn)其中的問題，妥善處理。

項目單位可通過觀察壓實(shí)度來判定路基質(zhì)量的好壞，而項目壓實(shí)度又與土壤干密度情況有密切聯(lián)系，干密度性能越好，也將促使路基的壓實(shí)效果得到增強(qiáng)。取得高干密度的必要手段是壓實(shí)路基，因此項目施工過程中，施工人員必須選擇最科學(xué)的壓實(shí)方法及最適宜的壓實(shí)機(jī)械來進(jìn)行施工，從而有效提升整體路基的壓實(shí)度。碾壓過程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格參照先輕后重、先邊后中、先慢后快的順序有序開展施工。其中，直線段應(yīng)從路肩開始朝著中心的方向施工，曲線超高段則應(yīng)從內(nèi)側(cè)路肩開始朝著外側(cè)路肩的方向施工，嚴(yán)禁施工人員胡亂碾壓，尤其禁止從中間開始朝兩邊方向施工，這樣做的目的是防止中間土在壓力作用下向兩側(cè)偏移，從而出現(xiàn)中央低、兩側(cè)高的“盆地”現(xiàn)象。

同時，由于項目單位選擇的碾壓機(jī)械有所不同，同樣會影響最終路基的壓實(shí)效果，目前的公路項目對壓路機(jī)械的性能提出了更高的要求，只有確保壓路機(jī)械的振動重量超出24t，才能確保最終的壓實(shí)效果滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，若情況特殊甚至要求壓路機(jī)的振動重量達(dá)到40t。因此，隨著施工進(jìn)程的推進(jìn)，不同環(huán)節(jié)都應(yīng)選擇不同的施工設(shè)備，例如，項目初期階段，施工人員可借助光輪壓路機(jī)先初步碾壓定型地基，隨后啟動震動重型壓路機(jī)再次夯壓。通常，每個路段都應(yīng)反復(fù)碾壓6～7遍，直至其密實(shí)度達(dá)到設(shè)計規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，然而考慮到施工進(jìn)展過程中并不能隨時測量其壓實(shí)度，因此，施工人員往往是通過觀察壓路機(jī)路過是否留下輪跡，確保沒有輪跡才算完成。整個碾壓過程中表面必須一直保持濕潤，最好確保其一直處于最佳含水量之中，嚴(yán)禁直接干壓，若碾壓過程中出現(xiàn)松散、起皮、彈簧等問題，應(yīng)將該部位刨開后再次進(jìn)行碾壓。

項目整個路基的壓實(shí)度往往會隨著深度的遞進(jìn)而逐漸減少，通?？拷鎸拥?cm區(qū)域內(nèi)，壓實(shí)效果最佳，由此可見，若是路基厚度較大，必要時應(yīng)采取分層碾壓的方法開展施工，也就是在下一層密實(shí)度到達(dá)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，再開始對上一層進(jìn)行夯壓。經(jīng)分析，項目單位應(yīng)將每層厚度控制在0.3m左右，這樣能夠使得最終路基的壓實(shí)效果達(dá)到最佳。在不同的項目中，每層具體的厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況決定，通常最厚不得超出0.5m、最薄則不得小于0.1m，若厚度超出標(biāo)準(zhǔn)都將有可能影響最終的壓實(shí)效果。對于壓路機(jī)無法觸及的部位，可采用機(jī)夯做有效的壓實(shí)處理，保證各部位的實(shí)測壓實(shí)度均滿足要求。壓實(shí)過程中，駕駛?cè)藛T嚴(yán)格聽從指揮，控制壓路機(jī)的運(yùn)行姿態(tài)，禁止在正在碾壓的路段調(diào)頭或急剎車。

5換填質(zhì)量控制措施

為全面保證路基換填效果，在各環(huán)節(jié)的施工中，均采取有效的質(zhì)量控制措施，做到及時發(fā)現(xiàn)問題以及快速處理問題，從源頭上保證路基換填的質(zhì)量;施工后，安排質(zhì)量驗收，對整個換填路基做系統(tǒng)性的判斷。結(jié)合實(shí)際工程環(huán)境，提出在路基換填施工中的關(guān)鍵質(zhì)量控制要點(diǎn)，具體有如下幾點(diǎn)。

（1）以換填施工要求為準(zhǔn)，選擇優(yōu)質(zhì)的換填材料。一方面，要求換填料在透水性、粒徑等方面均滿足要求，以此來提供材料層面的質(zhì)量保障;另一方面，在換填材料滿足要求的前提下，盡可能做到就地取材、就近取材，從而縮短運(yùn)輸距離，及時給施工現(xiàn)場提供優(yōu)質(zhì)的材料，同時此舉對于減少材料運(yùn)輸成本也有積極作用。

（2）換填材料進(jìn)場時，對其做詳細(xì)的檢查，要求各批次材料均有合格簽證記錄，禁止任何不達(dá)標(biāo)的材料入場。

（3）施工期間，加強(qiáng)對換填砂石原材料的保護(hù)，以免其受到污染。各施工層面不可形成積水，為此可修筑合適坡度的排水橫坡;對邊坡做精細(xì)化的修整，保證具有足夠的平順性。

（4）換填時，加強(qiáng)對各項參數(shù)的控制，具體體現(xiàn)在換填厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓設(shè)備運(yùn)行速度等方面，施工階段便要注重檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題并妥善處理，以免后續(xù)造成大范圍的不良影響。

（5）施工單位加強(qiáng)人才培訓(xùn)，強(qiáng)化員工的工作意識，提高其作業(yè)水平，在人才軟實(shí)力的支持下，加之優(yōu)質(zhì)材料、機(jī)械設(shè)備的配合，高效完成淺層換填施工作業(yè)。

6結(jié)語

綜上所述，路基換填施工技術(shù)在公路建設(shè)中具有舉足輕重的地位，經(jīng)過換填后，原有的軟弱路基可轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定、密實(shí)的狀態(tài)，有利于公路后續(xù)建設(shè)工作的開展。施工單位可根據(jù)工程實(shí)際條件合理選用換填施工技術(shù)，注重材料選擇、機(jī)械設(shè)備配套、參數(shù)控制等關(guān)鍵作業(yè)內(nèi)容，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，保證換填效果。

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