城市道路特殊路基挖除換填施工及應用效果研究

摘要 該文依托廈門美禾二路特殊路基處理工程為背景，針對路段范圍內存在素填土和填石層不能作為路基天然持力層的問題，提出了采取挖除換填合格路基土的施工方案，并總結了特殊路基施工的處理流程與要點，最后，基于重型擊實試驗與彎沉試驗，分別對挖除換填施工后的路基頂面展開壓實度和彎沉檢測，研究結果表明：采取挖除換填合格路基土的處治方式能有效解決該特殊路基的持力難題，有利于提高特殊路基結構的承載能力及穩定性。

關鍵詞 城市道路；特殊路基；挖除換填；壓實度；彎沉

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0112-03

0 引言

隨著我國城市化進程及經濟的高速發展，城市道路、橋涵、排水、防洪等基礎設施的建設也逐年增多，在城市公路施工過程中常會遇到軟土、鹽漬土、膨脹土等各種特殊路基，而這些特殊路基需采取針對性的處理措施才能使其滿足使用要求，因此城市道路工程中特殊路基的處理一直是當下研究者關注的熱點課題[1-3]。近年來，國內學者在特殊路基處理方面展開了不少研究：鄧友生等[4]通過采用水泥土攪拌樁對黃土路基進行加固處理，并借助ABAQUS軟件建立降雨入滲條件下的路基加固模型，探討了降雨對水泥土攪拌樁加固黃土路基穩定性的影響；陳國舟等[5]考察了竹筋格柵在高陡溝壑黃土填方路基工程中的加固效果，并對加筋效果影響因素進行了分析；鄧友生等[6]利用數值模擬方法，探討了后壓漿水泥粉煤灰碎石樁的樁體彈性模量、后壓漿深度、樁網置換率和褥墊層厚度對濕陷性黃土路基樁網結構路基承載力的影響規律；劉光明[7]通過結合國內外軟土地區城市路基加寬工程案例，總結了路基加寬過程中的差異沉降特征及影響因素，并提出了相關處治方面的研究思路。該文以廈門美禾二路特殊路基施工工程為研究背景，通過采用挖除換填合格路基土的方式對路段素填土和填石層不能做天然持力層的路基進行加固處理，并對其施工后的應用效果展開系統檢測與評價。

1 工程概況

美禾二路位于廈門市同安區南部，起點與美禾三路線性形成十字平交，終點與海翔大道形成T形平交，路線全長362.638 m，實施樁號范圍K0+027.736～K0+358.834，道路實施全長331.098 m，規劃道路等級為支路，設計速度為30 km/h，設計車道為雙向兩車道，道路紅線寬度18 m。場地現狀為水泥地及建筑垃圾堆放場所，場內及附近無滑坡、崩塌、泥石流、采空區、巖溶塌陷、地裂縫等不良地質作用和地質災害，且周邊未發現隱伏溝濱、水井、防空洞、地下洞穴等不良地下埋設物。路基經過鉆探揭露該路段地層從上至下主要有：①素填土（Qml）：灰黃色、灰黑色，稍濕，松散，填料成分以黏性土為主；①2填石（Qml）：灰黃色，稍密，填料成分以堆石場廢棄碎石、塊石為主；②1粉質黏土（Q4al+pl）：灰黃色、灰白色，稍濕，可塑－硬塑，主要成分以粉、黏粒為主，夾含少量石英角礫。②2中砂（Q4al+pl）：灰白色、灰黃色，飽和，中密，成分主要為石英、長石顆粒；④殘積砂質黏性土（Q4el）：褐黃、灰黃、灰白色，濕－很濕，可－硬塑狀態，原巖結構已完全破壞，巖芯呈土狀，成分主要由長石風化的粉黏粒、石英顆粒及少量云母碎屑等組成；⑤全風化花崗巖（γ52（3）c）：灰黃色、灰白色，主要由長石、石英組成，巖石風化強烈，原巖結構可辨，長石已風化成次生高嶺土礦物，僅余少量石英呈棱角狀鑲嵌其中，巖芯遇水軟化、崩解，干鉆尚可，巖石堅硬程度屬極軟巖，巖體完整程度屬極破碎，巖體基本質量等級屬Ⅴ類。

2 特殊路基施工設計及要求

由地勘報告可知，該項目路段路基范圍內存在素填土（人工堆填，松散狀態，屬高壓縮性土，承載力低）及填石層，不能直接作為路基的天然持力層使用，因此需采取挖除換填合格路基土的方式對路段范圍內特殊路基進行處理。在施工前，需先組織專業人員進入特殊路基路段進行測量放樣工作，以確定特殊地基的處理范圍，經統計，該項目共存在2個區域需采取挖除換填處理，其中挖除換填①區全長為246 m，樁號范圍K0+029～K0+275，平均深度為3 m，處理面積為5 883 m2，挖除軟土14 918 m3，回填碎石2 942 m3，回填路基土11 976 m3；挖除換填②區全長為85 m，樁號范圍為K0+275～K0+359，平均深度為2.3 m，處理面積為2 669 m2，挖除軟土5 417 m3，回填路基土5 417 m3。路基挖除換填處理橫斷面大致如圖1所示。項目路段范圍內的路基地表面耕植土應清除干凈，路基必須密實、均勻、穩定、干燥，宜一次性形成。該設計道路路基壓實度全斷面采用重型擊實標準進行控制，路基全斷面壓實度采用以下標準零挖及挖方路段路槽下0～30 cm，土層密實度gt;92%；對于局部存在填方路段，路槽下0～80 cm深度范圍內，路基密實度應gt;92%；80～150 cm深度范圍內，路基密實度應gt;91%；150 cm以下部分，路基密實度應gt;90%；機動車道設計路基壓實度（重型標準）≥92%，路基回彈模量值應不小于25 MPa，路基頂面交工驗收彎沉值LS=310（0.01 mm）。

3 特殊路基施工要點分析

3.1 特殊路基挖除

在確定特殊地基的處理范圍后，使用挖掘機將路基范圍內素填土及填石層清除干凈，并分區堆放至指定位置，對于取樣檢測符合要求的堆土，可將其用于路基填筑施工，而其他不滿足要求的堆土則需運往棄土場。當路基開挖至與設計標高相距30 cm時，需采用觸探儀檢測持力層的承載力，如若符合設計規范要求，則采用人工方式清理底部，并測量繪制基底及斷面高程圖，待檢驗達到合格標準后，才可進行換填施工。

3.2 分層換填

路基換填施工前需確保基坑內部無積水，對于有積水情形的需及時清理干凈再實施合格路基土填筑。換填過程中應嚴格按照設計標準合理控制好換填寬度，開挖線范圍內及坡腳線以下區域須全部換填。特殊路基采用分層換填方式施工，每層松鋪厚度控制在30 cm以內為宜，并需通過現場試驗確定好每層路基土的碾壓遍數，以保障壓實度滿足設計規范要求。路基土攤鋪時需合理控制攤鋪高度，首先通過使用挖機從兩側沿路基走向開展推土作業，使路基回填土保持大致平整，然后再利用平地機對換填路基土進行精細平整。若發現填料厚度處于過低狀態，則需借助裝載機進行補料操作，并通過人工的方式對不平整的部位予以修補。

3.3 碾壓密實

待平地機完成精細平整工作后，首先需對換填料的含水率、松鋪厚度以及平整度展開檢測，以確保碾壓施工能在最佳含水量狀態下進行，然后再采用分壓方式開展換填碾實工作，每層厚度約為30 cm，碾壓速度宜控制在1.5～3.5 km/h。現場碾壓先進行初壓，靜壓一遍，弱振壓兩遍，同時檢測壓實度與換填料的厚度；接著進行復壓，適當增大振幅振壓兩遍，強振壓兩遍，并檢測壓實厚度和壓實度；最后終壓，通常采用靜壓方式碾壓兩至三遍，以消除輪跡。路基換填碾壓需緩慢均勻且連續地進行，其施工過程中不得隨意停頓，不得遺漏或留有死角，應確保路基表面碾壓均勻平整、無輪跡且壓實度達到合格狀態[8]。

4 工程應用及效果評價

根據地勘資料，沿線道路路基影響范圍內主要由整平后的人工填土組成，且填料主要以黏性土為主，路基填方前應對下部素填土及填石層進行地基處理，該設計對路段進行挖除換填處理。清表后，挖除該范圍的土層，軟土開挖坡度不得陡于1∶0.5，特殊處理開挖邊界坡率不得大于1∶1，換填寬度應寬出路基坡腳0.5 m以上，分層碾壓回填合格路基土至路床標高，處理后路基壓實度、承載力等指標需滿足相應層位規范要求。路段特殊路基施工過程中，需嚴格控制施工工藝及質量，并應及時做好相關檢測。

4.1 壓實度檢測

在路段特殊路基施工完成后，施工單位于K0+029～K0+275和K0+275～K0+359兩挖除換填施工區域分別各選取6個代表性斷面測點進行了重型擊實試驗，檢測出各測點的壓實度結果見表1所示。

由表1可知，經挖除換填處理后，K0+029～K0+275樁號范圍內路基壓實度的最大值與最小值分別為96.2%、94.9%，壓實度平均值為95.5%，而K0+275～K0+359樁號范圍內路基壓實度的最大值與最小值分別為 96.1%、93.8%，壓實度平均值為94.9%，挖除換填施工后路基的壓實度均超過92%，說明路基壓實效果良好，滿足相關設計及《城市道路路基設計規范》（CJJ 194—2013）的要求。

4.2 路基彎沉檢測

對代表性斷面的路床頂面進行彎沉檢測，檢測結果見表2所示。

根據表2可知，K0+029～K0+275和K0+275～K0+359路段在挖除換填施工后的路基路床頂面彎沉平均值分別為174.0（0.01 mm）、171.9（0.01 mm），而兩者的彎沉最大值分別僅為186.2（0.01 mm）、181.6（0.01 mm），遠小于設計交工驗收彎沉值310（0.01 mm），說明采用挖除換填合格路基土后項目的特殊路基具備足夠強度，路基結構的承載能力得到顯著改善。綜上，經挖除換填施工后，美禾二路特殊路基路段的壓實度、彎沉等指標均滿足要求，整個路基工程的質量評定等級均達到合格，為后續路面及附屬工程施工提供可靠保障。

5 結論

該文以廈門美禾二路路基工程為研究背景，針對路段范圍內存在素填土與填石層不能作直接為路基天然持力層的問題，提出采取挖除換填合格路基土的方式進行特殊路基處理，并在施工完成后開展了路基壓實度、彎沉等檢測，結果顯示實施挖除換填合格路基土處理后，路段特殊路基頂面的壓實度、彎沉指標均滿足設計規范要求，路基壓實效果良好且結構承載能力得到明顯改善，該研究可為同類特殊路基工程的處理提供一定技術指導。

參考文獻

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[8]高德發，石謙.市政道路工程軟基滑動處理方案研究——武漢楊泗港快速通道四新段市政道路路基隆起處理方案研究[J].中外公路， 2016（3）：22-26.

收稿日期：2024-08-15

作者簡介：魏佳華（1987—），男，本科，工程師，主要從事道路橋梁方向工作。