地基換填工藝在公路路基設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用探析

姚成龍

摘 要：地基換填工藝在公路路基設(shè)計(jì)施工過(guò)程中具有較為重要的作用，它能夠有效增加公路路基的承載力，故而提升地基換填工藝的應(yīng)用水平很有必要。在此之上，本文簡(jiǎn)要分析了地基換填工藝的內(nèi)涵及作用，并通過(guò)合理設(shè)計(jì)地基換填方案、切實(shí)做好前期準(zhǔn)備工作、注重公路路基加固效果、利用節(jié)能手段鞏固地基等要點(diǎn)，以此改善公路工程中路基設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，確保公路路基質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：地基換填工藝;公路工程;路基設(shè)計(jì)

在公路路基設(shè)計(jì)施工期間，由于軟土層結(jié)構(gòu)施工極易出現(xiàn)沉降風(fēng)險(xiǎn)。所以，為了增強(qiáng)公路的安全性，需采用地基換填工藝對(duì)公路路基結(jié)構(gòu)加以強(qiáng)化，以便所設(shè)計(jì)的公路路基符合當(dāng)前公路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，由于地基換填工藝具有成本低、易操作等優(yōu)勢(shì)，故而需格外重視其應(yīng)用效果，結(jié)合公路路基設(shè)計(jì)施工的要求，使其發(fā)揮出真正的作用，保證公路路基穩(wěn)固性更高。

一、地基換填工藝的內(nèi)涵及作用

（一）內(nèi)涵

地基換填法主要指的是有效清除路基軟土成分，利用穩(wěn)定性良好的材料回填原有空缺部分，并對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)，從而增強(qiáng)路基牢固性。通常情況下，在公路路基設(shè)計(jì)施工中所采用的常為開(kāi)挖換填法，它是將公路路基中不利于路基施工的淤泥軟土等物質(zhì)借助挖掘機(jī)清除干凈，然后再填充天然砂礫等性能優(yōu)質(zhì)材料，以此確保經(jīng)過(guò)壓實(shí)后的路基能夠有效避免沉降現(xiàn)象的發(fā)生。由于公路路基深層與淺層處理兩者間尚未形成清晰界限，故而按照規(guī)定將超過(guò)地面5m的地基范圍劃分到淺層處理范疇內(nèi)。地基換填工藝屬于人工建設(shè)的地基，它是將原本路基基礎(chǔ)中的軟弱土等不良土質(zhì)替換成強(qiáng)度較高的砂石等材料等，保證所設(shè)計(jì)的公路路基具有較高的緊密度。

（二）作用

地基換填法在公路路基施工過(guò)程中具有不可或缺的作用，尤其是地質(zhì)條件較差的公路工程，一般包括：

（1）墊層作用，通過(guò)應(yīng)用地基換填工藝可適當(dāng)提高地基承載力，降低地基遭受破壞的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，還能有效控制沉降量。淺層地基所出現(xiàn)的沉降量占據(jù)路基總沉降量的50%。若利用密實(shí)性良好的材料進(jìn)行填筑可緩解沉降壓力。

（2）加快軟弱土層排水固結(jié)速度。當(dāng)不透水結(jié)構(gòu)與軟弱土層相互接觸時(shí)，會(huì)造成軟弱土層中的水分丟失，故而不利于軟弱土層固結(jié)。此時(shí)若對(duì)路基進(jìn)行施壓可增強(qiáng)軟弱土層的固結(jié)力，確保所設(shè)計(jì)的公路路基穩(wěn)定性更好。

（3）緩解膨脹土帶來(lái)的膨脹負(fù)擔(dān)。在膨脹土地基中利用地基換填工藝時(shí)可選擇砂石等材料作為路基墊層，這樣可適當(dāng)提升路基建設(shè)質(zhì)量。

（4）削弱地基濕陷影響。公路路基具有濕陷性黃土類型的土質(zhì)材料。而利用地基換填工藝可選擇灰土等材料處理濕陷性黃土，故而具有提高路基穩(wěn)定性的作用。基于此，在公路工程的路基設(shè)計(jì)期間需高度重視地基換填工藝的應(yīng)用效果。

二、地基換填工藝在公路路基設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）合理設(shè)計(jì)地基換填方案

在公路路基設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用地基換填工藝需合理設(shè)計(jì)相應(yīng)的施工方案，以便有目的性改善路基質(zhì)量。以一段路基填土層高度為2.0m左右，路基寬度為9m，且存在過(guò)濕土、軟土土質(zhì)的三級(jí)公路工程項(xiàng)目為例。在設(shè)計(jì)地基換填方案時(shí)需針對(duì)部分路段進(jìn)行換填處理[1]。

首先，需明確地基換填目標(biāo)以及所選用的換填材料。比如對(duì)于深度超過(guò)3m的換填路基，需充分考慮經(jīng)濟(jì)性因素，以便地基換填工藝突顯出較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值;其次，需利用分段式進(jìn)行地基換填施工。比如在過(guò)濕土路段中，傳統(tǒng)施工工藝常利用自然天氣對(duì)其進(jìn)行晾曬，并在路段兩側(cè)分別設(shè)置排水溝，以便地基中的水分獲得暢通的流淌途徑。但由于此種方法耗時(shí)較長(zhǎng)，故而應(yīng)采用地基換填工藝在此處換填0.6m的碎石土，確保路基穩(wěn)定性良好。而針對(duì)河塘路段，則應(yīng)在低于路基地面的水位處填筑片石，這樣才能保證在后續(xù)發(fā)生滲水現(xiàn)象時(shí)，路基強(qiáng)度也能足夠穩(wěn)定;最后，在確定好分段施工的具體內(nèi)容后，需科學(xué)計(jì)算路基實(shí)際承載力及換填厚度，保證應(yīng)用地基換填工藝后的路基強(qiáng)度滿足公路路基設(shè)計(jì)要求，進(jìn)而為后期施工創(chuàng)造有利條件。

（二）切實(shí)做好前期準(zhǔn)備工作

在公路路基施工中應(yīng)用地基換填工藝之前需做好準(zhǔn)備工作，以便后續(xù)施工更加便捷，具體包括以下內(nèi)容：

（1）在地基換填材料進(jìn)入到公路路基施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)需對(duì)其含泥量、含水量、緊密性等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保它們能在路基施工中發(fā)揮出真正的墊層作用。

（2）材料質(zhì)量的檢測(cè)也是地基換填工藝水平最重要的影響因素，故而需借助專門的檢測(cè)設(shè)備對(duì)換填材料的重量、材質(zhì)等進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，并合理設(shè)計(jì)材料配比，促使所換填的材料能夠比原有地基成分強(qiáng)度更大、更穩(wěn)定。

（3）在對(duì)公路路基應(yīng)用換填工藝時(shí)，需在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專門的物料儲(chǔ)存場(chǎng)地，并且防止在惡劣天氣里開(kāi)展施工項(xiàng)目。比如對(duì)于陳舊的公路地基，相關(guān)人員需對(duì)其展開(kāi)深入研究，檢測(cè)路基承載力是否能夠滿足實(shí)際車輛行駛要求。若從分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)老路面的確需要應(yīng)用地基換填工藝改善原有公路質(zhì)量，需對(duì)舊路基進(jìn)行破除，并選擇穩(wěn)定性更強(qiáng)、強(qiáng)度更大的材料重現(xiàn)進(jìn)行填筑夯實(shí)[2]。

（三）注重公路路基加固效果

在公路工程的路基建設(shè)期間采用地基換填工藝時(shí)還需注重加固效果，這樣才能保證所設(shè)計(jì)的路基能夠滿足當(dāng)代施工需求。

具體方法如下：其一，在對(duì)路基進(jìn)行加固時(shí)需對(duì)路基進(jìn)行開(kāi)槽處理，并在完成溝槽施工后，借助抽水處理的方式將公路路基下方產(chǎn)生的積水抽取干凈，以免后期影響地基換填工藝的應(yīng)用效果;其二，待公路路基積攢的水分處理妥當(dāng)后可利用分層開(kāi)挖的方式在地基上方鋪設(shè)一層配比為1∶15的水泥，經(jīng)過(guò)壓實(shí)后需保證壓實(shí)度高于96%，從而達(dá)到加固地基的目的;其三，需對(duì)公路路基進(jìn)行反復(fù)碾壓，并保證碾輪處于重疊狀態(tài)，一般需選用6t、10t等不同重量的碾壓機(jī)對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)處理;其四，地基換填工藝應(yīng)當(dāng)按照一定順序?qū)Φ鼗M(jìn)行加固，主要包括先整場(chǎng)、再測(cè)量、后換填挖坑，在固定周期內(nèi)落實(shí)上述流程，由此實(shí)現(xiàn)地基換填工藝的加固地基效果[3]。

（四）利用節(jié)能手段鞏固地基

要想保證地基換填工藝實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，就需在換填材料選擇方面以垃圾焚燒灰為主要輔助材料，這樣既能從成本上控制換填材料的投入額度，又能從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度上提高廢物利用率。所以，在公路路基設(shè)計(jì)施工中應(yīng)用地基換填工藝時(shí)需有效結(jié)合當(dāng)前環(huán)保理念的具體要求融入節(jié)能思想，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路工程的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

在處理垃圾焚燒物時(shí)為了降低對(duì)環(huán)境的污染需采用穩(wěn)定化處理的方式先行將垃圾焚燒灰按照200%的配比與水形成混合漿，并在其內(nèi)部投入質(zhì)量比為5%左右的有機(jī)硫，待攪拌10min后可將混合漿中的重金屬物質(zhì)轉(zhuǎn)化為難以溶解的化合物。

在此之后還需對(duì)經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理的混合漿進(jìn)行固化處理，它主要是指合理控制水量，并在其中適量添加氧化鈣、磷酸氫二鈉等物質(zhì)，這樣可保證所形成的重金屬不易遷移，進(jìn)而增強(qiáng)垃圾焚燒灰的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。為了達(dá)到最佳鞏固效果，還需借助石灰粉，促使垃圾焚燒灰密度更大。根據(jù)公路工程的建設(shè)要求將輔助材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合地基換填工藝規(guī)范逐層作業(yè)。若遇雷雨天氣應(yīng)覆蓋薄膜，以免地基水量超標(biāo)。

三、結(jié)論

綜上所述，地基換填工藝在公路路基設(shè)計(jì)施工中具有廣泛的應(yīng)用空間，既能妥善應(yīng)對(duì)軟土層等不良地質(zhì)條件，又能確保所設(shè)計(jì)的公路路基符合建設(shè)要求。所以，施工人員在公路路基中應(yīng)用地基換填工藝時(shí)需按照事先制定好的施工方案準(zhǔn)備好對(duì)應(yīng)的換填材料，然后再依據(jù)節(jié)能理念對(duì)公路路基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸蹋@樣可保證所設(shè)計(jì)的公路路基能夠具備良好的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王寶平.地基換填技術(shù)在公路路基設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用[J].居舍，2019（31）：108+186.

[2]賴盼真，徐禮輝.關(guān)于公路路基施工中軟土路基處理技術(shù)分析[J].人民交通，2019（11）：76+78.

[3]文嚴(yán)龍.公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)注意事項(xiàng)[J].黑龍江交通科技，2019，42（09）：57-58.

作者簡(jiǎn)介：姚成龍（1986-），男，本科，工程師。