換填法處理市政道路軟土路基的研究

廖霞柳　（安徽水利開發股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

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換填法處理市政道路軟土路基的研究

廖霞柳（安徽水利開發股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

為處理淤泥質土、淤泥和沖填土等飽和粘性土路基，文章介紹了換填法處理軟土路基的原理和方法，實踐證明，換填法處理軟土路基可以提高路基的承載力并解決路基的沉降和穩定問題，使道路在使用期間不致產生不利的沉降和沉降差。

路基加固；軟土路基； 換填法

1　換填法概述

換填法就是將路基及底下一定范圍內的軟弱土層挖去，然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時以人工或機械方法分層壓、夯、振動，使之達到要求的密實度，成為良好的人工地基。當地基軟弱土層較薄，而且上部荷載不大時，也可直接以人工或機械方法（填料或石填料）進行表層壓、夯、振動等密實處理，同樣可取得換填加固路基的效果。

換填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結的吹填土等地基處理，以及暗塘、暗浜、暗溝等淺層處理和低洼區域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理；用于膨脹土地基可消除地基土的脹縮作用，用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性，用于山區地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不勻以及巖溶與土洞等，用于季節性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。

當采用換填法進行地基處理時，應根據荷載性質和量級、場地工程地質資料及環境條件并結合施工機械設備與當地材料來源等進行綜合分析，合理進行換填設計，選擇換填材料和相應的施工方法。

2　工程案例概況

某城市道路屬城市路網骨架中東西方向主干路，其中車行道寬度12m，兩側人行道及綠化帶寬度為2 ×14m。 該地段所處地層巖性以第四紀海底沉積物為主，表層土多為淤泥質粉質粘土，厚度0.2m～0.7m，灰黃色，重度=17.5kN/m3，孔隙比e=1.14，液性指數1.08，軟塑流塑狀態；第二層土為粉質粘土，厚數2.6m～2.8m，灰黃色，重度=19kN/m3，孔隙比e=0.89，液性指數0.98，軟塑狀態；第三層土為淤泥質粉質粘土，灰色，重度=18.1kN/m3，孔隙比e=1.06，液性指數1.13，軟塑流塑狀態。該路段土壤含水量較大，多處于飽和狀態，潛層水埋藏較淺，工程地質條件對道路工程較為不利。

3　軟弱土層進行換填處理

由于本路線地質現狀均為軟弱地基，受沿線場地高程限制，路面設計高程無法提高，且路基形成后應滿足建設運輸車輛使用要求，為此對本路段軟弱土層進行換填處理。換填材料采用粒料石灰土混合料，材料質量配合比為：石灰∶土∶粒料=10%∶40%∶50%。粒料石灰土混合料7d抗壓強度應大于0.5MPa；機動車道換填總厚度為100cm，分3層填筑，第一層填筑厚度為60cm，粒料最大粒徑應小于20cm，采用15t壓路機進行輾壓，按路床標準進行檢驗；第二、三層填筑厚度均為20cm，粒料最大粒徑應小于10cm，按道路基層標準進行檢驗。為滿足行車要求，設3cm石屑磨耗層。土方量計算表中按90cm計算，主要考慮路基沉降量和面層基層施工時清理厚度。非機動車道換填總厚度為80cm，第一層換填厚度與機動車道相同，第二層為20cm石灰土，灰土配合比為12:88，石灰土混合料7d抗壓強度應大于0.5MPa。

圖1　路基換填結構

機動車道路面層結構至上而下為：4cm中粒式瀝青混凝土上面層；6cm粗粒式瀝青混凝土下面層，透層瀝青，2×20cm粉煤灰水泥碎石（二灰碎石）基層；20cm粉煤灰、石灰、水泥、碎石（三灰碎石）底基層，粒料石灰土換填層。非機動車道路面結構至上而下為：3cm細粒式瀝青混凝土上面層，4cm中粒式瀝青混凝土下面層，透層瀝青，20cm粉煤灰水泥、碎石（二灰碎石）基礎、石灰土換填層。

4　施工關鍵技術說明

①粒料石灰土層施工中的關鍵是將粒料石灰土層加密到設計要求的密實度。加密的方法常用的有振動法（包括平振、插振、夯實）、水撼法、碾壓法等。這些方法要求在基坑內分層鋪筑，然后逐層振密或壓實，分層的厚度視振動力的大小而定，一般為15～20cm，每層鋪筑厚度不宜超過60cm。分層厚度可用樣樁控制。施工時，應將下層密實度經檢驗合格后，方可進行上層施工。

②鋪筑前，應先行驗槽。浮土應清除，邊坡必須穩定，防止塌土。基坑（槽）兩側附近如有低于地基的孔洞、溝、井和墓穴等，應在未做墊層前加以填實。

③開挖基坑鋪設粒料石灰土時，必須避免擾動軟弱土層的表面，否則坑底土的結構在施工時遭到破壞后，其強度就會顯著降低，以致在路面結構荷重的作用下，將產生很大的附加沉降。因此，基坑開挖后應及時回填，不應暴露過久或浸水，并防止踐踏坑底。

④粒料石灰土底面應鋪設在同一標高上，如深度不同時，基坑地基土面應挖成踏步或斜坡搭接，各分層搭接位置應錯開0.5m～1.0m距離，搭接處應注意搗實，施工應按先深后淺的順序進行。

⑤人工級配的粒料石灰土應將粒料石灰土拌和均勻后，再行鋪填搗實。

⑥搗實粒料石灰土時，應注意不要破壞基坑底面和側面土的強度。因此，對基坑下靈敏度大的地基土，在粒料石灰土最下一層宜先鋪設一層15～20cm的松砂，只用木夯夯實，不得使用振搗器，以免破壞基底土的結構。

5　換填路基質量檢驗

換填路基質量檢驗包括：分層施工質量檢查和工程整體質量驗收。

5.1分層施工的質量標準

根據路基施工技術規范粒料石灰土的壓實系數一般應達到0.95。粒料石灰土的分層施工質量可選用環刀壓入法：環刀容積2×106～4×106mm3，徑高比1∶1。并采用定向筒壓入。環刀內粒料石灰土樣應（不包括尺寸）大于10mm的泥團或石子。測點布置：每200m每壓實層測4處。

5.2路基彎沉觀測

彎沉值反映路基上部的整體強度，彎沉值達到設計要求的路基是路面承載力和耐久性的基本保證。如果彎沉值過大，其變形也就越大，路面各層也 就容易破裂。回彈彎沉值測試應用貝克曼梁法，采用10t標準車測得。為檢驗路基的處理效果和承載能力，對試驗路段進行了30d、60d和100d的彎沉檢測，檢測結果見表1。

不同時間路基頂部的代表彎沉值（1/100）mm　表1

從測試彎沉的結果，可以看出隨著時間的增加，路基的代表彎沉值越來越小，其路基承載能力在增加，并滿足《公路工程質量檢驗評定標準》（JTJ-2004）規定：在路基施工完成后對路基頂面進行彎沉值檢測，其彎沉值“不大于設計計算值”。

6　結語

通過對換填后路基分層施工質量檢驗和路基工程質量的整體驗收試驗表明：經過換填處理的人工路基，可以把上部荷載擴散傳至下面的下臥層，以滿足上部路面結構所需的地基承載力和減少沉降量的要求。當路基下面有較軟土層時，也可以加速軟弱土層的排水固結和強度的提高。該處理方法對改善軟土地基的承載能力和變形性能都有良好的效果，明顯地提高了地基抵抗變形的能力，使地基沉降趨于均勻。試驗路段的檢測結果能夠達到各項使用指標。

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U416.1

A

1007-7359(2016)03-0188-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.069

廖霞柳（1982-），女，安徽祁門人，畢業于南京大學，本科，工程師。