換土墊層在軟地基處理中應用的探討

郭丹紅　伍冬

摘 要：在目前科學技術迅速發展的社會中，我國國民經濟取得了較快的發展，人們的生活質量水平得到了較大的提高，推動了我國公路建設事業的發展。就公路建設而言，軟土地基質量的好壞直接影響著整體公路的質量。由于在公路施工過程中對軟土地基處理不科學合理，就會產生地基沉降的現象，進而會造成公路路基出現斷裂、沉陷、塌陷等現象，這樣就會導致工程施工工期的延長，還增加了公路工程的造價。換土墊層是公路工程中常見的一種軟地基處理方式，在公路工程施工中的應用越來越廣泛。為了確保公路路基的質量，文章將對換土墊層在軟地基處理中的應用進行分析、探究。

關鍵詞：公路建設；軟土地基；換土墊層

中圖分類號：TU472.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0160-01

目前，我國公路建設取得了突飛猛進的發展，為了滿足現代化經濟的需求以及人們日常的出行，就要求公路要具備較好的質量。軟土地基對公路建設有著重要的影響，不僅影響著公路使用的年限以及安全性，還對整個公路工程建設的工期有著直接的影響。所以，換土墊層施工技術在軟土地基中得到了有效的使用，通過實施換土墊層可以提高地基的強度，經過墊層的壓力使地基的壓實度得到了改善，這樣以來就致使公路地基的變形得到有效的處理。另外，換土墊層還具有排水的作用，這樣就能夠使下部土層更好的沉降。

1 換土墊層的適用范圍

近年來，換土墊層對軟土地基存在的問題處理的較好，所以，對公路的質量有著直接的影響，其應用也越來越廣泛。換土墊層的適用范圍主要有：公路施工中的地基及暗溝、濕陷性土、素填土、膨脹土、凍脹土、雜填、淤泥質土以及暗塘的淺層等采取換土墊層的施工方式。

對于軟土地基所使用的換土墊層處理，則是指將地基中存在的濕陷性凍土、膨脹土以及凍脹土等全部挖去，之后則換填具有強度高、密度大、穩定性好以及無侵蝕性的材料例如：砂礫土、碎石土以及素土等礦渣。然后對這些材料進行分層振壓，確保材料的密實度。

2 換土墊層對材料的要求

2.1 灰 土

對于換土墊層所使用的材料來說，灰土屬于較好的材料，在進行處理軟土地基過程中的應用較為廣泛。若要使用灰土作為填充材料，就需要對其進行體積的配比，一般情況下，常常使用28灰土或者37灰土。就灰土的材料來說，一般是粘土。由于對灰土的粒徑是有要求，則粉質粘土是最好的應用材料。由于粘土的粒徑較大以或者較小，則砂質粉土的質量就較差，若使用，就需要進行過篩。

2.2 砂 石

一般來說，砂石作為墊層材料，通常使用碎石、卵石以及中粗砂等。為了使墊層質量得到有效的保障，就需要控制好石子的粒徑以及顆粒的含量。另外，還要使用砂石顆粒較均勻的材料，其中不能有其他雜物的摻雜。若所施工的土質屬于本濕陷性黃土，就不能夠使用較大粒徑的砂石作為墊層的材料。若墊層過于薄弱，對換土墊層實施的處理效果就不明顯。

2.3 粉質粘土

在進行換土墊層的處理時，就必須要求所使用的土料有機質的規定要具有詳細的說明。一般情況下，土料有機質的含量要低于5%，則凍土以及膨脹土材料不能夠在換土墊層作業使用。粉質粘土作為墊層材料，能夠更好的應用于濕陷性黃土地區。另外，不能出現有碎磚、碎瓦以及較大的石塊等現象。

2.4 粉煤灰

粉煤灰來源于發電廠煙筒里面的灰塵。粉煤灰要成為換土墊層中所使用的材料，就必須要符合換土墊層技術的要求。對于粉煤灰來說，其中則含有大量沒有經過過濾的金屬碎屑物，若使用大量的粉煤灰作為墊層的材料，對其就要考慮周圍所處的環境。另外，對粉煤灰的顆粒要求必須要均勻，不能摻有其他的雜物，工程施工過程中不能有垃圾的存在。若要使用較細的粉砂或者細砂作為墊層材料，對石子的粒徑就必須要有要求，則石子的較大粒徑含量必須高于總重量的30%，而且最大粒徑的砂石不得超過50 mm。另外，若進行施工的土質屬于濕陷性黃土，就不能夠使用較大粒徑的砂石等材料作為墊層的材料，這樣就可以確保墊層具有更好的質量，使工程造價得到更好的控制。

3 換土墊層的主要作用

3.1 減小公路路基的沉降量

隨著換土墊層在軟土地基處理中的普遍應用，在很大的程度上，減少了路基的沉降量。由于在地基淺層部分中，其沉降量占據總體沉降量的比例較多，通過對這部分沉降采取換土墊層施工措施，就可以確保公路沉降量的減少。與此同時，使用的換填材料通過對應力進行擴散作用，這樣就可以減少下臥層的壓力，進而也會導致下臥層沉降的減少。

3.2 能夠提高地基承載力

由于地基下土層的抗剪強度與承載力存在著一定的聯系，碎石以及砂石等作為換土墊層的填充材料，能夠提高軟土地的抗剪強度，這樣就可以有效的提高地基的承載能力。

3.3 可以使膨脹土的脹縮得到消除

由于墊層在各個公路工程中所起的作用不同，但是，對于膨脹土地基來說，主要能夠對膨脹土的脹縮起到消除的作用。所以，換土墊層法能夠對淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、雜填土地基及暗溝以及暗塘等進行較好的處理。

3.4 可以使軟弱土層的排水較快的固結

在軟土地基中進行換土墊層施工的過程中，若路堤的基礎不透水或者透水性較差，當與軟弱土層進行直接接觸的時候，由于荷載作用的產生，就會導致軟弱土層不容易產生固結，這樣就會產生較大的孔隙水壓力。另外，還會造成地基強度產生降低現象以及產生塑性破壞的危險。由于碎石以及砂石等墊層材料具有良好的排水功能，并且其透水性較大，這樣就會致使孔隙水壓力快速的消除，這樣就可以提高軟土地基的強度，還使下軟弱土層的固結得到更好的加速。

3.5 防止凍漲的產生

在換土墊層的施工中，粗顆粒墊層存在的孔隙較大，則毛細管就不會輕易產生，這樣就可以避免寒冷地區地基產生凍脹現象，這就要求砂的墊層底要適應當地凍結的深度。

4 換土墊層的施工要點

①在進行砂墊層的施工中，就要求中粗砂的含泥量控制在5%之內。在施工之前，要將路基基底表面的浮土、淤泥以及雜物徹底的清除干凈，在其兩邊要設定坡度，這樣就可以防止塌方的出現。

②對砂料進行合理的配比，首先應該將砂、碎石進行均勻的拌合，再鋪開壓實。在進行砂料的碾壓之前，根據其干濕程度以及氣候情況，進行適當的灑水，這樣就可以保證其具有較好的含水量，便于其更好的碾壓，確保其密實度。

③對砂墊層要進行分層鋪設以及分層壓實，這樣就可以使每層砂墊層得到有效的鋪設。

④要保持砂墊層和砂石墊層的底面在同一個標高，對于不同標高，要實行先深后淺的碾壓。

⑤還要控制砂石施工中的含水量。當基坑底面施工低于地下水位時，要一次性進行該土層的開挖，這樣就可以防止水中作業的出現。

⑥對于面積較大的砂墊層施工，要分流水段進行施工，則其交叉的地方要做成臺階式斜坡。

⑦在冬季進行施工時，不僅要清除砂石中的冰塊，還要避免砂石內水分凍結。

5 結 語

為了減少公路軟土地基的沉降量，避免其他病害現象的產生，換土墊層對軟土地基的處理越來越廣泛。換土墊層施工技術的應用，不僅保證了整體公路的施工進度，還使公路的質量以及安全系數得到了一定的提高。另外，施工人員要對軟土地基的施工進行有力的監督控制，加強施工人員施工技術的學習，這樣以來就可以提高整體的施工技術，確保公路的高質量，延長公路的使用壽命。

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