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路基换填技术在公路工程中的实践

龚文博 陈元元
摘 要：在公路施工中，要求必须根据施工现场条件，合理选取换填施工方法，掌握施工技术要点，才能提升工程质量，才能实现公路工程的社会效益与经济效益。
关键词：路基换填；施工方法；技术要点
1 路基换填施工方法
1.1 砂石垫土层换填法
运用卵石、碎石、砂砾、角砾、中砂、粗砂以及石屑等有良好级配的材料，不会有植物残体、垃圾等杂质存在。控制砂石的最大粒径，使其控制在50mm以下。作为良好的换填材料，砂石发挥着重要的作用，应控制存在排水要求的砂垫层，使其含泥量处于3%以下。当换填材料属于粉细砂或石粉时，应对超过总量30%的卵石或碎石进行掺入，使材料的级配状况得以改善。作为采石场筛分时的细粒废弃物，石屑的性质与砂接近，在换填材料中进行使用时，有不错的效果存在，但应对含泥量和含粉量实施控制，促使垫层的质量得到有效保障。对于湿陷性黄土或膨胀土地基进行运用时，不得不对砂石等渗水性材料进行选用。对于振动荷载承受的地基而言，在地基处理时，不能使用砂垫层。
1.2 粉质粘土垫土层换填法
土料中存在5%以下的有机质含量，且不得有冻土或膨胀土存在。当有碎石存在时，粒径应控制在40mm以下。粉质粘土垫层在湿陷性黄土或膨胀土地基中进行运用时，土料中不得有砖、瓦或块石夹杂。粘土的夯击密实存在一定难度，因此不得将其作为换填材料进行使用。在回填施工中不得不对粘土进行使用时，应运用30% 以上的砂石进行均匀拌和。当对粉质粘土实施大面积换填且运用到大型机械夯压施工时，土料中碎石粒径可达到50mm 以上，最大不能超过100mm，否则会对垫层的夯压效果产生影响。
1.3 粉煤灰垫土层换填法
选用的粉煤灰应与相关标准对腐蚀性和放射性的要求相符，粉煤灰垫层上应对0.3～0.5m的覆土实施覆盖。粉煤灰垫层中对掺加剂进行掺入时，应运用试验的方法使其性能与适用条件得到确定。根据粉煤灰燃烧后出现的玻璃体的粒径进行分析，应属于粉土的范围内。
2 工程概况
某公路工程全长25km，地处北方地区，具有复杂的地理环境，按照一级公路的标准进行设计，公路为双向4车道，设计行车速度为每小时80km。该路段的路基存在一定的沉降，施工单位需要将原地基挖除一定范围和深度，然后间符合要求的石土进行换填，从而使路基的承载力有效增加，防止产生路基病害。
3 公路工程路基换填施工技术要点
3.1 施工测量与放样
施工前，要对导线、中线等路线进行恢复和固定，复查和增设水准点，复核工程量，测量横断面，复测高程，将边坡、坡脚、取土坑、弃土场、路基边缘等具体位置进行现场放样，将其轮廓标明，并上报监理人员进行审查。采用木桩作为路边线和路中线的控制桩，将断面桩在直线段每间隔50m放置一个，在平曲线段每间隔25m放置一个，在个别拐点位置每间隔10m放置一个；另外，将两个控制桩布设在施工区域外；将一个断面控制桩放在结构物两侧，避免损坏控制桩；同时每隔50m将一个φ15cm、高1m的水泥里程桩设置在路边侧，将桩号标注在里程桩上，便于完成施工后进行检查。
3.2 路基排水
施工过程中，要确保路基的排水状态始终保持良好，将一些临时排水设施修建在路基两侧，避免积水冲刷到工程或附近农田。施工单位要有效结合永久性排水设施设置临时性排水设施，确保农田、耕地内不会流入积水和淤泥。
3.3 土方挖方
开挖方式需要根据路堑的深度、地形地貌、土方调配情况进行确定，对于较浅的路堑，可以通过单层横向全宽挖掘法进行开挖；对于较深的路堑，可以通过横向台阶分层开挖；每层挖出一条通道后，需要对两侧进行挖掘，便于设置临时排水设施和出土道路；通过阶梯式开挖风化破碎岩体，能够使边坡的稳定性得到保障，从而使阶梯式的边坡逐渐形成。在开挖过程中不允许进行超挖或乱挖；如果在土方开挖过程中发现有石方，需要将分界线设置在土体与石方中，并与监理人员沟通对边坡挖方施工方案适当进行修改。在对土方地段的路床顶面进行标高时，需要对压实引起的沉降量进行综合考虑。开挖过程中，要加强保护地下管线、文物古迹、缆线等，通过有效措施避免周围环境受到破坏。
3.4 填前碾压及软基处理
填筑路基前，需要通过YL20压路机对清理后的施工场地进行压实，直到压实度与设计要求相符为止。基底处理具有较多的方法，一般采用砂砾垫层、抛石挤淤、路基换填、填砂砾等多种方式进行路基填料施工。对于旱田段进行40cm的砂砾换填，填前碾压要控制8cm左右的沉降量，在水田段进行80cm砂砾换填时，填前碾压要控制16cm的沉降量。不宜将风化片石应用于抛石挤淤中，其尺寸要超过30cm。当软土层平坦时，两侧对称抛填碎石，向两侧挤出软土。如果软土层横坡超过1：10时，抛填施工需要从高向低进行，并在低侧边部多抛直至其部位有2m的平台顶面，然后通过小石块进行填塞垫平，通过重型压路机进行压实。
为了使路基的压实度得到保障，在对土质基底挖除以后，需要对路基表面进行30cm的翻松，随后进行平整压实路基，确保路基压实度在96%以上。路堤超过0.8m的填土厚度时，需要压实土质基底直至无轮迹才能够进行路堤填筑。在施工中，一般使用天然级配砂砾作为砂砾垫层材料。在完成摊铺后要进行适当的洒水，压实作业分层进行，压实厚度控制在大于15cm且小于20cm的范围内。要防止粗细集料离析现象出现在砂砾石使用中。砂砾垫层要比路基边脚宽出60cm，通过片石护砌的方式防护两侧端，防止流失大量砂砾料。高填方路段的基底强度与设计要求相符合后，需要上报监理人员进行审查，批准签字后方可进行填筑施工。
3.5 路基填筑
填筑施工中，所使用材料不允许有草泥、腐殖土、树根等物质，确保路基填方材料的路径和强度符合设计要求。在路基填方28d以前，需要根据填料类别、压实机械性能和技术标准选择试验段，路段长度在100m以上，试验段要选择在新填路基内，通过试验段对碾压机具、压实系数以及填层厚度进行确定，终止将其作为填筑施工的有效参数。在进行路堤施工时，需要通过分层填筑的方式进行，整平摊铺通过平地机和推土机来完成，根据“四区段、八流程”的方式进行路堤摊铺碾压。四区段是将施工路段分为4各区域，一是填铺区，二是整平区，三是碾压区，四是检测区。八流程主要指实际施工的八项流程。
在填筑时，每层的松铺厚度要控制在30cm以下，挡墙后台的土方厚度要控制在20cm以下，实际填料宽度要大于设计宽度0.3cm，从而确保边坡路堤在修整以后其压实度能够达到要求。在测定完路基填料的含水量以后才能够允许其进场，如果含水量过高可进行晾晒，如果含水量过低可进行洒水，使其保持最佳含水量，压实期间要确保土方具有均匀的含水量。前后的施工单元在洒水或晾晒时可交叉进行作业。压实设备需要在试验段进行确定，在施工过程中不允许更换和调整设备。通过振动压路机进行碾压时，在直线段从两边向中间进行碾压，在曲线段从内向外进行碾压。碾压速度控制在每小时1km左右，本次碾压与上次轮迹保持40cm的重叠，共需要碾压4—6遍左右，第一遍和最后一遍需要静压，其他的都是震压。在路基填高超过1.2m时可采用冲击碾压。
4 结束语
综上所述，换填施工作为公路软基处理施工技术之一，需要施工單位严格按照标准设计，加强质量控制，从而使道路施工的稳定性和安全性均得到有效提升。虽然在具体施工中，适用范围、局限性和优缺点都影响着换填处理质量，但是在综合考虑工程区域的施工条件、地理特征以及地质条件以后，能够因地制宜的选择换填施工的有效方法，使工程质量从根本上得到提升，促进公路工程建设的可持续发展。
参考文献
[1]霍凯荣，余周.高速公路路基换填施工技术及实例探讨[J].建设科技，2016（9）.

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