换土垫层在软地基处理中应用的探讨

郭丹红　伍冬

摘 要：在目前科学技术迅速发展的社会中，我国国民经济取得了较快的发展，人们的生活质量水平得到了较大的提高，推动了我国公路建设事业的发展。就公路建设而言，软土地基质量的好坏直接影响着整体公路的质量。由于在公路施工过程中对软土地基处理不科学合理，就会产生地基沉降的现象，进而会造成公路路基出现断裂、沉陷、塌陷等现象，这样就会导致工程施工工期的延长，还增加了公路工程的造价。换土垫层是公路工程中常见的一种软地基处理方式，在公路工程施工中的应用越来越广泛。为了确保公路路基的质量，文章将对换土垫层在软地基处理中的应用进行分析、探究。

关键词：公路建设；软土地基；换土垫层

中图分类号：TU472.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0160-01

目前，我国公路建设取得了突飞猛进的发展，为了满足现代化经济的需求以及人们日常的出行，就要求公路要具备较好的质量。软土地基对公路建设有着重要的影响，不仅影响着公路使用的年限以及安全性，还对整个公路工程建设的工期有着直接的影响。所以，换土垫层施工技术在软土地基中得到了有效的使用，通过实施换土垫层可以提高地基的强度，经过垫层的压力使地基的压实度得到了改善，这样以来就致使公路地基的变形得到有效的处理。另外，换土垫层还具有排水的作用，这样就能够使下部土层更好的沉降。

1 换土垫层的适用范围

近年来，换土垫层对软土地基存在的问题处理的较好，所以，对公路的质量有着直接的影响，其应用也越来越广泛。换土垫层的适用范围主要有：公路施工中的地基及暗沟、湿陷性土、素填土、膨胀土、冻胀土、杂填、淤泥质土以及暗塘的浅层等采取换土垫层的施工方式。

对于软土地基所使用的换土垫层处理，则是指将地基中存在的湿陷性冻土、膨胀土以及冻胀土等全部挖去，之后则换填具有强度高、密度大、稳定性好以及无侵蚀性的材料例如：砂砾土、碎石土以及素土等矿渣。然后对这些材料进行分层振压，确保材料的密实度。

2 换土垫层对材料的要求

2.1 灰 土

对于换土垫层所使用的材料来说，灰土属于较好的材料，在进行处理软土地基过程中的应用较为广泛。若要使用灰土作为填充材料，就需要对其进行体积的配比，一般情况下，常常使用28灰土或者37灰土。就灰土的材料来说，一般是粘土。由于对灰土的粒径是有要求，则粉质粘土是最好的应用材料。由于粘土的粒径较大以或者较小，则砂质粉土的质量就较差，若使用，就需要进行过筛。

2.2 砂 石

一般来说，砂石作为垫层材料，通常使用碎石、卵石以及中粗砂等。为了使垫层质量得到有效的保障，就需要控制好石子的粒径以及颗粒的含量。另外，还要使用砂石颗粒较均匀的材料，其中不能有其他杂物的掺杂。若所施工的土质属于本湿陷性黄土，就不能够使用较大粒径的砂石作为垫层的材料。若垫层过于薄弱，对换土垫层实施的处理效果就不明显。

2.3 粉质粘土

在进行换土垫层的处理时，就必须要求所使用的土料有机质的规定要具有详细的说明。一般情况下，土料有机质的含量要低于5%，则冻土以及膨胀土材料不能够在换土垫层作业使用。粉质粘土作为垫层材料，能够更好的应用于湿陷性黄土地区。另外，不能出现有碎砖、碎瓦以及较大的石块等现象。

2.4 粉煤灰

粉煤灰来源于发电厂烟筒里面的灰尘。粉煤灰要成为换土垫层中所使用的材料，就必须要符合换土垫层技术的要求。对于粉煤灰来说，其中则含有大量没有经过过滤的金属碎屑物，若使用大量的粉煤灰作为垫层的材料，对其就要考虑周围所处的环境。另外，对粉煤灰的颗粒要求必须要均匀，不能掺有其他的杂物，工程施工过程中不能有垃圾的存在。若要使用较细的粉砂或者细砂作为垫层材料，对石子的粒径就必须要有要求，则石子的较大粒径含量必须高于总重量的30%，而且最大粒径的砂石不得超过50 mm。另外，若进行施工的土质属于湿陷性黄土，就不能够使用较大粒径的砂石等材料作为垫层的材料，这样就可以确保垫层具有更好的质量，使工程造价得到更好的控制。

3 换土垫层的主要作用

3.1 减小公路路基的沉降量

随着换土垫层在软土地基处理中的普遍应用，在很大的程度上，减少了路基的沉降量。由于在地基浅层部分中，其沉降量占据总体沉降量的比例较多，通过对这部分沉降采取换土垫层施工措施，就可以确保公路沉降量的减少。与此同时，使用的换填材料通过对应力进行扩散作用，这样就可以减少下卧层的压力，进而也会导致下卧层沉降的减少。

3.2 能够提高地基承载力

由于地基下土层的抗剪强度与承载力存在着一定的联系，碎石以及砂石等作为换土垫层的填充材料，能够提高软土地的抗剪强度，这样就可以有效的提高地基的承载能力。

3.3 可以使膨胀土的胀缩得到消除

由于垫层在各个公路工程中所起的作用不同，但是，对于膨胀土地基来说，主要能够对膨胀土的胀缩起到消除的作用。所以，换土垫层法能够对淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、杂填土地基及暗沟以及暗塘等进行较好的处理。

3.4 可以使软弱土层的排水较快的固结

在软土地基中进行换土垫层施工的过程中，若路堤的基础不透水或者透水性较差，当与软弱土层进行直接接触的时候，由于荷载作用的产生，就会导致软弱土层不容易产生固结，这样就会产生较大的孔隙水压力。另外，还会造成地基强度产生降低现象以及产生塑性破坏的危险。由于碎石以及砂石等垫层材料具有良好的排水功能，并且其透水性较大，这样就会致使孔隙水压力快速的消除，这样就可以提高软土地基的强度，还使下软弱土层的固结得到更好的加速。

3.5 防止冻涨的产生

在换土垫层的施工中，粗颗粒垫层存在的孔隙较大，则毛细管就不会轻易产生，这样就可以避免寒冷地区地基产生冻胀现象，这就要求砂的垫层底要适应当地冻结的深度。

4 换土垫层的施工要点

①在进行砂垫层的施工中，就要求中粗砂的含泥量控制在5%之内。在施工之前，要将路基基底表面的浮土、淤泥以及杂物彻底的清除干净，在其两边要设定坡度，这样就可以防止塌方的出现。

②对砂料进行合理的配比，首先应该将砂、碎石进行均匀的拌合，再铺开压实。在进行砂料的碾压之前，根据其干湿程度以及气候情况，进行适当的洒水，这样就可以保证其具有较好的含水量，便于其更好的碾压，确保其密实度。

③对砂垫层要进行分层铺设以及分层压实，这样就可以使每层砂垫层得到有效的铺设。

④要保持砂垫层和砂石垫层的底面在同一个标高，对于不同标高，要实行先深后浅的碾压。

⑤还要控制砂石施工中的含水量。当基坑底面施工低于地下水位时，要一次性进行该土层的开挖，这样就可以防止水中作业的出现。

⑥对于面积较大的砂垫层施工，要分流水段进行施工，则其交叉的地方要做成台阶式斜坡。

⑦在冬季进行施工时，不仅要清除砂石中的冰块，还要避免砂石内水分冻结。

5 结 语

为了减少公路软土地基的沉降量，避免其他病害现象的产生，换土垫层对软土地基的处理越来越广泛。换土垫层施工技术的应用，不仅保证了整体公路的施工进度，还使公路的质量以及安全系数得到了一定的提高。另外，施工人员要对软土地基的施工进行有力的监督控制，加强施工人员施工技术的学习，这样以来就可以提高整体的施工技术，确保公路的高质量，延长公路的使用寿命。

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