周孝力

（中交建筑集團(tuán)有限公司，北京 100022）

1 引言

目前，我國(guó)正在積極開(kāi)展公路橋梁建設(shè)。在公路橋梁建設(shè)過(guò)程中，往往會(huì)碰到一些軟土地基。軟土地基的承載能力較低[1-2]，無(wú)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(huì)對(duì)路橋質(zhì)量造成很大的影響。所以，在公路橋梁建設(shè)中應(yīng)對(duì)軟土地基施工工藝進(jìn)行深入研究。

2 工程概況

?？谑虚L(zhǎng)天路南延長(zhǎng)線工程施工2 標(biāo)，從樁號(hào)ZBK0+000起，終止于ZBK3+200，總長(zhǎng)度為3.2 km。道路采用雙向四車道、設(shè)計(jì)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(shù)等，四周沒(méi)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(wú)阻礙。該項(xiàng)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(jiān)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(guò)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(jì)及規(guī)程的要求，特別小的壓力就能將石料壓碎。該項(xiàng)目片石墊層換填材料根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)程要求，顆粒直徑超過(guò)4 cm的中硬巖石在總量中所占比例應(yīng)大于70%，石料強(qiáng)度應(yīng)大于15 MPa，換填材料的不均勻率不大于20%。使用強(qiáng)風(fēng)化石頭或松軟巖石回填路基時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范（規(guī)程）要求對(duì)其承載率進(jìn)行檢測(cè)看其是否滿足要求，承載率不達(dá)標(biāo)，不能用來(lái)填筑路基。換填片石的最大粒徑應(yīng)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(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。該項(xiàng)目采用的是50 t激振力的振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)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(zhǔn)備

開(kāi)工之前，先清除干凈原地表，處理掉場(chǎng)地內(nèi)的雜草、生活垃圾土、污泥、樹(shù)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(zhǎng)久性排水體系，清理樹(shù)根、野草及污泥等，從而達(dá)到填前壓實(shí)的要求。若地面橫坡超過(guò)1∶5，在原有土地開(kāi)挖臺(tái)階（寬至少為2 m，坡面向內(nèi)傾斜率為4%），使用小型夯實(shí)機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，從最下面的臺(tái)階開(kāi)始填充，再一層一層往上填。做好原土地的臨時(shí)排水工作，以施工場(chǎng)地實(shí)際條件和設(shè)計(jì)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(duì)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(xiàng)目順利進(jìn)行。

在充分了解設(shè)計(jì)圖紙及施工標(biāo)準(zhǔn)的前提下，開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)核查、施工勘察，如有問(wèn)題，需立即提出改正建議并呈報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)。由于填料不相同，其壓實(shí)厚度、施工參數(shù)、質(zhì)量要求均有差異?；陂_(kāi)挖完的石料采樣與測(cè)試成果，根據(jù)巖體技術(shù)特性對(duì)沿程各類填充材料分類，分析填料技術(shù)特性，為施工機(jī)器的選取和質(zhì)量測(cè)試提供有效的信息。

4.2 換填片石試驗(yàn)段

壓實(shí)測(cè)試段是指在與施工場(chǎng)地和施工難度一致的條件下，對(duì)選擇的填方材料當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行填充，并測(cè)試施工后的壓實(shí)性。測(cè)試段采用用于大型工程的壓實(shí)機(jī)及其他施工機(jī)械，由壓實(shí)測(cè)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(shí)次數(shù)、機(jī)具與人力組合、松鋪厚度、壓實(shí)系數(shù)和壓實(shí)效應(yīng)等，并合理設(shè)計(jì)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(jìn)行換填是通過(guò)挖掘機(jī)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(jì)和規(guī)范規(guī)定。用于項(xiàng)目的片石是從路基（或采石場(chǎng)）挖掘并使用車輛運(yùn)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(jìn)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(qiáng)度差異很大時(shí)，填筑要分層或分段進(jìn)行，若無(wú)法分層或分段進(jìn)行時(shí)，則在填筑層下方鋪設(shè)高強(qiáng)度的石塊，石頭不能太密集或堆疊，表面應(yīng)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(yùn)料車輛由低到高、從兩邊向中間慢慢往前倒料，及時(shí)用220 型推土機(jī)鋪平整。局部坑凹處配合人工用小石塊、石渣、石屑找平。對(duì)細(xì)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(jī)鋪平整。

粒徑＞25 cm 的石料用工人攤鋪時(shí)，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(shí)，應(yīng)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(shí)。

碾壓前，先鋪好換填片石，填筑物最大顆粒尺寸應(yīng)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(jí)配不佳、石塊之間間隙很大時(shí)，則應(yīng)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(yīng)平坦，沒(méi)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(dòng)壓路機(jī)，按照測(cè)試段所得的施工參數(shù)實(shí)施碾壓，先使用20 t 振動(dòng)壓路機(jī)靜壓2 次，再打開(kāi)振動(dòng)模式壓實(shí)3 次，然后選50 t 振動(dòng)壓路機(jī)將路面再壓3 次，碾壓按照“從輕到重、先靜壓后振動(dòng)、由低到高、先緩慢后快速、車轍交疊”的準(zhǔn)則進(jìn)行，壓路機(jī)在此期間應(yīng)保持勻速運(yùn)行，最大車速不得大于4 km/h。壓實(shí)直線部分從路邊向路中進(jìn)行，從而構(gòu)成路拱橫坡；壓實(shí)半徑較小的彎道處應(yīng)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(jìn)退法；橫向交接處碾壓應(yīng)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(shí)，保證不漏壓、不留死角且碾壓勻稱，對(duì)邊緣無(wú)法壓實(shí)的部分，根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定使用小型夯壓設(shè)備夯實(shí)。

路堤填料使用硬石頭時(shí)，應(yīng)實(shí)施邊坡碼砌，所用石塊強(qiáng)度和規(guī)格都應(yīng)滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范規(guī)定，且很難被風(fēng)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(shí)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)在其頂部鋪設(shè)碎石墊層，并從沿途的料場(chǎng)取料，用車輛拉到工地。工人和裝載機(jī)共同協(xié)作將碎石墊層鋪平，碾壓用振動(dòng)壓路機(jī)。碎石墊層應(yīng)使用干凈的干石塊，壓碎值與磨耗率均應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)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(fēng)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(yīng)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(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，通過(guò)當(dāng)場(chǎng)自檢、互檢及專檢均符合標(biāo)準(zhǔn)后，由監(jiān)理工程師查驗(yàn)達(dá)標(biāo)后，方可繼續(xù)下一步作業(yè)。

4.4 試驗(yàn)檢測(cè)

換填片石用沉降差法檢查其壓實(shí)品質(zhì)。先順著縱向在碾壓完的片石墊層上布點(diǎn)，在布點(diǎn)的位置用筆做明顯的記號(hào)，并標(biāo)注出里程樁號(hào)。高程（或相對(duì)高程）用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，可在測(cè)點(diǎn)上安放1 塊10 cm 長(zhǎng)、50 mm 厚，外表平坦的木板作為尺墊，以降低偏差。用超過(guò)20 t 振動(dòng)壓路機(jī)以2.0～4.0 km/h 的速度，頻率30 Hz 碾壓8 次后，進(jìn)行檢驗(yàn)，碾壓完禁止存在顯著車轍。之后將每一點(diǎn)高程（或相對(duì)高程）用水準(zhǔn)儀測(cè)量出來(lái)，每一測(cè)點(diǎn)在碾壓前、后的高差即為該點(diǎn)的壓實(shí)沉降差。如最高壓實(shí)沉降差不超過(guò)5 mm，平均值不超過(guò)3 mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于2時(shí)，則判斷為達(dá)標(biāo)。

5 片石換填注意事項(xiàng)

用換填法施工時(shí)，應(yīng)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(jí)配不一樣的石料要區(qū)分放置，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程中，應(yīng)分層進(jìn)行碾壓，壓實(shí)全部片石，增加路基承重力。

2）在進(jìn)行片石換填施工作業(yè)過(guò)程中，項(xiàng)目施工單位一定要安排專人對(duì)換填施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定期或不定期檢查，通過(guò)檢查環(huán)節(jié)，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，必要時(shí)還可以協(xié)調(diào)召開(kāi)專題調(diào)度會(huì)，改善優(yōu)化整體施工環(huán)節(jié)。例如，要在片石回填施工時(shí)，對(duì)回填的強(qiáng)度是否符合施工要求進(jìn)行檢測(cè)；在對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，要對(duì)壓實(shí)的強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)所有檢測(cè)數(shù)據(jù)完全符合要求，才可以進(jìn)入下一步施工環(huán)節(jié)。

3）在對(duì)軟基片石進(jìn)行回填作業(yè)時(shí)，要隨時(shí)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(wèn)題。同時(shí)，技術(shù)檢測(cè)人員要做好整改施工復(fù)核工作，以此來(lái)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(shí)，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(shí)，要在回填作業(yè)完成后進(jìn)行找平作業(yè)；如施工時(shí)處于下雨或地下水充盈時(shí)，要及時(shí)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(lái)保證回填作業(yè)的整體穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

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(shí)間短、對(duì)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(yīng)用效果。本文以具體項(xiàng)目為例，對(duì)解決路橋工程軟土地基問(wèn)題時(shí)的片石換填施工技術(shù)重點(diǎn)進(jìn)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。