公路橋梁工程軟土地基施工工藝

周孝力

（中交建筑集團有限公司，北京 100022）

1 引言

目前，我國正在積極開展公路橋梁建設(shè)。在公路橋梁建設(shè)過程中，往往會碰到一些軟土地基。軟土地基的承載能力較低[1-2]，無法在其基礎(chǔ)上直接修建路橋，若不采取合適的施工工藝，會對路橋質(zhì)量造成很大的影響。所以，在公路橋梁建設(shè)中應對軟土地基施工工藝進行深入研究。

2 工程概況

海口市長天路南延長線工程施工2 標，從樁號ZBK0+000起，終止于ZBK3+200，總長度為3.2 km。道路采用雙向四車道、設(shè)計車速為60 km/h。椰海大道跨線橋處只有紅綠燈和綠化所用的椰子樹等，四周沒有較高的建筑物，剩下的是田地或荒地、魚池。地面平整，施工公路通行無阻礙。該項目沿途水塘段包括表面淤泥地段，采用換填法，將表面的雜土清除后，一直將淤泥層清除到原狀堅硬的土壤，用50 cm 厚片石填充，填充完畢后，將其碾壓平整。

3 片石選擇

在工程施工過程中，一般采用山體爆破設(shè)備挖掘片石墊層換填材料，其中有些石料的技術(shù)參數(shù)與技術(shù)要求均不能滿足設(shè)計及規(guī)程的要求，特別小的壓力就能將石料壓碎。該項目片石墊層換填材料根據(jù)設(shè)計和規(guī)程要求，顆粒直徑超過4 cm的中硬巖石在總量中所占比例應大于70%，石料強度應大于15 MPa，換填材料的不均勻率不大于20%。使用強風化石頭或松軟巖石回填路基時，要根據(jù)設(shè)計和規(guī)范（規(guī)程）要求對其承載率進行檢測看其是否滿足要求，承載率不達標，不能用來填筑路基。換填片石的最大粒徑應不大于2/3 的換填層厚。因換填片石顆粒尺寸較大，通常采用40～50 cm 的回填厚度。換填片石采用大型振動式壓路機進行碾壓。該項目采用的是50 t激振力的振動式壓路機進行碾壓。

4 施工工藝

片石換填施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 片石換填施工工藝流程

4.1 施工準備

開工之前，先清除干凈原地表，處理掉場地內(nèi)的雜草、生活垃圾土、污泥、樹根、腐爛土以及其他不適合作為填筑材料的泥土。將原地表積水排出，并布設(shè)片石（或碎石）盲溝于有地下水淋洗的區(qū)域，排出地下水至路基之外的長久性排水體系，清理樹根、野草及污泥等，從而達到填前壓實的要求。若地面橫坡超過1∶5，在原有土地開挖臺階（寬至少為2 m，坡面向內(nèi)傾斜率為4%），使用小型夯實機進行夯實，從最下面的臺階開始填充，再一層一層往上填。做好原土地的臨時排水工作，以施工場地實際條件和設(shè)計規(guī)定為依據(jù)，挖出縱向及橫向排水溝，構(gòu)成排水體系，把水引到鄰近的水道和坑洼地，排出的雨水不能對本地居民的生產(chǎn)與生活造成影響，使工地保持干爽，確保項目順利進行。

在充分了解設(shè)計圖紙及施工標準的前提下，開展施工現(xiàn)場核查、施工勘察，如有問題，需立即提出改正建議并呈報上級批準。由于填料不相同，其壓實厚度、施工參數(shù)、質(zhì)量要求均有差異。基于開挖完的石料采樣與測試成果，根據(jù)巖體技術(shù)特性對沿程各類填充材料分類，分析填料技術(shù)特性，為施工機器的選取和質(zhì)量測試提供有效的信息。

4.2 換填片石試驗段

壓實測試段是指在與施工場地和施工難度一致的條件下，對選擇的填方材料當場進行填充，并測試施工后的壓實性。測試段采用用于大型工程的壓實機及其他施工機械，由壓實測試段施工結(jié)果確定相關(guān)施工參數(shù)，如鋪筑厚度、最大粒徑、壓實次數(shù)、機具與人力組合、松鋪厚度、壓實系數(shù)和壓實效應等，并合理設(shè)計施工流程，為大范圍片石換填施工奠定基礎(chǔ)。

4.3 填筑、攤鋪、碾壓

在軟土基礎(chǔ)上進行換填是通過挖掘機挖出不滿足施工要求的軟弱土或污泥，片石擺平放穩(wěn)，分層回填。各層碾壓厚度不得大于設(shè)計和規(guī)范規(guī)定。用于項目的片石是從路基（或采石場）挖掘并使用車輛運輸?shù)焦さ氐氖瘔K。

根據(jù)橫向分層，由低到高、分層回填并碾壓[3]的方法進行換填片石作業(yè)，通常每層填土厚在40～50 cm。填土之前，必須畫出灰格、插桿掛線，掌握鋪筑厚度，完成抄平。石料抗壓強度差異很大時，填筑要分層或分段進行，若無法分層或分段進行時，則在填筑層下方鋪設(shè)高強度的石塊，石頭不能太密集或堆疊，表面應平坦，石料要牢固，不能出現(xiàn)空洞與石料松散情況。按照石料顆粒尺寸和組成選擇不同的攤鋪方式：逐步法攤鋪用于大顆粒石料，在新填充的松散料上，運料車輛由低到高、從兩邊向中間慢慢往前倒料，及時用220 型推土機鋪平整。局部坑凹處配合人工用小石塊、石渣、石屑找平。對細料含量較多的石料宜采取向后退攤鋪法，即在已碾壓完的層面讓裝料車輛后退倒料，將料集中堆成梅花形，用推土機鋪平整。

粒徑＞25 cm 的石料用工人攤鋪時，先將大顆粒的石料鋪填，大頭向下，小頭朝上，安放穩(wěn)定，緊貼在一起，然后攤鋪小石塊，放置尺寸要一致，接著找平用小石頭或石渣，填縫用石屑，最后碾壓。粒徑＜25 cm 的石料用工人鋪筑時，應分層鋪筑整平，但要防止大塊硬石頭聚集，石塊顆粒尺寸要一致，分層壓實。

碾壓前，先鋪好換填片石，填筑物最大顆粒尺寸應小于2/3 填筑層厚，如顆粒太大，需人工分解，不能分解就去除，若回填石料級配不佳、石塊之間間隙很大時，則應在各層表面間隙中用石渣、石屑或中粗砂填充，直到塞滿間隙。鋪筑結(jié)束后，表面應平坦，沒有高低不平的石塊、波紋、顯著的孔隙等情況。選用激振力大于50 t 的低頻率高幅垂直式振動壓路機，按照測試段所得的施工參數(shù)實施碾壓，先使用20 t 振動壓路機靜壓2 次，再打開振動模式壓實3 次，然后選50 t 振動壓路機將路面再壓3 次，碾壓按照“從輕到重、先靜壓后振動、由低到高、先緩慢后快速、車轍交疊”的準則進行，壓路機在此期間應保持勻速運行，最大車速不得大于4 km/h。壓實直線部分從路邊向路中進行，從而構(gòu)成路拱橫坡；壓實半徑較小的彎道處應從內(nèi)到外、從低到高，促使單向超高橫坡產(chǎn)生；縱向碾壓用進退法；橫向交接處碾壓應至少重疊0.5 m，前后鄰近路段縱向碾壓重疊要在5 m 以上。碾壓時，保證不漏壓、不留死角且碾壓勻稱，對邊緣無法壓實的部分，根據(jù)設(shè)計和規(guī)范規(guī)定使用小型夯壓設(shè)備夯實。

路堤填料使用硬石頭時，應實施邊坡碼砌，所用石塊強度和規(guī)格都應滿足設(shè)計與規(guī)范規(guī)定，且很難被風化，其外形勻稱規(guī)整，大面平坦，粒徑至少30 cm，碼砌邊坡并同時回填路基。圖2 為片石換填施工。

圖2 片石換填施工

結(jié)束片石填充后，根據(jù)設(shè)計標準在其頂部鋪設(shè)碎石墊層，并從沿途的料場取料，用車輛拉到工地。工人和裝載機共同協(xié)作將碎石墊層鋪平，碾壓用振動壓路機。碎石墊層應使用干凈的干石塊，壓碎值與磨耗率均應達到設(shè)計和規(guī)程的規(guī)定，并保證顆粒大小一致，有明顯棱角，不能夾雜風化石與別的雜質(zhì)，顆粒大小以20～50 mm 為宜，0.075 mm 以下顆粒所占比例應在3%以下，含泥量要小于5%。完成碎石墊層鋪筑后，使用大于20 t 的振動式壓路機進行碾壓，通過當場自檢、互檢及專檢均符合標準后，由監(jiān)理工程師查驗達標后，方可繼續(xù)下一步作業(yè)。

4.4 試驗檢測

換填片石用沉降差法檢查其壓實品質(zhì)。先順著縱向在碾壓完的片石墊層上布點，在布點的位置用筆做明顯的記號，并標注出里程樁號。高程（或相對高程）用水準儀進行測量，可在測點上安放1 塊10 cm 長、50 mm 厚，外表平坦的木板作為尺墊，以降低偏差。用超過20 t 振動壓路機以2.0～4.0 km/h 的速度，頻率30 Hz 碾壓8 次后，進行檢驗，碾壓完禁止存在顯著車轍。之后將每一點高程（或相對高程）用水準儀測量出來，每一測點在碾壓前、后的高差即為該點的壓實沉降差。如最高壓實沉降差不超過5 mm，平均值不超過3 mm，標準差小于2時，則判斷為達標。

5 片石換填注意事項

用換填法施工時，應注意以下幾方面。

1）徹底清除換填段所有的軟土層，并在路基最下面的地基上再往下深入挖掘，把該片所有泥土徹底清除，保證清除掉一切結(jié)構(gòu)疏松土，以防因更換不完全造成換填作用不顯著。需篩選用于換填的片石，級配不一樣的石料要區(qū)分放置，并根據(jù)對應的標準分層回填，保證用片石回填的路基構(gòu)造保持穩(wěn)定。片石換填過程中，應分層進行碾壓，壓實全部片石，增加路基承重力。

2）在進行片石換填施工作業(yè)過程中，項目施工單位一定要安排專人對換填施工中的各個環(huán)節(jié)進行定期或不定期檢查，通過檢查環(huán)節(jié)，就可以及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，必要時還可以協(xié)調(diào)召開專題調(diào)度會，改善優(yōu)化整體施工環(huán)節(jié)。例如，要在片石回填施工時，對回填的強度是否符合施工要求進行檢測；在對路基進行壓實作業(yè)時，要對壓實的強度是否達標進行檢測，只有當所有檢測數(shù)據(jù)完全符合要求，才可以進入下一步施工環(huán)節(jié)。

3）在對軟基片石進行回填作業(yè)時，要隨時征求工程監(jiān)理的施工建議，并在充分論證的基礎(chǔ)上，按照施工監(jiān)理的建議做好施工整改，以防止發(fā)生各類工程質(zhì)量問題。同時，技術(shù)檢測人員要做好整改施工復核工作，以此來確保整體施工質(zhì)量。

4）在片石換填施工前，一定要保證施工區(qū)域的干凈和干燥。如存在浮土等雜物時，要事先清理干凈，保證施工區(qū)域的干凈整潔；如存在路基凹凸不平情況時，要在回填作業(yè)完成后進行找平作業(yè)；如施工時處于下雨或地下水充盈時，要及時采取排水處理措施，始終保持基坑處于干燥施工環(huán)境，以此來保證回填作業(yè)的整體穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

綜上所述，片石換填技術(shù)的特性是取材便捷、施工容易、施工時間短、對路基穩(wěn)定性有顯著提高作用等，在軟土地基處置中具體良好的應用效果。本文以具體項目為例，對解決路橋工程軟土地基問題時的片石換填施工技術(shù)重點進行了論述，最終提高了路基的承載能力和穩(wěn)定性，保證了路橋工程的總體施工質(zhì)量。