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【摘要】换填技术是目前道路施工中用于改善软弱路基的主要方式，在提升路面性能、延长道路使用寿命方面发挥着巨大作用。本文首先对路基换填技术进行了简要介绍，分析了道路施工中路基换填技术方法，最后围绕宁乡市高新区金林西路（美洲路-金洲南路）道路工程详细探讨了路基换填技术的应用情况，以期可供参考。
【关键词】路基换填;道路施工;技术方法;工程案例;应用
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.094
1、引言
基于软土地基开展道路建设工作时，若未采取加固措施或方法不合理，在施工以及后续运营阶段易出现路基滑移、开裂的问题，进而影响路面的平整性，在破坏工程结构后将直接影响运营效果，车辆行驶过程中的平稳性不足，甚至诱发安全事故，造成严重的不良影响。为避免此类问题，需践行“事前控制”的工程理念，尤为关键的途径便是在路基施工阶段做好处理工作。本文围绕路基换填技术的硬为展开详细分析。
2、路基換填技术概述
软土主要是以软弱黏性土或淤泥为主的地层，局部夹杂腐泥或泥炭层，其含水量较大、承载能力不足，遇外力作用时易发生沉降现象，难以给工程结构提供可靠的基础。在社会经济快速发展的背景下，道路工程的建设规模随之扩大，同时面临很多软土地基处理问题，需要以合理的方法有效处理。
换填技术主要是将基础不太深的、在一定范围内的软土进行挖除处理，之后在其中替换硬材质、强度高、性能稳定、抗腐蚀的砂砾石、素土、灰土、煤渣、矿渣等填充材料，同时在施工过程中作业人员会采取手工或者机械的方式来进行分层、夯实、振捣操作，从而使得路基的强度达到规范的标准。路基换填技术是道路工程建设的重要技术形式，随着道路使用中出现的各种问题发现与地基的质量有很大关系，在实践中逐渐加强了对道路路基换填技术应用的重视。
3、道路施工中路基换填技术方法
结合道路地形地貌、软弱土类型及其存在形式等因素，可将换填处理方法具体划分如下：
3.1清除填筑
清除填筑适用于软弱土层厚度较薄，一般在0.5m～3.0m之间，下卧层为强风化岩（土）或砂性粘土、砂性粉土等情况，故对于大量分布的鱼塘、排水沟渠、农田等自然或人工形成的软弱土层，均有较好的处理效果。软弱土清除后，既可以按照路堤填筑要求直接进行填筑，也可使用强风化土（岩）或素填土换填。
3.2整体换填
整体换填适用于地下常水位埋深大、有侧向约束等条件的软弱土层，主要施工工艺与方法与常规换填基本一致，挖除非适用性材料后换填性质较好的填料，分层碾压填筑至设计标高。整体换填在换填材料方面，满足路堤填筑质量要求的石渣、碎石（土）、强风化土（岩）、素填土等均可。
3.3部分换填
部分换填可适合软弱土层厚度小于6m、土性为软塑状、路堤填筑高度在8.0～16.0m、周围有存在约束等条件的软弱土层处理。本方法以稳定性控制为主要理念，将遗留软弱土层厚度控制在3.0m内，开挖深度2.0～3.0m，遗留软弱土层顶面采用晾晒、铺设砂垫层或碎石垫层等方法提高其承载力，满足上层填料填筑荷载要求。当地下常水位的埋深较浅时，可选择中粗砂、碎石、石渣等透水性材料进行换填;无地下水位影响时，满足路堤填筑质量要求的石渣、碎石（土）、强风化土（岩）以及素填土等均可。
3.4换填+挤淤
换填+挤淤处理措施，类似于部分换填，增加抛石挤淤的工序、取消遗留软弱土层顶面处理工序，可适用于软弱土层厚度小于6m、土性为流塑状和软塑状、路堤填筑高度小于8.0m、大于16.0m以及周围存在约束等条件的软弱土层处理。本方法通过将软弱土表层清除后，再开挖2.0～3.0m，而后采取抛1.0～2.0m石料挤出淤泥，允许存在软弱下卧层，在满足路堤沉降与稳定性要求的前提下，可以有效降低工程造价。
4、实例探析路基换填技术在道路施工中的应用
4.1工程概况
本项目为宁乡市高新区金林西路（美洲路-金洲南路）道路工程，金林西路路线全长约812.072m（起止桩号：K1+174.88～K1+986.96），规划路幅宽24m（含绿化），主要技术指标有：道路等级为城市次干路，机动车道设计时速为40km/h，设计年限为沥青混凝土路面15年，路面标准轴载为BZZ-100，结构设计为城-A级（公路I级）。路面车行道面积约12181平方米;含顶管1道，为W9-W15段污水管道，埋深均在7m以上。
4.2路基换填技术方案
根据现场踏勘资料和地质勘察报告，本工程宁乡职业中专段南侧存在大量弃土，经检验该弃土为膨胀土遇水易软化不能用于本项目，应全部清除，同时，该弃土堆下部为淤泥质土应在清除上部弃土后对下部淤泥质土采用挖除换填并换填80cm厚片石，20cm厚碎石调平层再进行素土回填。本工程其他路段范围内的软土层较浅，结合本工程现场情况，采用挖除换填处理。
4.3路基换填施工技术要点
4.3.1路基换填流程
路基填方施工顺序为：测量放样→清表（或清淤换填）→填前压实→路基分层填筑→雨、污水管道施工→检测验收→路基填筑至设计顶→边坡防护。路基填方施工工艺流程如下图1所示。
4.3.2路基换填要点
（1）路基填筑前清除路基底表面的耕植土及杂填土层并压实，路基基底范围内有地表水或地下水对路基稳定产生影响，则必须采取截水、排水等措施，或换填砂砾，碎石。
（2）用于路基填筑的土必须试验合格且获得监理工程师的认可，土中无腐殖土、树根、草泥或是其它的有害物质，材料的最小强度、最大粒径应符合以下要求，具体如下表1所示。
（3）路堤基底及路堤每层施工时按照设计及规范要求的松铺厚度施工，并且施工时在路基两侧挂线施工。路基填方边坡上部0～8m为1：1.5，下部大于8m部分为1：1.75。 （4）场地清理后压实度合格的地面，在自然地面横坡或纵坡为0～1：10时，填土前须填前碾压;在自然地面横坡或纵坡为1：10～1：5时，填土前须挖松再碾压;在自然地面横坡或纵坡大于0～1：5时，填筑路基均须开挖台阶，宽度为2米，台阶顶面做成2%～4%的内侧倾斜坡，并用小型夯实机具加以夯实;砂类土上不挖成台阶，但是需翻松原地面以下20～30cm表土。
（5）平整用推土机初平，平地机细平并刮成2%～4%的横坡，压实用振动压路机辗压，含水量偏差在±2%内，含水量不符合要求时应进行风干或洒水。每层土检测验收合格，经监理工程师批准后才能进行下一层施工。
（6）填土施工要求进行分层30cm回填、分层压实。压实期间土壤的含水量应当均匀，并压实到要求的压实度。在压实前，填土层先整平，并应作2%～4%的横坡。碾压时前后两次轮压必须重叠15～20cm，并应特别注意均匀在摊铺下一层之前，每一层的压实都需监理工程师批准。
（7）土方路堤填筑顶面一层压实厚度至少10cm。填土高度小于30cm的填方路堤应将原地面翻松深20cm，再分层（20cm回填）压实，压实度不得小于94%。路基压实并修整成型后，经监理工程师批准，进入下步工序施工。
（8）路基填筑時，同步进行试验控制，压实度检测为每层填土2000m2取样4处，不足200m2时至少取样2处，并接受监理工程师的随意取样检查。土的压实检验用灌砂法、核子仪或规范允许的其它有效方法检测，核子仪使用前用标准试块进行标定。
（9）本工程填土按设计要求边坡采用1：1.5放坡，在填土过程中必须保证边坡的坡脚线符合设计要求，控制好边坡，提高施工质量，避免日后增大修坡工作量，而要控制边坡的质量必须在测量放样的时候将坡脚线放样，用花杆标示坡线;在填土过程中必须有专人指挥，每层填筑时发现出现偏差，立刻采用人工消除偏差。
结语：
综上所述，道路施工中采用路基换填技术，可有效处理软弱土层，降低道路沉降值、提高平整度，增强路面结构承载，有效保障了道路行驶性能。在工程实践中，需根据项目情况合理选择路基换填技术，合理选择填料土，并制定合理的施工方案，有效落实各道工序，切实提升道路路基施工质量，为道路安全可靠运行夯实基础。
参考文献：
[1]张琳.道路工程施工中软土路基的有效处理策略[J].山西建筑，2018，44（33）：121-123.
[2]武立波，牛富俊，林战举，祁伟，冯文杰.换填与降排水措施对寒区沟谷软弱路基冻结特征的影响[J].交通运输工程学报，2018，18（04）：22-33.
[3]廖霞柳.换填法处理市政道路软土路基的研究[J].安徽建筑，2016，23（03）：188-190.
作者简介：
杨子川（1989-），男，湖南凤凰人，工程师，本科，工作方向：市政道路工程。
【关键词】路基换填;道路施工;技术方法;工程案例;应用
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.094
1、引言
基于软土地基开展道路建设工作时，若未采取加固措施或方法不合理，在施工以及后续运营阶段易出现路基滑移、开裂的问题，进而影响路面的平整性，在破坏工程结构后将直接影响运营效果，车辆行驶过程中的平稳性不足，甚至诱发安全事故，造成严重的不良影响。为避免此类问题，需践行“事前控制”的工程理念，尤为关键的途径便是在路基施工阶段做好处理工作。本文围绕路基换填技术的硬为展开详细分析。
2、路基換填技术概述
软土主要是以软弱黏性土或淤泥为主的地层，局部夹杂腐泥或泥炭层，其含水量较大、承载能力不足，遇外力作用时易发生沉降现象，难以给工程结构提供可靠的基础。在社会经济快速发展的背景下，道路工程的建设规模随之扩大，同时面临很多软土地基处理问题，需要以合理的方法有效处理。
换填技术主要是将基础不太深的、在一定范围内的软土进行挖除处理，之后在其中替换硬材质、强度高、性能稳定、抗腐蚀的砂砾石、素土、灰土、煤渣、矿渣等填充材料，同时在施工过程中作业人员会采取手工或者机械的方式来进行分层、夯实、振捣操作，从而使得路基的强度达到规范的标准。路基换填技术是道路工程建设的重要技术形式，随着道路使用中出现的各种问题发现与地基的质量有很大关系，在实践中逐渐加强了对道路路基换填技术应用的重视。
3、道路施工中路基换填技术方法
结合道路地形地貌、软弱土类型及其存在形式等因素，可将换填处理方法具体划分如下：
3.1清除填筑
清除填筑适用于软弱土层厚度较薄，一般在0.5m～3.0m之间，下卧层为强风化岩（土）或砂性粘土、砂性粉土等情况，故对于大量分布的鱼塘、排水沟渠、农田等自然或人工形成的软弱土层，均有较好的处理效果。软弱土清除后，既可以按照路堤填筑要求直接进行填筑，也可使用强风化土（岩）或素填土换填。
3.2整体换填
整体换填适用于地下常水位埋深大、有侧向约束等条件的软弱土层，主要施工工艺与方法与常规换填基本一致，挖除非适用性材料后换填性质较好的填料，分层碾压填筑至设计标高。整体换填在换填材料方面，满足路堤填筑质量要求的石渣、碎石（土）、强风化土（岩）、素填土等均可。
3.3部分换填
部分换填可适合软弱土层厚度小于6m、土性为软塑状、路堤填筑高度在8.0～16.0m、周围有存在约束等条件的软弱土层处理。本方法以稳定性控制为主要理念，将遗留软弱土层厚度控制在3.0m内，开挖深度2.0～3.0m，遗留软弱土层顶面采用晾晒、铺设砂垫层或碎石垫层等方法提高其承载力，满足上层填料填筑荷载要求。当地下常水位的埋深较浅时，可选择中粗砂、碎石、石渣等透水性材料进行换填;无地下水位影响时，满足路堤填筑质量要求的石渣、碎石（土）、强风化土（岩）以及素填土等均可。
3.4换填+挤淤
换填+挤淤处理措施，类似于部分换填，增加抛石挤淤的工序、取消遗留软弱土层顶面处理工序，可适用于软弱土层厚度小于6m、土性为流塑状和软塑状、路堤填筑高度小于8.0m、大于16.0m以及周围存在约束等条件的软弱土层处理。本方法通过将软弱土表层清除后，再开挖2.0～3.0m，而后采取抛1.0～2.0m石料挤出淤泥，允许存在软弱下卧层，在满足路堤沉降与稳定性要求的前提下，可以有效降低工程造价。
4、实例探析路基换填技术在道路施工中的应用
4.1工程概况
本项目为宁乡市高新区金林西路（美洲路-金洲南路）道路工程，金林西路路线全长约812.072m（起止桩号：K1+174.88～K1+986.96），规划路幅宽24m（含绿化），主要技术指标有：道路等级为城市次干路，机动车道设计时速为40km/h，设计年限为沥青混凝土路面15年，路面标准轴载为BZZ-100，结构设计为城-A级（公路I级）。路面车行道面积约12181平方米;含顶管1道，为W9-W15段污水管道，埋深均在7m以上。
4.2路基换填技术方案
根据现场踏勘资料和地质勘察报告，本工程宁乡职业中专段南侧存在大量弃土，经检验该弃土为膨胀土遇水易软化不能用于本项目，应全部清除，同时，该弃土堆下部为淤泥质土应在清除上部弃土后对下部淤泥质土采用挖除换填并换填80cm厚片石，20cm厚碎石调平层再进行素土回填。本工程其他路段范围内的软土层较浅，结合本工程现场情况，采用挖除换填处理。
4.3路基换填施工技术要点
4.3.1路基换填流程
路基填方施工顺序为：测量放样→清表（或清淤换填）→填前压实→路基分层填筑→雨、污水管道施工→检测验收→路基填筑至设计顶→边坡防护。路基填方施工工艺流程如下图1所示。
4.3.2路基换填要点
（1）路基填筑前清除路基底表面的耕植土及杂填土层并压实，路基基底范围内有地表水或地下水对路基稳定产生影响，则必须采取截水、排水等措施，或换填砂砾，碎石。
（2）用于路基填筑的土必须试验合格且获得监理工程师的认可，土中无腐殖土、树根、草泥或是其它的有害物质，材料的最小强度、最大粒径应符合以下要求，具体如下表1所示。
（3）路堤基底及路堤每层施工时按照设计及规范要求的松铺厚度施工，并且施工时在路基两侧挂线施工。路基填方边坡上部0～8m为1：1.5，下部大于8m部分为1：1.75。 （4）场地清理后压实度合格的地面，在自然地面横坡或纵坡为0～1：10时，填土前须填前碾压;在自然地面横坡或纵坡为1：10～1：5时，填土前须挖松再碾压;在自然地面横坡或纵坡大于0～1：5时，填筑路基均须开挖台阶，宽度为2米，台阶顶面做成2%～4%的内侧倾斜坡，并用小型夯实机具加以夯实;砂类土上不挖成台阶，但是需翻松原地面以下20～30cm表土。
（5）平整用推土机初平，平地机细平并刮成2%～4%的横坡，压实用振动压路机辗压，含水量偏差在±2%内，含水量不符合要求时应进行风干或洒水。每层土检测验收合格，经监理工程师批准后才能进行下一层施工。
（6）填土施工要求进行分层30cm回填、分层压实。压实期间土壤的含水量应当均匀，并压实到要求的压实度。在压实前，填土层先整平，并应作2%～4%的横坡。碾压时前后两次轮压必须重叠15～20cm，并应特别注意均匀在摊铺下一层之前，每一层的压实都需监理工程师批准。
（7）土方路堤填筑顶面一层压实厚度至少10cm。填土高度小于30cm的填方路堤应将原地面翻松深20cm，再分层（20cm回填）压实，压实度不得小于94%。路基压实并修整成型后，经监理工程师批准，进入下步工序施工。
（8）路基填筑時，同步进行试验控制，压实度检测为每层填土2000m2取样4处，不足200m2时至少取样2处，并接受监理工程师的随意取样检查。土的压实检验用灌砂法、核子仪或规范允许的其它有效方法检测，核子仪使用前用标准试块进行标定。
（9）本工程填土按设计要求边坡采用1：1.5放坡，在填土过程中必须保证边坡的坡脚线符合设计要求，控制好边坡，提高施工质量，避免日后增大修坡工作量，而要控制边坡的质量必须在测量放样的时候将坡脚线放样，用花杆标示坡线;在填土过程中必须有专人指挥，每层填筑时发现出现偏差，立刻采用人工消除偏差。
结语：
综上所述，道路施工中采用路基换填技术，可有效处理软弱土层，降低道路沉降值、提高平整度，增强路面结构承载，有效保障了道路行驶性能。在工程实践中，需根据项目情况合理选择路基换填技术，合理选择填料土，并制定合理的施工方案，有效落实各道工序，切实提升道路路基施工质量，为道路安全可靠运行夯实基础。
参考文献：
[1]张琳.道路工程施工中软土路基的有效处理策略[J].山西建筑，2018，44（33）：121-123.
[2]武立波，牛富俊，林战举，祁伟，冯文杰.换填与降排水措施对寒区沟谷软弱路基冻结特征的影响[J].交通运输工程学报，2018，18（04）：22-33.
[3]廖霞柳.换填法处理市政道路软土路基的研究[J].安徽建筑，2016，23（03）：188-190.
作者简介：
杨子川（1989-），男，湖南凤凰人，工程师，本科，工作方向：市政道路工程。