浅层换填施工工艺在湛江环城高速公路项目中的应用

阳雄

摘要：路基换填是高速公路工程施工中的常见内容，合理应用换填施工工艺是保证换填质量的关键前提。本文以湛江环城高速公路项目为背景，着重围绕其中的浅层换填施工工艺方案、应用要点进行探讨，提出一些工作方法，涉及施工准备、换填试验等环节，并提出了详细的施工注意事项和质量控制措施，最终取得了良好的施工效果，以期起到抛砖引玉的作用。

关键词：环城高速路基施工浅层换填质量控制

1工程概况

湛江环城高速南三岛大桥（坡头至南三岛段）项目，起于湛江吴川市黄坡镇西坡，顺接汕湛高速公路化州至湛江段，于坡头镇博立村东侧北南走向跨越南三水道后进入南三岛，进入南三岛后路线经围岭村、下兴村西侧，最后到达终点，并与县道X666相交。

2路基換填施工工艺概述

高速公路施工中遇软基时，可采用换填的方法加以处理，其能够有效解决现场地质条件对工程的制约问题，进而保证公路的正常走线，以免采取绕道或其他方法。

软土路基换填施工时，首先确定施工范围内的软土，将该部分挖除干净，再向其中填入砾石或其他硬度较高的材料，经过新材料的回填后，提高路基的承载性能和稳定性，以便在该处高效完成公路其他结构的建设工作，并保证公路整体有足够的稳定性[1-3]。路基换填作为公路路基施工中的常见工艺形式，其基本不存在过多的施工难点，且材料的取用具有便捷性，通常可实现就地取材，缩短材料的运输距离，一方面给现场施工争取了充足的时间，另一方面减少了材料运输成本[4-5]。当然，虽然路基换填施工便捷、简单，但仍有诸多细节值得工程人员高度重视，如确定软土的挖除范围、选择合适的填料，整个施工过程均不可掉以轻心。只有在周全的考虑下才可有效保证软基处理效果。

3浅层换填施工工艺的具体应用

针对厚度超50cm的浅层软土，可采取先清淤、后回填石渣的方法加以处理，要求实测压实度至少达到90%，清淤作业产生的土方具有利用价值，例如用于弃土场复耕土层，也可作为中央分隔带种植用土。浅层换填施工时，按照逐桩外挖、逐桩填筑的思路有效推进施工进程，尽快组织开挖基坑的回填作业，为保证回填的密实性和平整性，宜采取依次回填、碾压的方法，以免留下质量隐患。材料选择方面，优先选用透水性材料，常见有砂砾、碎石等，要求所用材料无明显的风化现象。经过逐层回填、碾压后，安排压实度检测，确保实测结果满足要求。

3.1换填前的准备工作

（1）提前组织试验，确定满足施工要求的材料，向具有资质的供应商采购，安排材料进场，通过进场检验后予以入场。

（2）合理适配施工机械，在进场前对其做全面的检查，确认机械设备无异常后方可入场、投入使用。根据机械设备的运行特性，准备适量的易损件配件，以便在出现问题后可及时维修，以免因零部件供应不到位而影响工期。

（3）于主线右侧修建施工便道，有效宽度不小于4.0m。对于建筑弃料、矿渣，均可将其应用于便道修筑施工中，填筑并压实，保证便道的平稳性;为便道设横坡，于路侧设排水沟，以免因积水的存在而出现路面翻浆问题。

3.2换填试验

为给路基换填施工提供有效的指导，先选取具有代表性的路段，于该处组织试验，从中验证施工工艺的可行性，确定合适的参数。路段处理厚度共50cm，考虑到现场含水量偏大的特点，优先采取一层填筑到位的方法，若经过此环节的施工后无法满足要求，则以分层换填的方法施工。结构层中存在大量的大颗粒骨料时，将对正常压实作业造成影响，为此积极协调分层最小厚度与骨料最大粒径的关系，要求前者不小于后者的2倍。

具体至本试验段中，分层厚度按25cm考虑。具备一层碾压成型的条件时，试验阶段的松铺系数取1.2，密切关注实际情况，对该参数做合理的调整;对于分层换填的部分，松铺厚度取30cm，在此条件下组织试验。无论何种碾压方式均按照先轻后重、先慢后快的基本思路操作。依次安排1遍静压、1遍微振动压实处理，再组织强振压实作业，此环节压路机的运行速度稳定在2.0～2.5km/h，并尽可能保持匀速运行状态。待压路机振压至第二遍时及时检测压实度，后续每隔1遍检测1次，采集实测数据，直至压实度达到93%为止。对于试验路段施工中的各项参数，均要得到完整的记录，作为质量分析的依据。经过试验后确定最为合适的换填施工方法，保证总换填厚度、分层厚度、压路机运行速度等各项参数均具有合理性，以便进行大规模的换填。

3.3路基换填施工技术

按流程富有秩序性地推进路基换填施工进程，关键环节及要点，具体如下。

3.3.1 测量放样及图纸绘制

以确定的挖除深度和范围为准，在指定位置测量放样，以撒石灰线的方法形成醒目的标记;根据实际情况绘制开挖断面图，先对其做详细的检查，再交由监理工程师复核。

3.3.2 路槽的开挖

根据施工要求修筑便道;配套挖掘机和自卸车，两者联合作业，做到连续开挖。随着开挖进程的推进，待其实际位置达到设计要求的断面后，若仍存在不满足工程要求的材料，及时将实际情况与监理工程师沟通，确定合适的宽度和深度，继续挖除，然后安排换填。开挖采取挖掘机为主、人工辅助作业的方法，即绝大部分均由机械设备开挖，剩余15cm安排人工清槽，此举可避免超挖。

3.3.3 含水量的控制

路槽开挖后全面清理其中的杂物，然后检测基底土的含水量，若该值在最佳含水量的±2%以内，则满足要求。针对实测结果超出许可范围的情况，采取相应的处理措施，例如含水量偏低则以洒水的方法提高该值，含水量偏高则将土摊开、晾干。待基底土的含水量得到有效的控制后，绘制横断面图。为了保证图纸的准确性，交由监理工程师复核、签字确认，在此前提下方可正式安排换填作业。

3.3.4 换填砂砾

按要求完成基底处理工作后，对基底做详细的检查，若无异常则测放中桩、边桩，放出护桩，给换填施工提供参照基准。以测放的线路中线和边线为准，按50m的间距依次布置中心桩（遇曲线段时，加密至5～10m）。经计算后，确定各段路基填筑施工所需的材料用量，在专员的指挥下安排车辆进场，开始换填。换填宽度略大于路基边角50cm，以免局部换填不密实。

3.3.5 摊铺平整

换填料卸载至指定位置后用推土机将其摊平，待实测结果满足松铺厚度要求后，进一步用平地机精平;考虑到排水要求，设2%～4%的横坡。压路机轮与地面呈均匀接触的状态，在此前提下方可组织碾压作业，否则易导致局部的压实度不足[6]。

3.3.6 碾压

设备以自行式振动压路机为宜，行驶速度控制在3～4km/h，先稳压后振压，速度先慢后快，逐步提高速度后，将其稳定在合理的区间内。从两侧开始碾压，有序向中间部位推进，相邻区段纵向重叠2.0m，横向接头重叠量控制在0.4～0.5m，对整个换填路基做全方位的碾压，避免漏压。期间及时安排质量检测，判断压实度和平整度，用实测数据指导工作的开展。

3.3.7 质量检测

碾压是提高路基压实度、平整度的关键途径，因此在施工期间以及施工后加强质量检测具有必要性，用数据及时反映实际情况，若有异常则妥善处理，直至满足要求为止。具体而言，对于最后两遍的碾压，在该阶段应安排沉降差观测，若实测结果显示其在2mm以内，则满足要求。碾压遍数达到要求后，以目测的方法初步判断施工情况，要求换填路基的表面无压路机的痕迹，保持平整、均匀的状态，不可出现局部凹凸、粗细集料离析等问题。现场测量人员及时跟踪测量，根据预先确定的遍数完成碾压后，若实测结果不满足要求，适当增加碾压遍数，直至施工质量完全达标为止。简言之，路基换填的质量检测应具有全面性、持续性。

4换填施工注意事项

换填施工全流程中涉及诸多要点，因此需要准确把控各项施工注意事项，以免出现质量问题。

换填砂砾前，先开挖合适尺寸的路槽，并将该处残留的浮土、杂物清理干净。路基摊铺前，先用推土机粗平，再进一步采取平地机和人工作业的综合型方案进行精平，确保施工后的作业面具有平整性。设计时，项目单位应挑选强度较高、稳定性好、透水性较强的砂料、素土、灰土、工业废渣等材料进行施工，不能将淤泥、盐渍土、膨胀土、沼泽土、有机土、生活垃圾、树根以及具备腐蚀性的物质作为施工材料，若施工时只能选用这些性能不佳的材料，应额外添加适量的外加剂固化以起到优化土体的效果。项目选择的所有施工材料必须保证符合《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610-2019）的规范。为避免填料分布不均、局部集料离析等问题，积极从材料着手，挑选优质的材料用于填筑。若由于施工方面的原因而导致粗细集料离析，及时委派专员深入现场做全面的检查，发现其中的问题，妥善处理。

项目单位可通过观察压实度来判定路基质量的好坏，而项目压实度又与土壤干密度情况有密切联系，干密度性能越好，也将促使路基的压实效果得到增强。取得高干密度的必要手段是压实路基，因此项目施工过程中，施工人员必须选择最科学的压实方法及最适宜的压实机械来进行施工，从而有效提升整体路基的压实度。碾压过程中，施工人员应严格参照先轻后重、先边后中、先慢后快的顺序有序开展施工。其中，直线段应从路肩开始朝着中心的方向施工，曲线超高段则应从内侧路肩开始朝着外侧路肩的方向施工，严禁施工人员胡乱碾压，尤其禁止从中间开始朝两边方向施工，这样做的目的是防止中间土在压力作用下向两侧偏移，从而出现中央低、两侧高的“盆地”现象。

同时，由于项目单位选择的碾压机械有所不同，同样会影响最终路基的压实效果，目前的公路项目对压路机械的性能提出了更高的要求，只有确保压路机械的振动重量超出24t，才能确保最终的压实效果满足设计标准，若情况特殊甚至要求压路机的振动重量达到40t。因此，随着施工进程的推进，不同环节都应选择不同的施工设备，例如，项目初期阶段，施工人员可借助光轮压路机先初步碾压定型地基，随后启动震动重型压路机再次夯压。通常，每个路段都应反复碾压6～7遍，直至其密实度达到设计规定的标准，然而考虑到施工进展过程中并不能随时测量其压实度，因此，施工人员往往是通过观察压路机路过是否留下轮迹，确保没有轮迹才算完成。整个碾压过程中表面必须一直保持湿润，最好确保其一直处于最佳含水量之中，严禁直接干压，若碾压过程中出现松散、起皮、弹簧等问题，应将该部位刨开后再次进行碾压。

项目整个路基的压实度往往会随着深度的递进而逐渐减少，通常靠近面层的5cm区域内，压实效果最佳，由此可见，若是路基厚度较大，必要时应采取分层碾压的方法开展施工，也就是在下一层密实度到达设计标准后，再开始对上一层进行夯压。经分析，项目单位应将每层厚度控制在0.3m左右，这样能够使得最终路基的压实效果达到最佳。在不同的项目中，每层具体的厚度应根据实际情况决定，通常最厚不得超出0.5m、最薄则不得小于0.1m，若厚度超出标准都将有可能影响最终的压实效果。对于压路机无法触及的部位，可采用机夯做有效的压实处理，保证各部位的实测压实度均满足要求。压实过程中，驾驶人员严格听从指挥，控制压路机的运行姿态，禁止在正在碾压的路段调头或急刹车。

5换填质量控制措施

为全面保证路基换填效果，在各环节的施工中，均采取有效的质量控制措施，做到及时发现问题以及快速处理问题，从源头上保证路基换填的质量;施工后，安排质量验收，对整个换填路基做系统性的判断。结合实际工程环境，提出在路基换填施工中的关键质量控制要点，具体有如下几点。

（1）以换填施工要求为准，选择优质的换填材料。一方面，要求换填料在透水性、粒径等方面均满足要求，以此来提供材料层面的质量保障;另一方面，在换填材料满足要求的前提下，尽可能做到就地取材、就近取材，从而缩短运输距离，及时给施工现场提供优质的材料，同时此举对于减少材料运输成本也有积极作用。

（2）换填材料进场时，对其做详细的检查，要求各批次材料均有合格签证记录，禁止任何不达标的材料入场。

（3）施工期间，加强对换填砂石原材料的保护，以免其受到污染。各施工层面不可形成积水，为此可修筑合适坡度的排水横坡;对边坡做精细化的修整，保证具有足够的平顺性。

（4）换填时，加强对各项参数的控制，具体体现在换填厚度、碾压遍数、碾压设备运行速度等方面，施工阶段便要注重检查，及时发现问题并妥善处理，以免后续造成大范围的不良影响。

（5）施工单位加强人才培训，强化员工的工作意识，提高其作业水平，在人才软实力的支持下，加之优质材料、机械设备的配合，高效完成浅层换填施工作业。

6结语

综上所述，路基换填施工技术在公路建设中具有举足轻重的地位，经过换填后，原有的软弱路基可转变为稳定、密实的状态，有利于公路后续建设工作的开展。施工单位可根据工程实际条件合理选用换填施工技术，注重材料选择、机械设备配套、参数控制等关键作业内容，加强施工质量控制，保证换填效果。

参考文献

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[2]王珊.高速公路路基沉降监测与预测方法的研究[D].唐山：华北理工大学，2019.

[3]许飞.公路软土路基加固处理及沉降分析[D].合肥：安徽建筑大学，2020.

[4]杨栋.公路工程施工中软基处理措施分析[J].江西建材，2021（6）：187，189.

[5]段吉兵.公路高路堤下軟基处理中采用挖除换填法的可行性[J].工程建设与设计，2019（19）：60-62.

[6]张科.城市道路施工中路基换填技术的应用[J].工程建设与设计，2021（12）：131-133.