蔡耀東

（廈門中平公路勘察設(shè)計院有限公,福建 廈門 361000）

0 引言

道路工程施工過程中， 軟土地基基礎(chǔ)含水量高、土壤孔洞縫隙較大、結(jié)構(gòu)壓縮性強、結(jié)構(gòu)強度低以及基礎(chǔ)滲透能力差等， 進而引起路基施工過程中各種問題，如果不能妥善處理，則會對工程質(zhì)量造成巨大影響。 開挖換填施工技術(shù)通常應用在軟土層基礎(chǔ)厚度較小的道路工程， 進而全面改善軟土路基施工情況。

1 開挖換填技術(shù)概論

1.1 開挖換填技術(shù)內(nèi)涵

開挖換填技術(shù)主要指的是將道路路基內(nèi)的軟土材料進行全面清除， 隨后使用穩(wěn)定性較高的土壤或者沙石進行結(jié)構(gòu)壓實和夯實處理。 道路工程施工進行開挖換填時，基礎(chǔ)深度應控制在2 m 內(nèi)。同時為了保證軟土路基道路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)穩(wěn)定性，需要使用分層填裝、 分層壓實以及檢測技術(shù)開展道路施工， 最終有效轉(zhuǎn)變道路工程地基承載力特點、抗形變能力以及穩(wěn)定能力，避免無法壓實而引起沉降。 道路工程建設(shè)過程中，軟土地基的淺層處理技術(shù)手段與深層處理技術(shù)手段完全不同。 地基淺層處理范圍的地質(zhì)結(jié)構(gòu)深度不大于5 m，否則需要使用深層處理技術(shù)。 淺層處理模式與深層處理模式相比較， 無論是技術(shù)操作還是設(shè)備應用都簡單便捷，成為道路路基施工的主要技術(shù)手段。

1.2 片石換填技術(shù)內(nèi)涵

片石換填技術(shù)在道路工程軟土地基中已經(jīng)成熟，可以在消耗少量建筑材料的情況下進行大范圍的地基處理。并且該技術(shù)使用過程中能夠保證道路使用質(zhì)量，完成高效、便捷的淺層軟土地基處理。使用片石換填技術(shù)處理軟基能夠最大程度降低淺層道路區(qū)域的沉降，增強地基實際承載能力，由于片石換填技術(shù)基礎(chǔ)透水性能較大，能夠在軟土地基結(jié)構(gòu)層中進行良好的排水，并且作為道路地基基礎(chǔ)空隙水壓連接通道，進一步加固道路墊層以下的軟土層，片石換填中所使用的片石可以在工程環(huán)境下就地取材,經(jīng)濟便捷。

2 道路工程軟基施工問題

2.1 計算技術(shù)處理不當

根據(jù)現(xiàn)階段我國道路軟基處理現(xiàn)狀進行分析，一般情況下，道路工程需要在基礎(chǔ)理論公式條件下構(gòu)建力學工程，并且在道路結(jié)構(gòu)軟基參數(shù)計算過程中，該技術(shù)在應用環(huán)節(jié)上，信息數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及參數(shù)計算相對比較便捷，有利于道路工程更加直觀且清晰地獲得參數(shù)計算結(jié)果，然而現(xiàn)階段我國大多數(shù)參數(shù)缺失問題會嚴重影響道路軟基處理效果和質(zhì)量水平。 在普通的道路軟基處理中效果較為可觀,但是在地基地形復雜區(qū)域,需要借助計算機技術(shù)在數(shù)值分析法中應用, 便于確定土體邊界條件,綜合考量導致地基變形、沉降條件,獲取精準可靠的計算結(jié)果。

2.2 勘探技術(shù)片面

在道路工程軟基處理之前，施工人員需對地質(zhì)條件和土壤性能進行詳細勘探， 選擇科學合理的勘探技術(shù)手段， 隨后通過地質(zhì)探查獲得相關(guān)建筑信息和數(shù)據(jù)， 進而為后續(xù)道路軟基處理方案提供可靠的理論根據(jù)， 加上現(xiàn)階段不同建筑工程的自然環(huán)境和地質(zhì)條件之間存在明顯差異， 所以僅依靠傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)局限性較大， 不能更好地滿足道路工程方案設(shè)計以及施工要求。 通常情況下，則需要通過靜態(tài)力量觸碰試驗技術(shù)、十字板剪切等試驗技術(shù)模式獲得更加精準和全面的數(shù)據(jù)。

3 道路工程軟基施工應用策略

3.1 軟土處理

道路工程實施過程中，軟基處理方案主要以結(jié)構(gòu)安全、工程穩(wěn)定、經(jīng)濟水平以及建設(shè)合理性等作為基礎(chǔ)原則，同時還應遵守道路工程處理原則，結(jié)合防治基礎(chǔ)建設(shè)思路， 將動態(tài)化的方案設(shè)計貫穿整個道路軟基施工各個環(huán)節(jié)， 及時調(diào)整和優(yōu)化軟基施工處理方案，確保路基管理水平。

3.1.1 軟基工程施工方案

軟基處理實施過程中，需要詳細參考施工標準及道路工程路基方案設(shè)計文件。 軟基沉降處理之后還需要按照標準需求進行參數(shù)控制。

3.1.2 工程穩(wěn)定參數(shù)計算

在道路工程軟基處理方面上，穩(wěn)定計算則需要使用科學、合理的應力計算方式，并且根據(jù)道路工程建設(shè)現(xiàn)狀，充分考慮工程穩(wěn)定系數(shù)的最大范圍。

3.2 換填片石施工技術(shù)

3.2.1 施工原則

使用石材換填技術(shù)時，需要使用單向中軸飽和強度以及抗壓強度大于30 MPa 的片石材料，所以針對此種工程實施方案，膨脹性巖石、易溶性巖石和鹽化巖石無法使用，需要優(yōu)先選擇花崗巖、閃長巖、玄武巖等巖漿巖。 道路工程實施過程中，由于換填片石材料自身普遍具備基礎(chǔ)壓實性能較高、透水性能較強以及建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)維度較大等特點， 軟基采用換填片石顆粒直徑不能大于30 cm，同時，道路工程項目處理大面積軟基地區(qū)時，首先應該針對部分路線進行試驗段操作，以明確軟基采用換填片石回填結(jié)構(gòu)厚度、碾壓操作技術(shù)以及后續(xù)維護標準等。 由于軟基邊緣一般使用片石料鋪筑，傳統(tǒng)技術(shù)處理模式無法確保道路壓實程度，一定程度上還需對路基邊部進行碼砌。

3.2.2 軟基采用換填片石試驗

軟基采用換填片石試驗主要指的是施工環(huán)境和場地相同條件下， 針對所使用填充原材料進行現(xiàn)場填筑和壓實， 所以在試驗階段需要使用大規(guī)模壓實設(shè)備以及施工儀器， 為此技術(shù)人員需要通過試驗壓實操作環(huán)節(jié)進一步明確軟基采用換填片石試驗能夠達到方案設(shè)計需求， 為大面軟基換填片石施工提供依據(jù)。

3.2.3 施工工序

施工前，對原地面進行場地清理，排除原地面積水，有地下水浸出地段要設(shè)置片石盲溝，把地下水排到路基范圍以外的永久性排水系統(tǒng)中， 完成填前碾壓工作。 地面橫坡大于1∶5 時，對原地面進行挖臺階處理，臺階寬度不小于2 m，臺階坡面內(nèi)傾4%， 并用小型夯實機具壓實, 由最低層臺階填起,然后逐臺向上填筑。做好原地面臨時排水，根據(jù)工地現(xiàn)場情況及設(shè)計要求開挖縱橫排水溝， 形成排水系統(tǒng)，將水引入附近河渠、低洼處，排水不得影響當?shù)厣a(chǎn)、生活，應保持施工場地干燥，保證工程正常施工。

3.2.4 控制要點

（1）攤鋪。 軟基換填處理施工方法采用挖掘機挖除設(shè)計換填厚度的軟土或淤泥，片石擺平放穩(wěn)，分層填筑。 每層壓實厚度不超過設(shè)計及規(guī)范要求。施工所需的片石取自于路基開挖的石方， 用汽車運至現(xiàn)場。

換填片石施工按水平分層，先低后高、分層填筑、分層壓實，填筑層厚一般控制在40~50 cm。 填筑前要劃灰格、插桿掛線，控制好攤鋪厚度，做好記錄。 石料抗壓強度相差較大時,應進行分層或分段換填，如不能分層或分段換填，應將強度較大的石料鋪于填筑層的下面， 且石塊不得過分集中或重疊，上面再鋪軟質(zhì)石料，要求表面平整、石塊穩(wěn)固，不得有空洞和石塊松動現(xiàn)象。

（2）壓實。 碾壓設(shè)備采用低頻高幅垂直式振動壓路機，設(shè)備基礎(chǔ)震動力量應在50 t 以上，為了保證軟基道路施工質(zhì)量， 應根據(jù)試驗區(qū)域獲得的標準參數(shù)進行結(jié)構(gòu)壓實， 首先用20 t 的振動設(shè)備靜態(tài)壓實2 遍，再啟動振動壓實3 遍，再用50 t 振動壓路機碾壓3 遍，碾壓時按“先輕后重、先靜后振、先低后高、先慢后快、輪跡重疊”的壓實原則進行碾壓，碾壓過程中做到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻一致，碾壓不到位的邊角處，采用小型夯壓機械按設(shè)計及規(guī)范要求夯壓密實。 采用硬質(zhì)石料填筑的路堤要進行邊坡碼砌， 邊坡碼砌的石料強度及幾何尺寸必須符合設(shè)計及規(guī)范要求， 并且采用不易風化的石料，石料形狀均勻規(guī)則、大面平整，最小尺寸不小于30 cm,邊坡碼砌必須與路基填筑同步進行。

3.2.5 驗收標準

（1）道路路基高度檢測。 在道路試驗區(qū)域進行高度檢測時，需按照檢測標準，使用水平設(shè)備測量出原始地面及平整之后的標準高度，通過計算，最終得出相關(guān)結(jié)論。

（2）數(shù)據(jù)實驗收集過程中，需由質(zhì)量檢測部門、施工技術(shù)部門以及信息測量部門在道路現(xiàn)場監(jiān)督，并且詳細記錄數(shù)據(jù)。

3.2.6 注意事項

路基處理完畢， 回填施工出現(xiàn)彈軟現(xiàn)象時，需分析原因，檢查處理深度,如處理深度不夠應作挖除處理，并加深處理深度，然后重新分層回填新材料再碾壓合格。 路基回填施工完畢后，壓實度達不到要求，其原因是碾壓遍數(shù)不夠，須及時增加碾壓遍數(shù)。

4 結(jié)語

軟土路基是一種常見路基模式，使用開挖換填法優(yōu)化道路路基，能夠有效完善道路路基，進一步強化路基基礎(chǔ)承載力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 軟土地基的承載力和穩(wěn)定性不足，如果未經(jīng)處理直接建造道路工程，可能在后期使用中出現(xiàn)沉降、裂縫等病害,影響路面行車安全。