市政道路軟基清淤換填施工技術(shù)實(shí)踐與探討

李建禮

福建合廣建設(shè)集團(tuán)有限公司（361100）

隨著我國(guó)市政道路工程項(xiàng)目的增多，很多市政道路建設(shè)過(guò)程中常常會(huì)遇到軟基施工問(wèn)題，為達(dá)到良好的施工處理效果，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的軟基特點(diǎn)，選取最為恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞健Ｔ诋?dāng)下的技術(shù)發(fā)展條件下，軟基處理包含了多種的技術(shù)，但很多工程項(xiàng)目中更多采用清淤換填技術(shù)。在利用這一技術(shù)進(jìn)行軟基處理時(shí)，需嚴(yán)格遵守相應(yīng)的技術(shù)流程和規(guī)范，做好施工全過(guò)程中的質(zhì)量控制，通過(guò)清淤換填來(lái)改善路基性能，給市政道路提供更為穩(wěn)定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

1 工程概況

以某市政道路工程為例，該道路項(xiàng)目在實(shí)施中，為滿足通行需求，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其設(shè)計(jì)時(shí)速為30 km/h。結(jié)合對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)地形等基本情況分析，道路總體上為東西走向，線路全長(zhǎng)337.479 m，在樁號(hào)K0+000～K0+337.47段的道路紅線寬度為24 m，采用水泥混凝土路面，路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載為BZZ-100 KN，最大縱坡為0.497%，橫坡為1.5%。

為了取得良好的施工效果，施工單位在施工前，結(jié)合地質(zhì)勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)踏勘、探點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)：此工程的大部分區(qū)段內(nèi)分布有大量的農(nóng)田，原狀土為高液限黏質(zhì)土，包含有淤泥、軟土、殘積中液限黏質(zhì)土、有機(jī)質(zhì)高液限黏質(zhì)土等土質(zhì)，地基結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明顯的松散不均勻，最大深度為2.7 m。結(jié)合輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，下層土的承載力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)表層土，能滿足設(shè)計(jì)承載力要求。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為了滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到項(xiàng)目投資成本、進(jìn)度控制的目的，經(jīng)各參建單位研究決定，采用清淤換填技術(shù)方案對(duì)軟基段進(jìn)行處理。

2 施工技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策

2.1 清淤施工

在道路軟基施工的過(guò)程中，地下水水位偏高，在很多地段分布有大量的地表水，并伴有泉眼，部分路段的排水處理難度系數(shù)偏高，影響了正常的基坑開(kāi)挖作業(yè)。為提高清淤換填處理效果，結(jié)合對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)等基本情況調(diào)查，需在路基兩側(cè)進(jìn)行隔水堤的開(kāi)挖，其開(kāi)挖深度控制在3.5 m，通過(guò)特定型號(hào)的抽水機(jī)配置，來(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)的排水作業(yè)，以減小地下水對(duì)軟基施工處理的不利影響[1]。當(dāng)工程現(xiàn)場(chǎng)遇到地下水無(wú)法疏干時(shí)，可采用降水設(shè)備降低地下水位后，再進(jìn)行挖除施工。

2.2 換填料性質(zhì)

本市政道路軟基工程現(xiàn)場(chǎng)為雜填土和淤泥質(zhì)土，原土質(zhì)的含水率偏高，塑性指數(shù)大，這種土質(zhì)特性使得在工程建設(shè)施工時(shí)，一旦缺乏科學(xué)有效的軟基加固，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致軟基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足。如果直接回填原土方，將導(dǎo)致市政道路路基存在不均勻沉降風(fēng)險(xiǎn)，致使道路壽命嚴(yán)重縮短。經(jīng)對(duì)比多種材料，為滿足換填施工要求，選用4∶6砂碎混合料作為換填材料，將換填深度保持在1.5～3 m。

3 軟基清淤換填的施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

市政道路軟基清淤換填施工時(shí)，前期的準(zhǔn)備工作尤為關(guān)鍵，只有在充分的施工準(zhǔn)備下，后續(xù)的施工作業(yè)方可高效、有序?qū)嵤?/p>

3.1.1 場(chǎng)地清理

在清理淤泥之前，應(yīng)結(jié)合總體的施工要求，將現(xiàn)場(chǎng)的腐殖土層、草根樹(shù)皮等雜物都清理干凈，使得施工現(xiàn)場(chǎng)可以滿足機(jī)械設(shè)備的通行要求。開(kāi)展水溝開(kāi)挖，在地下水豐富的區(qū)域內(nèi)，布設(shè)橫向分布的臨時(shí)水溝，及時(shí)排出此區(qū)域中的地下水，在水溝開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)適當(dāng)將水溝加寬和加深。淤泥清理作業(yè)面的范圍確定上，要與現(xiàn)場(chǎng)情況相符合，嚴(yán)禁作業(yè)面面積過(guò)大。針對(duì)同一個(gè)斷面施工，應(yīng)分多次清理，并在清淤工作開(kāi)展時(shí)，加強(qiáng)不同機(jī)械設(shè)備之間的配合與協(xié)調(diào)，遵循即挖即運(yùn)的要求，做好總體的施工規(guī)劃，減少在已完成清淤路基上運(yùn)輸車輛的碾壓[2]。

3.1.2 前期的測(cè)量準(zhǔn)備

清淤工作實(shí)施之前，包含了水準(zhǔn)點(diǎn)、閉合導(dǎo)線的復(fù)測(cè)，適當(dāng)增加水準(zhǔn)點(diǎn)、道路中樁和邊樁的放樣、原地面高程和縱斷面高程的復(fù)測(cè)。

3.1.3 觸探試驗(yàn)

觸探試驗(yàn)的進(jìn)行可以幫助工程現(xiàn)場(chǎng)人員了解軟基的深度，將試驗(yàn)結(jié)果用于后續(xù)的施工指導(dǎo)。

3.1.4 結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行相應(yīng)的施工機(jī)械設(shè)備配置

對(duì)于清淤換填中的清理機(jī)械，一般更適宜選擇濕地推土機(jī)。該機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，所產(chǎn)生的接地壓力應(yīng)在0.029 MPa以上。如果市政道路軟基現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法采用推土機(jī)開(kāi)展相應(yīng)的作業(yè)，可進(jìn)行反鏟式挖掘機(jī)配置[3]。壓實(shí)機(jī)械設(shè)備同樣是清淤換填施工中的關(guān)鍵性設(shè)備，在這一類設(shè)備的選用方面，如果針對(duì)的是基底的壓實(shí)處理，更適宜選用機(jī)械能相對(duì)偏小的小型氣夯機(jī)。在開(kāi)展初次碾壓作業(yè)時(shí)，選用靜壓施工方式。后續(xù)的施工作業(yè)中，因?yàn)樯婕傲舜至Ｍ撂盍献鳂I(yè)，應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，將振動(dòng)頻率和振幅分別保持在25～35 Hz、1.6～2.0 mm范圍內(nèi)。

3.2 施工過(guò)程中采取的主要技術(shù)

3.2.1 清淤施工技術(shù)

針對(duì)道路工程的軟基處理，為達(dá)到軟基清淤換填處理的良好效果，此工程現(xiàn)場(chǎng)采用的是全面開(kāi)挖清淤的方式，但此開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)開(kāi)挖深度的有效控制。在清淤工作全面結(jié)束且達(dá)到了對(duì)應(yīng)的施工要求后，由專業(yè)人員對(duì)該軟基路段開(kāi)展承載檢測(cè)，當(dāng)承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求并經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收后，方可進(jìn)入下道工序的施工。

3.2.2 施作碎石盲溝

當(dāng)將軟基現(xiàn)場(chǎng)的全部軟土層清理后，應(yīng)結(jié)合路基施工的具體要求進(jìn)行路基平整處理，隨后重新放樣來(lái)確定盲溝位置，并將盲溝就近導(dǎo)入后續(xù)施工的雨水檢查井內(nèi)。為保障盲溝施工效果，在開(kāi)挖過(guò)程中采用人機(jī)配合方式開(kāi)挖，使盲溝溝渠底部的平整度符合施工要求，發(fā)揮盲溝在排水方面的作用。在盲溝開(kāi)挖處理完并驗(yàn)收后，進(jìn)入下道工序施工。

3.2.3 填料選取

在清淤換填施工的過(guò)程中，最終的施工效果往往會(huì)受到填料質(zhì)量和性能的影響，因此，在施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合軟基處理的總體要求，注重填料的選擇，并根據(jù)施工要求進(jìn)行換填地基承載能力、壓實(shí)度檢測(cè)。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，施工人員要對(duì)換填材料粒徑、級(jí)配進(jìn)行有效控制，根據(jù)試驗(yàn)配合要求嚴(yán)格操作。此市政道路軟基的清淤換填施工過(guò)程中，選用的是4∶6砂碎混合料作為換填料，碎石基本強(qiáng)度應(yīng)在15 MPa以上。

3.2.4 換填攤鋪技術(shù)

在填料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，為達(dá)到填料攤鋪的良好效果，此工程現(xiàn)場(chǎng)采用的是大型推土機(jī)和人工配合的方式和“進(jìn)占式”施工作業(yè)，確保了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的高效、有序?qū)嵤?。?shí)際施工中，對(duì)攤鋪層厚度的控制十分重要，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)的攤鋪層厚度作為控制依據(jù)，將填料直接傾倒在鋪層上，通過(guò)前期配備的推土機(jī)將鋪層中的全部填料不斷向前推移，形成更為穩(wěn)定的料層結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)填料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，可能存在攤鋪不均的情況，比如個(gè)別地方的細(xì)料偏少，如果這一施工問(wèn)題得不到有效的處理，將導(dǎo)致此路段的壓實(shí)度難以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。因此，為避免這一施工問(wèn)題，在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中可采用人工鋪撒的方式在路面鋪設(shè)一層碎石[4]。攤鋪層面應(yīng)始終保持平順性，以使后續(xù)的壓路機(jī)碾壓作業(yè)正常實(shí)施，但針對(duì)換填路段的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，應(yīng)有一定的橫坡和縱坡設(shè)置。在第一層和第二層的換填施工中，在局部一些特殊的位置可采用小粒徑碎石來(lái)做好分層找平處理，最后再利用推土機(jī)來(lái)輔助碾壓推平施工。

3.2.5 壓實(shí)施工技術(shù)

軟基清淤換填施工中，對(duì)于壓實(shí)度有著極為嚴(yán)苛的要求。為達(dá)到這一施工目標(biāo)，需配置重型振動(dòng)式壓路機(jī)，在壓實(shí)施工時(shí)按照從中間向兩邊的順序。為達(dá)到最為理想的壓實(shí)效果，在現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)作業(yè)中，首先要安排專人將現(xiàn)場(chǎng)的不平整之處加以修整處理，經(jīng)人工補(bǔ)平以后，再進(jìn)入二次強(qiáng)振施工環(huán)節(jié)，但前后銜接部位的重疊量需盡量保持在1.0～1.5 m，保障壓實(shí)的全面性，避免出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象。強(qiáng)振碾壓至少5遍，將沉降量控制在2 mm以內(nèi)。

4 道路軟基清淤換填的施工質(zhì)量控制措施

4.1 石塊超粒徑控制措施

在此市政道路軟基的清淤換填施工過(guò)程中，部分碎石直徑超出了正常要求。為了達(dá)到良好的施工效果，提升工程質(zhì)量，在開(kāi)展清淤換填處理的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格做好碎石粒徑、配合比的科學(xué)控制。利用推土機(jī)攤鋪整理后，采用人工補(bǔ)填的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)找平。如果靜壓施工結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)依舊有不平的部位，可再次開(kāi)展補(bǔ)平施工。

4.2 壓實(shí)工藝參數(shù)選取

壓實(shí)工藝參數(shù)的選擇同樣會(huì)影響到市政道路軟基清淤換填處理的最終效果，這些參數(shù)主要為壓實(shí)系數(shù)、松鋪厚度等。在開(kāi)展施工處理的過(guò)程中，除了要對(duì)這些參數(shù)加以科學(xué)控制外，還需要注重沉降差、石料強(qiáng)度、粒徑等的控制，只有當(dāng)這些參數(shù)都達(dá)到了相應(yīng)的施工規(guī)范后，方可逐層壓實(shí)到換填層頂面，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在碾壓遍數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)遍數(shù)以后，在目測(cè)不存在任何的壓路機(jī)輪跡、石塊緊密且表面平整、無(wú)明顯粗細(xì)料分離情況下，振壓最后兩遍并觀測(cè)標(biāo)高值，在該標(biāo)高值在2 mm以內(nèi)的情況下，則說(shuō)明此工程的壓實(shí)度符合要求[5]。如果經(jīng)這一系列的控制，壓實(shí)度依舊難以符合相應(yīng)的規(guī)范，可增加碾壓遍數(shù)，控制沉降差。當(dāng)在碾壓施工過(guò)程中部分部位出現(xiàn)了彈簧現(xiàn)象，要立即安排專人負(fù)責(zé)進(jìn)行相應(yīng)的處理。本工程項(xiàng)目實(shí)施中，選用的壓路機(jī)自重和激振力分別應(yīng)在18 t、330 kN以上，開(kāi)展1遍靜壓、2遍小振、5遍大振。

4.3 壓實(shí)控制措施

結(jié)合此市政道路軟基施工中的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在公路軟基換填處理環(huán)節(jié)，當(dāng)壓路機(jī)的靜壓速度保持在2 km/h、碾壓速度保持在4 km/min以內(nèi)的條件下，所取得的壓實(shí)施工效果最佳，但在這些速度要求下，軟基處理的表面壓實(shí)度尚無(wú)法達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。為最大程度提升整體的施工效果，可進(jìn)行相應(yīng)的施工參數(shù)調(diào)整，將壓路機(jī)靜壓速度、碾壓速度和振動(dòng)頻率分別保持在1.5 km/h、3 km/min、25～30 Hz的條件下，并總體上遵循兩邊向中間的碾壓順序。對(duì)于軟基處理中的橫向接頭部位，重疊部分應(yīng)超過(guò)1/3輪跡，前后鄰區(qū)的縱向重合量保持在1.0～1.5 m。

4.4 填料粒徑及松鋪厚度控制

道路軟基清淤換填處理的過(guò)程中，對(duì)填料質(zhì)量的控制尤為關(guān)鍵。為提升最終的換填施工效果，在填料質(zhì)量的控制方面，應(yīng)從填料基本粒徑、配合比、松鋪厚度的控制出發(fā)，確保填料各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)及試驗(yàn)配合比要求，確保松鋪厚度不超40 cm。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段的市政道路工程項(xiàng)目實(shí)施中，遇到軟基深度不超過(guò)3 m時(shí)，采用清淤換填施工技術(shù)是比較經(jīng)濟(jì)、高效的施工方案，但清淤換填施工中需要注意的技術(shù)要點(diǎn)非常多。為全面提升總體的施工效果，工程人員要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的施工規(guī)范，全面推進(jìn)施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。