换填法在公路软土地基处理中的应用研究

何 峰

中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北 宜昌 443002

摘要：随着公路工程的不断发展，在其建设过程中遇到的问题也越来越复杂，包括一些特殊的地基，如软土地基。为了保证公路建设的质量我们要对这些地基进行处理，换填法就是其中最为常见的一种方法，它是一种浅层处理方法，常常在公路建设过程中的软土地基中应用。由于通过换填法能够对软土地基进行加固，所以首先我们要对换填法的概念和应用优势，以及其具体的施工工艺进行分析，从而确保软土地基的处理效果，保证建设出高质量的路基结构。通过本文的研究能够使我们加深对换填法的认识，在之后软土地基处理工作中能够有效地发挥出换填法的应用价值，推广换填法的应用。

关键词：换填法；公路工程；软土地基；应用

前言

公路工程的快速发展使其建设范围越来越广而我国的地质类型较多，当我们在软土地基上建设公路时，如果没有对软土地基进行处理就开展施工活动，就会导致路基出现不均匀沉降和开裂现象，严重影响着之后道路运营的稳定性和安全性，并且会增加养护成本。在对软土地基的处理中，换填法是最为常用的一种方法，因为它的操作较为简单，施工技术要求较低，但其处理效果较好，能够有效的提高施工效率，保证地基质量。

1概述

在软土地基处理中应用换填法，首先我们要对软土地基和换填法进行简要的分析，确保我们了解软土地基的特点和换填法的基本内涵和施工技术。

1.1软土地基

当前我们常常所说的软土地基是指天然含水量较大，一般高达45%~50%，压缩性较高，而承载能力较低的一种土体，它的主要成分是淤泥沉积物和少量腐质。软土地基具有高含水量、低强度、高压缩性的特性，在公路建设过程中，如果无法有效的对软土地基进行处理，会导致地基强度不足，难以承受外界的荷载，从而使地基出现局部塌陷，并且当外部荷载过大时会导致路基产生沉降变形，使道路的正常使用得不到保证。也会引发桥头跳车现象，使通道、沉降缝拉宽出现路面横坡变缓从而产生积水的问题。

1.2换填法

在软土地基的处理中换填法的应用较为广泛，它能够根据土地的附加应力分布规律，使垫层承受较大的压力，而软层承受较小的压力，从而使地基的强度满足设计要求。它的具体操作步骤是指通过挖去软弱土层部分而换填上特殊的置换材料，如一些碎石垫层、灰土煤渣垫层等，它们的性能较为稳定并且没有进食性材料。通过人工或者机械的方式对置换材料进行压实，保证其密实度，就能够有效的提高地基的强度。通过换填法有效的改善了地基的软弱性，并且它的处理效果较好，操作较为简单，在软土地基处理中能够得到有效的推广和广泛的应用。

2应用换填法的优势

通过对换填法的简要介绍，我们了解到运用换填法处理软土地基能够使软土地基的承载能力得到增强，地基沉降量减小，软土层的排水固结速度加快且能避免冻胀发生，同时还能够消除膨胀土的收缩作用。

2.1提高地基承载力

地基的承载力与土层的抗剪强度相关，当我们运用一些抗剪强度较高的材料替换软土层时，这就会使地基的承载能力得到提升，避免地基因受到外力的影响而发生严重损坏的情况出现。

2.2减小沉降量

地基的中浅层部分沉降量较大，换填主要是对下层的软弱土层进行置换，这可以减少这一部分的沉降，使总沉降量降低。且在换填法的应用过程中使用的换填材料具有扩散应力的作用，从而减少下土层的压力，避免下土层出现沉降。

2.3加速排水固结

软土地基的透水性较差但含水量较高。在受到外界荷载时，软土层已固结就会导致地基的孔隙率过大从而影响着地基强度，使塑性破坏问题出现。运用换填法所置换之后的地基，其中的砂石等垫层材料能够消散孔隙的水压力并且具有良好的排水性和透水性的特点，能够使软土层的固结速度加快。

2.4防止冻胀

软土层的孔隙律较大就容易导致冻伤现象发生，而换填之后土层中含有的粗颗粒能够避免冻胀现象发生，其关键是要根据当地冻结的深度来确定垫层底面。换填法还能消除胀缩。不同工程的建设实际情况不同，这就会使地基换填之后的垫层产生的作用也产存在差异。在膨胀土地基之中它能够消除胀缩作用，避免收缩裂缝的出现。

2.5施工简单

换填法只需要利用砂石垫层对软土地基中的软土层进行替换，整个施工过程使用设备相对其它方式要少，并且所需要耗费的施工时间相对少。它也具有经济性的优势，例如应用灌注法，需要配置混凝土，增加了额外的成本投入，也耗费了大量的施工时间。

3换填法的应用要点

应用换填法的关键是要做好开挖施工和填筑施工，只有对这两个施工活动的施工要点进行充分分析，才能够保证发挥出换填法的应用优势。

3.1应用要点

在一些荷载较小的建筑工程，或者在堆料场地、道路等工程的地基处理中，换填法较为适用。此外，在淤泥质土、淤泥、杂填土地基中，可以利用换填法进行浅层处理，处理深度要控制在0.5m~3m以内。

3.2开挖施工要点

在开挖施工时，我们要根据软土的厚度合理确定开挖方式，如果厚度在2m以内，可运用一些机械设备，如推土机、挖掘机等，将开挖出来的土运输到田间。如果软土厚度较大，我们则要从两端向中央分层挖土，同时要建立临时的运输通道，使我们能够将挖掘出的软土运输到路基以外的部分。在开发过程中，要对路基坡角范围内的土地进行清除，但如果是大面积软土，就只需要对路基范围内的软土进行清理。为了避免具有高压缩性的软土对我们的施工活动造成影响，可以在底层软土之间建立起护坡挡土墙。为了有效控制渗水和雨水对开挖施工质量的影响，我们要边挖边填或者采用局部清除局部回填的方式，应用具有渗水性的材料进行换填，从而有效的保证开挖施工的顺利进行，为之后的填筑施工作业奠定良好的基础。

3.3填筑施工要点

在填筑施工过程中关键是要保证填筑的材料。在人工配置砂石垫层时，要确保砂石拌和均匀，同时也要开展铺填捣实工作，在铺填这些沙石之前一定要对软土地基的表面进行修整并提前填筑一些具有良好渗水性的土块。在对砂石垫层进行捣实时要控制好捣实力度，避免因捣实工作不当而对地基造成破坏。对于一些灵敏度较大的地基土，我们可以在铺设垫层时设立一层松杉，为了避免基底土的结构被破坏，只运用木夯的方式进行夯实。如果是使用细砂作为垫层填料，一定要控制好地下水的影响，在铺筑砂石垫层时重点要把控尘土、泥土或者杂质可能造成的污染，降低更换垫层材料和返工问题出现的概率。

在使用碎石土或者粉煤灰作为换填的材料时，我们要通过分层压实的方式对这些材料开展压实工作，这能够保证压实的厚度和密实度。在填筑施工过程中，如果发现路基与两侧软土是完全隔离的状态，则要运用一般的填筑方式开展填筑施工。在分层碾压时关键是要控制好碾压次数和碾压方式，降低路基的含水量，提高边坡护坡的密实程度。除此之外，要设立相应的边沟使淤泥和路堤的排水能够正常进行，避免路堤因受到水的影响而产生损害，也能够降低冻害事故发生的概率。当然也可能存在路堤与软土并没有完全隔离的现象，这就要求我们要对路基底部的软土进行清理，再使用一些沙石料设置具有透水性的路堤，最后再开展垫层铺设工作。

结语

公路建设的范围较广，故而在施工过程中会出现一些问题，这要求施工企业必须重视软土地基的处理工作。换填法由于它自身的应用优势得到了广泛的应用，我们通过探究换填法的概念、应用优势和应用要点，来确保发挥出换填法的应用价值，使公路工程的质量得到保证。在换填法的实际应用过程中，关键是要做好开挖施工和填筑施工，同时也要提高施工技术水平，分析软土地基的实际情况并合理的规划工艺流程，如此才能够保证软土地基的处理效果。通过对软土地基的处理提高地基的强度和承载能力，这对公路运行的安全性和稳定性也有着积极的作用。换填法作为应用最为广泛的一种软土地基处理技术，它具有施工简单、成本较低而处理效果较好的应用优势，在公路建设中被大力推广，这要求我们一定要掌握换填法的应用要点。

参考文献

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