道路工程建設(shè)的路基換填施工分析

馬燕明

（濟(jì)南金曰公路工程有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

在道路工程施工時，受施工地點、土壤因素影響，不良土質(zhì)地基施工問題是不可避免的，主要表現(xiàn)在施工地軟土、濕陷性黃土、膨脹土、凍土等不良土質(zhì)。如果處理不夠完善，不僅會影響整個道路工程施工的進(jìn)度，還會給后續(xù)施工留下安全隱患，如：施工后沉降、不均勻沉陷、路面縱橫斷裂、平整度與穩(wěn)定性下降等問題，嚴(yán)重影響道路正常使用的同時，縮短道路工程使用年限，造成大量的人力、物力、財力浪費(fèi)。而換填施工技術(shù)作為路基處理中常用方法，不僅可以解決不良土質(zhì)問題，還可以增強(qiáng)道路工程路基承載性能。因此，基于道路工程建設(shè)現(xiàn)狀，對路基換填施工展開深入分析顯得尤為關(guān)鍵。

1 路基換填施工分析

1.1 換填施工概念和原理

路基換填施工，主要是針對路基建設(shè)時期范圍內(nèi)的不良土質(zhì)處理。在換填施工時，把不良土質(zhì)進(jìn)行清除，利用穩(wěn)定性好的土石回填壓實或夯實，結(jié)合采用分層填筑、分層壓實、分層檢測壓實度的方法施工，以此有效改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩(wěn)定能力，是現(xiàn)階段路基處理中最常用方法之一。

1.2 換填施工適用范圍和條件

換填土施工技術(shù)主要適用于路基施工地點不良土質(zhì)的實際承載力與變形無法滿足道路工程的承載要求，并且不良土質(zhì)的厚度不大，這時可以采用路基換填施工的方式進(jìn)行解決。不良土質(zhì)換填適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層處理內(nèi)容，還可以對一些地域特殊土處理，如對膨脹土地域也具有很好的處理效果，可以達(dá)到消除凍脹力與防止凍脹損傷的效果。但實際應(yīng)用時，應(yīng)該注意換填處理的深度，深度一般要保持在≥0.5m，且≤3m，這也是確保路基換填土施工取得良好效果的關(guān)鍵。

1.3 換填土施工優(yōu)勢作用

路基換填土施工的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.3.1 增強(qiáng)地基承載力

針對地基承載力與基礎(chǔ)土層抗剪強(qiáng)度之間關(guān)系，通過利用抗剪強(qiáng)度較高的填筑材料對原有不良土質(zhì)進(jìn)行替換，不僅可以提高地基承載力，還可以有效避免地基破壞問題的出現(xiàn)。

1.3.2 降低沉降量

通過密實砂填筑材料對地基上層軟土層進(jìn)行代替，不僅可以降低這部分沉降量，并且砂墊層對應(yīng)力有擴(kuò)散作用，還可以促進(jìn)下層土壓力減小，以此達(dá)到減小下臥層土沉降量的目的。

1.3.3 加速軟土層排水固結(jié)

在換填施工中，墊層材料透水性比較大，軟土層受壓時，墊層可作為排水面，推動基礎(chǔ)孔隙水壓力迅速消散，以此推動墊層下軟土層的排水固結(jié)，對于強(qiáng)化地基強(qiáng)度，避免地基土被破壞具有良好效果。

1.3.4 特殊土質(zhì)處理與不良作用消除

主要是指通過路基換填施工，對膨脹土凍脹力與凍脹損傷進(jìn)行解決與消除，并且可以消除濕陷性黃土濕陷作用，對于路基處暗浜和暗溝的有效處理與消除也有良好效果，是推動路基施工進(jìn)度與效果的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1.4 常見換填施工方式和特點

1.4.1 素土換填

素土換填主要適用于軟土、濕陷性黃土和雜填土地基，通過對路基地面以下部分或全部軟土層清除，并選擇性能較好地素土，通過分層回填與夯實完成施工。但選擇素土換填時，應(yīng)該注意其穩(wěn)定時間長、承載力低的缺陷，實際應(yīng)用時，主要應(yīng)用于道路工程整體荷載不大以及對沉降要求不高的淺層地基。

1.4.2 石灰土換填

石灰土換填與素土換填施工相同，主要應(yīng)用于淺層地基處理，其區(qū)別在于換填料和使用范圍的不同，其換填料一般為二八灰土或三七灰土兩種，針對含水量較大的不良土質(zhì)處理，通過生石灰對過濕基土含水量進(jìn)行處理，以此推動路基實際壓實度和承載能力的提升。

1.4.3 石料換填

石料換填施工與上述兩個換填工藝相比，其適用范圍比較廣，主要針對路基土質(zhì)實際承載能力不足的問題，在回填料中添加石料。石料自身要具有良好的強(qiáng)度，如砂卵石、碎石等，對于應(yīng)對路基實際承載力不足以及變形問題具有很好的效果，并且具有施工簡便、經(jīng)濟(jì)實用、承載力高的優(yōu)勢，是當(dāng)前比較常用的換填土施工方式之一。

2 道路工程建設(shè)的路基換填施工分析

2.1 合理選擇換填施工方式

在道路建設(shè)時，受路基施工地點不同土質(zhì)因素影響，所使用的換填施工工藝與填料也有所不同，這不僅決定換填施工實際質(zhì)量與效果，也是后續(xù)道路工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵影響因素。所以，在實際道路工程建設(shè)中，對路基換填施工進(jìn)行分析時，首要解決的問題就是換填施工方式與填料的合理設(shè)計規(guī)劃，在強(qiáng)化道路工程建設(shè)中路基換填施工針對性與適用性的基礎(chǔ)上，有效推動路基換填施工效果和質(zhì)量，為后續(xù)道路工程建設(shè)施工打下堅實基礎(chǔ)。

比如，在對道路工程建設(shè)中路基換填施工進(jìn)行分析時，可以從施工地點全面勘探入手。針對實際土質(zhì)情況，對其進(jìn)行有效的全面勘探，確定其性質(zhì)與特點，以此作為基礎(chǔ)，進(jìn)行換填施工方式與填料的科學(xué)合理選擇，增強(qiáng)道路工程建設(shè)中路基換填施工效果，為后續(xù)道路工程建設(shè)質(zhì)量提供基礎(chǔ)與前提。如：施工地點路基土質(zhì)含水量較大時，可以利用石灰土換填方式，以二八灰土或三七灰土為回填料，針對天然含水量較大，低液限黏性土的地基土質(zhì)，在原土翻曬處理后，采用磨細(xì)生石灰處理，以此降低過濕路基土含水量，有效提升路基實際壓實度。同時，通過灰土攪拌回填，還可以改變土層塑性，對于提高土路基強(qiáng)度、剛度特性和水穩(wěn)定性也具有很好的效果。但實際使用石灰土換填施工時，一定要對石灰材料進(jìn)行檢測試驗，其中氧化鈣和氧化鎂含量要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合合理灰土比例設(shè)定與混合料含水量控制，以此確保換填施工質(zhì)量。并且盡量避免在雨天施工，加強(qiáng)對碾壓質(zhì)量的控制，確保石灰土換填施工質(zhì)量。

而對道路工程路基部分沉降量與承載要求較高地段進(jìn)行換填施工時，可以利用石料換填的方式，以砂卵石、碎石作為填料?；谄涫┕ず啽恪⒔?jīng)濟(jì)實用、承載力高等優(yōu)勢開展換填施工應(yīng)用。實際使用時，主要分為碼砌邊部、分層鋪設(shè)與壓實處理等流程，在合理控制塊石之間間隙基礎(chǔ)上，使用碎石或砂礫進(jìn)行填充密實。但施工時應(yīng)先將砂、卵石拌和均勻后，再進(jìn)行鋪夯壓實，鋪夯壓實時可使用碾壓法或振搗法壓實的方式，當(dāng)下層密度合格后再進(jìn)行上層施工，以此有效確保地基穩(wěn)定及石料換填施工的質(zhì)量與效果。

素土換填的實際應(yīng)用，主要針對淺層軟土地基處理，要注意其道路工程整體荷載不大與相對沉降要求不高兩方面的應(yīng)用限制，結(jié)合素土填料合理選擇，以此確保換填施工的實際效果。在換填時，主要利用分層換填方式，每層松鋪厚度要根據(jù)試驗段數(shù)據(jù)確定，但每層松鋪厚度應(yīng)≤30cm，橋涵、擋墻臺后每層虛方厚度應(yīng)≤20cm，從而確保路基邊坡修整后路堤邊緣具有良好壓實度。實際應(yīng)用素土換填時，應(yīng)從最低處整片分層回填夯實，盡量避免任意分段接縫，其中小面積換填可利用人工回填完成，而大面積則利用機(jī)械進(jìn)行回填，當(dāng)回填土層比較干時，應(yīng)該進(jìn)行噴水處理后再繼續(xù)回填，以此確保上下土層結(jié)合緊密。當(dāng)遭遇雨水天氣時，應(yīng)該先對回填土泥漿和積水進(jìn)行處理后再進(jìn)行換填，以此有效確保回填施工質(zhì)量與效果。

2.2 換填環(huán)節(jié)準(zhǔn)備與質(zhì)量控制

在對道路工程建設(shè)中換填施工應(yīng)用進(jìn)行分析時，除了對換填方式與填料選擇進(jìn)行設(shè)計以外，實際換填環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備與質(zhì)量控制也是影響換填施工質(zhì)量與效果的關(guān)鍵因素，將直接決定后續(xù)道路工程施工中路基施工的進(jìn)度與效果。因此，在實際對換填施工進(jìn)行分析時，還可以從換填施工的準(zhǔn)備與質(zhì)量控制環(huán)節(jié)入手，以此強(qiáng)化換填施工實際效果和質(zhì)量，促進(jìn)道路工程建設(shè)中路基處理質(zhì)量與效果。

首先，在實際分析時，需要針對所選擇換填方式與填料設(shè)計，進(jìn)行換填施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)設(shè)計。設(shè)計時，重點針對施工地點清理、施工設(shè)備、施工人員與施工材料等方式的準(zhǔn)備，通過施工地點實際情況，在全面清理后，合理設(shè)計規(guī)劃施工方案，科學(xué)配置施工設(shè)備與施工人員。同時，針對制定方案與所選方式，對施工材料進(jìn)行準(zhǔn)備，需要強(qiáng)化對施工材料規(guī)格與質(zhì)量的把控，可通過查驗質(zhì)量合格證書資質(zhì)與抽樣試驗檢查相配合的方式，為換填施工打下堅實的材料基礎(chǔ)，有效確保后續(xù)換填施工的質(zhì)量與正常開展。如施工前通過勘探測量利用石灰對施工區(qū)域進(jìn)行明確，同時對開挖機(jī)械進(jìn)行合理配置準(zhǔn)備，結(jié)合回填材料質(zhì)量把控，以此完成換填施工準(zhǔn)備。

其次，換填施工技術(shù)要點與質(zhì)量控制。對方案進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)以施工地點實際情況為準(zhǔn)。部分工程受施工條件限制，無法進(jìn)行壓路機(jī)壓實的，可以采用機(jī)夯的方式替代。而換填材料質(zhì)量把控時，以石料換填為例，通過對其石料直徑規(guī)格進(jìn)行確定與把控，以此確保路基換填平整度。不良土質(zhì)開挖環(huán)節(jié)，主要是在中樁與邊樁測量基礎(chǔ)上，進(jìn)行開挖操作，強(qiáng)化施工組織設(shè)計，在確保施工連續(xù)性基礎(chǔ)上，有效確保換填施工效率與效果。

最后，攤鋪環(huán)節(jié)。主要是按工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行攤鋪，通過精平施工的方式，在保證坡度設(shè)置基礎(chǔ)上，強(qiáng)化路基換填平整度，結(jié)合充分接觸與壓實施工，確保路基換填施工后實際承載與使用性能。

2.3 路基換填壓實施工設(shè)計

在道路工程路基換填施工中，換填后的壓實施工也是極為關(guān)鍵的，將直接決定換填施工后路基承載性能和使用效果。但實際換填施工時，由于壓實施工影響因素比較多，加上壓實操作規(guī)范需要控制的因素相對復(fù)雜，使得換填施工難度與壓力比較大。所以，在實際對道路工程建設(shè)中路基換填施工進(jìn)行分析時，可以基于上述分析，通過圍繞路基換填壓實操作設(shè)計，在強(qiáng)化換填施工效率和效果的同時，為后續(xù)道路工程建設(shè)提供有效基礎(chǔ)。

比如，在設(shè)計路基換填壓實施工時，首先要強(qiáng)化對換填土材料狀態(tài)的把控。在把控時，換填土材料含水量應(yīng)控制在最佳含水量的±2%范圍以內(nèi)，確保壓實期間回填土材料含水量均勻，當(dāng)回填土材料無法滿足含水量需求時，需搭配晾曬或灑水操作，結(jié)合前后施工單元交叉作業(yè)，為壓實質(zhì)量提供基礎(chǔ)。

其次，壓實機(jī)械的規(guī)劃設(shè)計選擇。設(shè)計選擇時，主要以碾壓質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，包括壓實機(jī)械型號、噸位、壓實遍數(shù)以及后續(xù)壓實方法的設(shè)計規(guī)劃，應(yīng)該盡量選擇重型擊實標(biāo)準(zhǔn)與較高壓實系數(shù)，以此達(dá)到最好的壓實效果。利用合適型號系數(shù)的壓路機(jī)、推土機(jī)、羊足碾在換填后對地基土進(jìn)行壓實，同時合理控制碾壓速度，平碾碾壓速度應(yīng)≤2km/h、羊足碾碾壓速度應(yīng)≤3km/h、振動碾碾壓速度應(yīng)≤2km/h 等標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)行，結(jié)合施工含水量控制，從而在防止地基因水處理不當(dāng)而發(fā)生破壞的同時，有效強(qiáng)化換填壓實效果與質(zhì)量。

再次，路基換填壓實中影響因素控制措施設(shè)計，包括回填路基材料、實際含水量、無法壓實位置等規(guī)劃設(shè)計?；靥顗簩嵅牧弦曰靥盍蠟榛A(chǔ)進(jìn)行設(shè)計，壓實方式與回填材料相適應(yīng)，以此確保壓實效果。而無法壓實位置規(guī)劃設(shè)計，主要針對施工交界處與輔助設(shè)施位置壓路機(jī)無法壓實到的部位。在實際壓實設(shè)計時，通過利用小型設(shè)備進(jìn)行壓實，如平板振動夯實機(jī)、蛙式打夯機(jī)等，這些位置的回填厚度、填料含水率與壓實系數(shù)要與上述壓實相適應(yīng)，以此確保實際壓實效率與效果。

最后，壓實質(zhì)量控制方面。土方路堤壓實質(zhì)量控制，主要是在每層填料時做一次土壤擊實試驗，在準(zhǔn)確控制最佳含水量的同時，針對較干填料灑水處理、較濕則翻曬處理，結(jié)合土方松鋪厚度控制與整平，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行先靜壓后振動碾壓，再利用灌砂法檢測壓實度，以此強(qiáng)化路基換填壓實施工質(zhì)量與效果。而石方與土石混填路堤的壓實和質(zhì)量控制，則是通過嚴(yán)格控制石料最大粒徑與松鋪厚度，并利用推土機(jī)和平地機(jī)對混合料混合均勻進(jìn)行的。在此基礎(chǔ)上用碎石及石屑回填嚴(yán)實。并且，壓實碾壓時，可以同步結(jié)合石料、石屑、土等材料填補(bǔ)空隙，直至壓路機(jī)壓實到石料不出現(xiàn)松動、表面均勻平整為止，這樣可以有效強(qiáng)化道路工程建設(shè)路基換填施工質(zhì)量與效果。

3 結(jié)語

在進(jìn)行道路工程建設(shè)中路基換填施工分析時，不僅要強(qiáng)化對路基換填施工的詳細(xì)分析，還需要針對道路工程實際情況，在深度剖析道路工程路基不同土質(zhì)問題下對應(yīng)其換填施工技術(shù)，在強(qiáng)化實際應(yīng)用效果的同時，為道路工程建設(shè)打下堅實的路基基礎(chǔ)，提升道路工程建設(shè)的使用性能和使用效果。