地基換填技術在公路路基建設中的應用研究

鄭宏漢

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0 引言

路基是高速公路與普通公路修建的基礎，其結構穩定性對公路運行安全至關重要。軟土路基的處理方法包括砂墊層法、換填法、反壓護道法、分階段施工、超載預壓法、豎向排水法、擠密樁法和加固土樁法等［1］。本文主要結合福建某高速公路的建設，對地基換填技術在公路路基建設中的應用進行闡述。

1 應用地基換填技術施工前的準備工作

1.1 場地準備

在公路路基施工建設中，做好施工準備工作是施工有序進行的重要保障。施工人員在施工前應充分了解公路設計意圖，有效結合施工技術和施工方案，做好施工場地的勘察，確認施工場地后應將施工場地雜物清除，并統一運至棄土場進行處理，避免對周邊環境的破壞；根據施工技術和應用標準，備齊施工過程中使用的機械設備和工具，并在大型設備進場前，做好設備安全性和質量的檢查，保證特種設備符合工程設計的需求；做好施工場地的排水系統，確保施工場地排水通暢，保障施工安全進行。

1.2 測量放樣

公路路基正式施工前，應進行路基的測量和放樣。首先要利用導線、中線固定現場施工范圍，利用木樁控制好施工作業區的路邊線和路中線，并在直線段上每隔50m 放一個斷面樁，在平曲線段上每隔25m 放一個斷面樁，在個別拐點處每隔10m放一個斷面樁，同時將長15cm、高1m 的水泥里程樁每隔50m固定在路邊側，將樁號標注在里程樁上，以便竣工時進行施工檢查。其次，應結合地質勘察報告及設計圖紙對軟土的范圍進行確定，并做好標記。最后，對路基邊坡、坡腳、取土場、棄土場以及路基邊緣進行測量放樣，從而對公路橫斷面進行圖紙繪制，將相關位置和數據進行標注，其中公路施工取土場和棄土場，一般二者不宜與施工現場距離太遠，應遵循就地取材的原則，不改變周邊地貌特征，從而確保施工正常有序進行。

2 地基換填技術在公路路基建設中的應用

利用地基換填技術進行公路路基施工時，應嚴格遵守該技術使用的施工工藝，并有效結合施工方案對各環節的技術要點進行科學配置，嚴格運用施工技術標準進行操作和檢驗，見圖1。

圖1 地基換填法施工工藝流程圖

2.1 開挖路槽

開挖時需要根據施工作業區的路塹深度、地形地貌、土質情況確定開挖方式，一般可利用單層橫向全寬挖掘法對較淺路塹進行開挖，利用橫向臺階法對較深的路塹進行分層開挖，在實際開挖作業中針對不同地質特征科學利用開挖方式，能夠有效保障邊坡穩定性，從而使階梯式的邊坡逐漸形成。

開挖過程中應盡可能的使挖掘機連續做業，因此需配備足量的自卸汽車。挖掘時，應確保自卸汽車運行速度和挖掘速度保持勻速，不允許超挖或亂挖；在進行土方地段路床頂面標高工作時，需要綜合負荷量和地質層特征等因素對壓實引起的沉降量進行分析計量，做好施工過程中的防雨和排水措施，避免基底被雨水浸泡增大路基的疏松程度，影響地基質量；應通過有效措施加強對地下管線、文物古跡等的保護力度，避開水文聚集區，從而避免周圍環境因道路施工遭到破壞，同時也確保施工區域不受自然因素影響。當開挖到設計斷面時，如基底仍有不適用的地基材料，施工工程師應再次計算開挖深度，并組織清除基底淤泥；在清淤范圍內修筑施工便道，以便運輸車輛順利進出，同時確定盲溝位置，確保溝槽有一定縱坡，促使排水系統通透［1］。

2.2 換填

基底開挖完成后，需測出施工中樁、邊樁位置，根據實際測量位置調整現場中線和邊線位置。在向施工作業區進行換填砂礫運送前，應根據現場地基情況進行取樣試驗，確保換填砂礫選材與實際地基的結合符合施工規定，方能進行大規模應用。一般有三種換填材質，第一種是砂石如卵石、碎石、砂礫等，運用此種材料需控制砂石最大粒徑小于50mm，在使用時，應對存在排水要求的砂墊層進行控制，使其含泥量處于小于3%；第二種材料是粉質粘土，此種材料應控制其中摻雜碎石粒徑小于40mm，當進行大面積換填或應用大型機械夯壓時，粘土中碎石粒徑應在50mm～100mm 之間，反之會對墊層效果產生不利影響；第三種材質是粉煤灰，應用此種材料時，應注意對其腐蝕性和放射性進行標準檢驗，粉煤灰墊層上應對0.3m～0.5m 的覆土實施覆蓋。分層換填砂礫時，應將各層攤鋪厚度控制在30cm以下。

2.3 回填攤鋪

對基底進行換填后，需進行路基回填攤鋪。根據基底平整度的要求，采用推土機和人工輔助結合的形式，將換填土方均勻攤平和精平，為使基底結構穩定均衡，可將碎石填料集中卸在路段一端，利用推土機平推，利用人工進行修整時，應將超標粒徑及時剔除。在攤鋪過程中，針對不平路段可以人工鋪灑的方式填鋪碎石屑，并控制其用量不得超過填料的20%；在精平過程中，可使基底形成0%～3%的橫坡，從而使路基的排水功能順暢。

2.4 壓實檢測

在進行填料壓實前，應檢測填料含水量，若含水量未達到壓實標準，需采取晾曬或是進一步灑水的方式縮減或增大含水量，并反復檢測含水量當其含水量達到±2%時為最佳含水量范圍，即可進行填料壓實。在壓實過程中，為確保壓實質量，可采用重型振動壓路機和羊足碾配合進行分層碾壓，應限制碾壓速度保持在3～4km/h，以避免出現漏壓、重壓情況的發生，確保壓實均勻；保持沉降壓控制在2mm 內時，當壓實頂面穩定且不再下沉時，則可停止碾壓。

施工檢測人員在壓實操作后需檢測壓實度，觀察表面是否存在壓路機的痕跡、基底石塊是否密實、路基表面是否平整、基底換填材料是否有分離現象。檢測出的未達標路段，應繼續進行壓實工作，直至壓實度達標為止。

3 地基換填技術的質量控制和注意事項

在交通工具數量和道路荷載力均大幅提升的背景下，為緩解公路建設的壓力，避免運行事故的發生，施工企業必須加強對道路施工質量和施工安全的重視程度，做好施工環節的質量控制確保施工工作安全進行。

在公路路基施工前，應嚴格進行技術交底工作，充分明確施工意圖和施工方案；確保施工材料的質量檢測，要求施工材料符合施工建設相關指標，檢測無誤后，才能投入施工建設中。在公路路基施工過程中，應嚴格按照路基施工工序進行施工操作，進行場地規劃圖紙設計時，應加入施工安全標志位置的設計，并對四周做好隔離維護的措施，確保施工過程中人員和設備的安全，保障施工有序進行；合理安排排水溝和施工便道的距離，保持施工便道暢通；應嚴格根據施工現場地質條件，科學配置機械設備，加強施工現場的監管，對人員、技術和設備進行合理的分配組合，從而提高施工效率［2］。

4 結論

綜上所述，國民經濟的大幅增長，促使運輸效率的提高和地區間聯系的加強，目前我國高速公路修建需求仍在不斷增大，施工難度也越來越高，這就需要相關設計單位與施工企業在追求工作效率的同時也應科學選擇施工技術，在應用地基換填技術時，嚴格按照施工工藝操作，有效提高路基結構穩定性，從而保障公路施工質量和運行安全。