盧新平

吉安市交通工程建設有限公司 江西吉安 343600

作為公路建設的基礎性與重要性環(huán)節(jié)，路基穩(wěn)定性與公路工程質量、壽命及車輛通行安全均有必然關聯(lián)。基于復雜性施工環(huán)境的公路建設量大增，部分地區(qū)軟土地基承載力達不到公路工程施工中路基承載力不可低于130kPa的要求，為避免出現(xiàn)路基滑移、坍塌及沉陷等問題，需要采取路基換填方法進行軟基的換填施工。此方法可就地取材，施工過程相對簡單，并能取得良好的路基穩(wěn)定性提升效果，利于強化公路工程整體施工效果，值得在公路工程施工中大力推廣應用[1]。

1 路基換填技術原理分析

公路工程施工中路基換填技術屬于應用率較高的人造地基方法，主要是對路基層底面下部淺表層軟土進行挖除，以灰土、礦渣或碎石等高穩(wěn)定性、高強度、高硬度、強抗腐蝕性材料進行換填，再通過路基碾壓、夯實以及振搗過程，使路基穩(wěn)定性達到公路工程建設標準。其中，路基分層壓實時可采用分層碾壓法，結合應用人工與機械兩種方法。公路工程中，淺層地基處理中路基換填技術應用居多，既能進行淤泥質土、雜填土的處理，還適用于松散素土、自重固結后的吹填土等多種類型地基的處理，此外，暗溝、暗塘等工程也可應用此方法[2]。

2 常見的路基換填技術

2.1 砂石墊土層換填技術

此技術是指砂礫、碎石、中粗砂等優(yōu)良級配材料作為換填材料進行路基換填施工，這些材料中植物殘體較少，且不存在大量垃圾。要選用粒徑低于50mm的砂石，若路基砂墊層排水要求高，應控制其含泥量不可高于3%。應用粉細砂或石粉作為換填材料時，需要摻入總換填量三成左右的卵石或碎石，從而優(yōu)化換填材料級配情況。換填時也可選用采石場篩分時得到的石屑作為換填材料，這是由于此種材料的性質與砂較為接近。但應用時要注意控制其含粉量及含泥量，以保證墊層質量。換填濕陷性、膨脹土地基時，應嚴格篩選砂石等滲水材料，需承受振動荷載的地基，不可采用砂墊層進行處理。

2.2 粉質粘土墊土層換填技術

應用此類換填技術時，要對土料中的有機質含量進行控制，原則上不可高于5%，并且要確保其中不含凍土，也不能有膨脹土。土中所含的碎石粒徑不可高于40mm。處理濕陷性黃土地基、膨脹土地基時，要求粉質粘土墊層之中不可存在碎石、瓦片等物。由于粘土夯實時密度控制效果不好，因而換填時不能直接使用粘土，需在粘土中拌入30%以上的砂石。大規(guī)模換填施工中，需利用大型機械進行路基夯實，要將土料中的碎石碾壓成粒徑介于50至100mm之間的碎石，從而增強墊層的夯實效果[3]。

2.3 粉煤灰墊土層換填技術

應用粉煤灰墊層時，要結合腐蝕性與放射性要求進行粉煤灰的選用，其上覆土層厚度應高于0.3m且小于0.5m。粉煤灰墊層所添加的摻加劑，需在加入前進行試驗，從而了解摻加劑性能，并對其適于添加的條件進行明確。

3 路基換填技術應用的注意事項

在公路運輸荷載力要求逐步提升、公路上通行車輛逐步增加的同時，公路建設壓力日增，為降低公路運行中的安全事故發(fā)生率，需要從公路施工質量安全的強化入手，通過嚴格的質量控制保證工程質量。

3.1 加強技術交底與材料檢測

施工前，要做好技術交底，了解施工設計的真實意圖，明確施工方案的具體要求，同時要嚴格檢測施工所用材料的質量，基于施工要求選用型號、規(guī)格相匹配的材料，并需于材料進場后嚴格與細致檢測，符合標準后方可應用于施工。

3.2 嚴格遵循施工流程規(guī)范

路基換填施工要以施工流程為依據(jù)，確保施工過程的規(guī)范性。對施工現(xiàn)場進行設計圖規(guī)劃時，應在設計圖中標注施工安全標志設置位置，且要在施工區(qū)域外圍做好防護隔離措施，以保障施工人員、施工機構的安全，使公路施工有條不紊地開展。

3.3 做好施工場地、機構及人員規(guī)劃

要做好施工便道規(guī)劃，確保其與排水溝之間距離設置適宜。還要以施工現(xiàn)場的地質情況為依據(jù)，選用適合且數(shù)量充足的機械設備，要嚴格監(jiān)管施工過程，做好施工人員、施工技術設備的配置，以此實現(xiàn)高效施工。

4 道路施工中路基換填技術的實踐應用分析

4.1 實例工程介紹

某公路工程以二級公路技術標準建設，設計時速為每小時60km，其中某合同段總里程約24km，并且修建路段涉及水田、洼地等不良地質，加之施工區(qū)域地下水位偏高、水量較大，疏導及排放積水難度較高，因而地表較潮濕且極為松軟，濕性或過濕性土約有7km長，分別處于四個不同的修建路段中[4]。

4.2 工程地層巖性介紹

通過施工現(xiàn)場地質勘察分析，濕性軟土層的構成中包含多個地質單元層，一是素填土，二是質黏土，三是淤泥粉質黏土，其中有部分區(qū)域還含有少量的中砂或礫砂層。如表1所示：

表1 工程地層巖性分析

4.3 實例工程的路基換填方案

（1）換填方法確定。由于本工程中存在大量濕性或過濕性土層，并且土層含水量較高，不具較高的承載能力，施工現(xiàn)場的壓實度只有77%左右，與設計要求并不相符，也不契合施工要求，在此路段進行道路修建，運行后易出現(xiàn)路基滲水或沉陷等問題，且會對相鄰路段工程質量產(chǎn)生影響，公路運行安全性難以保證。軟土路基處理方面，可應用方法較多，如復合地基加固性、路基換填法、堆載預壓法等等。在這些方法中，路基換填法應用率最高，可通過碎石、砂礫、礦渣等對挖除的軟土路基進行替換。經(jīng)分析，本工程也可選用路基換填技術進行軟土路基的換填施工。

（2）換填石料選擇。在所有換填材料當中，石灰土因材料獲取容易、應用成本低而備受青睞，并且此材料具備較強的板體性，將之作為本工程路基換填的材料，可使路基穩(wěn)定性更高，也可使路基強度大幅提升，可確保道路工程設計要求的有效滿足。本工程軟土路段施工時，應根據(jù)軟土的成分、土層結構、地下水位為基礎，結合周邊地形情況，選擇應用石灰土進行軟土路段土層的處理，具體的應用方案可分為兩種。一是針對天然含水量高于25%、地基承載力高于80kPa的路基土，石灰土僅需換填40cm厚度即可。而針對天然含水量高于25%，但地基承載力低于80kPa的路基土，換填石灰土厚度應以80cm為宜。此方案確定后，可先選擇50m左右的路段作為試驗路段對方案可行性進行試驗分析[5]。

4.4 路基換填施工的控制要點

（1）嚴格控制施工原材料。應針對路基換填技術應用時涉及的所有材質進行嚴格的質量把控，以確保施工材料規(guī)格與設計標準及施工要求相符。

①石灰質量要求。為保證路基強度，提高路基平整度，路基換填中的石灰材料以鈣質的生石灰為最佳，也可利用鈣質消石灰替代，但不可使用生石灰，因為其會與水反應會釋放熱量，路基換填時若應用生石灰會因其體積膨大而使路基出現(xiàn)漲松、起鼓等病害問題。若必須使用生石灰，需提前一周左右進行生石灰消解，還需通過9m～1cm篩分處理后方可應用。針對按照二級公路標準修建的本工程而言，應以Ⅲ級石灰要求為基準進行石灰的選用。

②土料質量要求。換填土料有粗粒、細粒及中粒之分，本工程以塑性指數(shù)高于12、低于20的黏性土的選用為最佳。通常土場砂化土的含水率并不高，然而本工程的土層含水量比最佳含水量高出許多，因而在土料應用時，需要經(jīng)過翻拌、晾曬、破碎等處理環(huán)節(jié)，將土層含水量控制在比最佳含水量高出二到三個百分點即可。

③水質要求。換填施工中對水的質量沒有較大要求，應用普通自來水便可，以射水為最佳，以使自來水可向石灰中均勻噴灑，從而加速未消解的塊狀石灰的粉化速度。

④材料拌合要求。原材料的配置要以設計要求的配合比為依據(jù)，摻拌石灰量應為11%左右?？衫脵C械翻拌法提升混合料攪拌的均勻性，本工程選用的拌合設備為KMA220移動拌合機。應于攪拌的同時向混合料中注水，以使之含水量要求達到標準，但要將水量控制在適宜范圍內，以免水量過多或過少而影響混合料攤鋪效果。

（2）路基攤鋪前的準備工作要點。

①基底清理。路基換填施工前，要做好施工前的放線測量，利用石灰粉進行公路中線及邊線的放樣，而后要將施工區(qū)域內所有草皮、樹根、石塊、表土等全面清除干凈。清淤過程中可應用機械與人工聯(lián)合清理法，可根據(jù)地質情況進行路基挖掘，挖掘深度控制在路床頂設計標高之下40-80cm范圍內，用推土機初平后再采用人工方式進行修整。

②排水溝設置。為防止施工段積存地表水，應于路基兩側進行臨時性排水設施的設置，可挖掘橫向排水坡，坡度應以3%為宜，也可在山體側邊溝之下進行縱向滲溝的挖掘，滲溝應為40cm寬、深度約60cm左右，以便使地下水能夠順暢排出，從而使地下水位有效降低。

③土工布鋪設。換填土層下要進行土工布的鋪設，以防止土層滲水，應根據(jù)現(xiàn)場情況裁剪土工布，確保土工布尺寸適合，搭接時寬度應高于0.3m，且要確保搭接部位松緊度適宜且保持平整，除可應用搭接法進行接縫處理外，還可利用縫合法，但要確?？p合時針腳平順且間隙一致。

（3）路基填筑攤鋪與碾壓施工要點。

①路基填筑攤鋪施工。路基填筑過程中，選用自卸式車輛運送換填料，采用網(wǎng)絡式布料法，用推土機推平土料后，以分層方式進行土料攤鋪，攤鋪要連續(xù)進行。本工程中攤鋪時運送填料的設備為五輛，輪流送料。同時，要采用兩臺攤鋪機同步攤鋪，要將膠皮擋板安裝于攤鋪機上，從而增強攤鋪時水平、垂直兩個方向上的均勻性與平直性。攤鋪機之間要保持10至20m的行進距離，攤鋪速度為每分鐘1.5至2.5m，不可于攤鋪過程中停車，也不可增速或降低行駛。

②碾壓施工。就本工程而言，路基換填后要進行三次碾壓，初壓時要速度緩慢，復壓以中速行進，最后以高速進行終壓，從而增強碾壓后路基表面的平整性。除速度控制外，初壓、復壓及終壓時所用機械、碾壓次數(shù)也要有所差異。初壓時要應用兩臺30噸的輪胎壓路機，行進速度為每小時2至4m，碾壓兩至三次即可。復壓換成兩臺噸位為25t的單鋼輪振動壓路機，行進速度介于每小時1.5至3m之間，先強振碾壓兩至三次，再以靜壓方式碾壓一至兩次。終壓時所用機械仍為兩臺，應以雙鋼輪振動壓路機為宜，要求其噸位為12t，每小時行進速度要提升至3至5m，強振兩三次后再靜壓一至兩次，碾壓施工便可完成。

（4）檢測路基壓實度及彎沉值。路基壓實度檢測時，最后兩次碾壓時沉降差均值應低于2mm，否則說明壓實度不合乎標準，終壓強振后仍未達標的需酌情增加碾壓次數(shù)，或對路面層厚進行削減。此外，要對路基表面輪跡、石塊緊湊度進行檢查，還要查看粗細料有無離析現(xiàn)象出現(xiàn)。本工程壓實度檢測后，路基壓實度高于95%，七日后抗壓強度檢測超過0.8MPa，達到路基壓實度要求。同時，彎沉檢測時，選取一月后、兩月后及三月后三個時間段進行彎沉值檢測，彎沉值隨時間推移而不斷減少，說明路基承載力逐步增加，竣工驗收時，路基頂面彎沉值為213.2（0.01mm），土基回彈模量高于46MPa，證實利用石灰土換填軟土路基，使路面承載力得到了有效提升。

5 結語

軟土路基是公路施工中的常見路基類型，路基換填技術應用是此類路基處理的有效方法。本工程中涉及的軟土路段濕性及過濕性土長度較大，利用摻拌石灰量為11%的石灰土換填本工程的軟土地基，地基加固效果較為理想，可提高公路工程安全性，并利于公路整體建設質量優(yōu)化。施工過程中，要把握施工原材料質量控制、攤鋪前準備、路基填筑攤鋪施工、碾壓施工、路基壓實度及彎沉值檢測幾個階段的技術要點，結合設計要求、按照施工規(guī)范嚴謹施工，從而保障道路工程中路基換填技術的科學應用。