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摘要：本文主要是讨论路基软基的换填设计方案与施工方法，结合了片石换填技术的工艺原理来对片石换填设计要单及其具体的工艺展开说明和分析，在此基础上更进一步的对相关方面的质量控制措施和安全措施展开了阐述，希望这样一种说明和分析能够对相关方面的工程设计施工有一定的指导作用。
关键词：路基软基；换填；设计方案；施工
Abstract: this paper is mainly discussing about the change of fill subgrade soft foundation design and construction method, combines PianShi fill in the process principle of technology to change the design PianShi fill to single and concrete process description and analysis on, on the basis of relevant to further the quality control measures and safety measures on the elaboration, hope such a description and analysis of related to the engineering design and construction some guidance.
Keywords: soft subgrade base; Fill in; Design project; construction
中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：
一 路基软基的概念及破坏
软土是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的饱和黏土，主要是淤泥和淤泥质土，多数都是由水流的常年冲击沉淀形成的，软土地基就是由具有以上这些特点的粘土和粉土构成的。需要注意的是，软土地基不能就这样简单的按照地基条件来确定，还有一些特殊的状况下的地基也可称为软土地基，如由上方填土不稳定最终导致地基沉降的地基也可称为软土地基。软土地基的确定需多方面综合考虑。软土工程的性质综合起来主要包括以下六个方面：外界环境的变化使其转变为流动状态的触变性；高压引起沉降的高压缩性；引起建筑物沉降延续时间长得低透水性；各向异性的不均匀性；沉降速度快；流变性。
软土对于路基的破坏性主要是表现在其在自重或者是外界载荷的作用下，就会导致毛细水上升至土体内，使得土体中孔隙水的压力增大，相应的土粒间的有效应力就会降低，在这样一种变化状况下就会使得软土路基无法承载上部载荷的作用力而产生剪切滑动破坏。由上文中的分析我们可以看到，软土的破坏作用主要是表现在两个方面，一是强度及稳定性上的变化，二是压缩及不均匀沉降的作用。
二 片石换填的特点
片石换填技术发展到现在已经是一种比较成熟和稳定的施工工艺，能够在材料耗费较小的情况下大面积的使用，并能够保证较好的施工质量，实现简单、快速而高效的浅层软土地基处理。利用片石换填对路基软基进行处理主要的作用就是极大的减少地层浅层部分的实际沉降量，以此来提高地基的实际承载能力，与此同时，因为片石换填中所采用的透水性比较大，因此在软弱土层中能够作为良好的排水面，作为基础下面空隙水压迅速消散和排除的通道，经过这样一种作用，垫层以下的软弱土层就会加速固结，强度也会得到相应的提高。在应用片石换填的过程当中所使用的片石来在于一些隧道工程中的洞渣，在工程环境下可以就地取材，更加的具有经济效应。
三 片石换填的工艺原理
片石换填的工艺原理就是在路基基础的底部以下一定范围内的软弱土基挖除，然后再将一定级配的片石垫层按照设计规范中的要求分层回填，并进行相应的碾压，在进行回填的过程中最为关键的就是要保证所回填的片石基底的承载力达到要求，与此同时还要保证下部土层固结的加速和承载力的提高。
四 片石换填的设计要点
4.1 片石换填厚度的确定
在对片石换填的厚度进行确定时，必须要保证片石换填的厚度满足以下公式：
Pz+Pcz≤fz
这其中Pz是垫层底面位置的压力设计值，Pcz是垫层底面位置的自重压力标准值，fz则是垫层底面位置处土经过深度修正以后的承载力设计值。
4.2 砂土换填层宽度的确定
在进行砂土换填层宽度b1的确定时，可以按照下式来进行确定：
b1≥b+2ztgα
这其中，b是基础地边的宽度，z是基础底面以下换填层的厚度，在一般的工程环境下可以根据实际的情况选择0.3m到0.5m不等，α是换填层压力的扩散角，在一般的工程环境下，z与b的比值大于0.05的时候就取30°，否则取20°。
4.3 砂土换填材料级配的确定
在片石换填工艺中使用的换填材料必须要保证良好的级配，最大的粒径不能够超过50mm,除此之外，在穿越采空区的时候还不能够使用洞渣，必须根据工程的实际要求来选择符合要求级配的材料，浸水饱和强度要求大于25MPa。
五 片石换填工艺的施工方法
5.1 超挖部分开挖
在进行片石换填工艺的施工之前要按照设计中给出的要求恢复中线，并进行断面的复测，同时测设出开挖的具体边线，在上述工作完成以后才能够开始正式的开挖。在开挖的过程采用挖掘机进行开挖、装载机进行装渣、自卸车进行弃渣的外运。
5.2 回填过程说明
5.2.1 回填材料的准备
上文中已经明确说明，在进行软基的换填施工时必须要使用级配较好的回填材料，通常情况下选用的就是隧道洞渣，采用破碎机将大粒径的回填材料破碎，同时注意回填材料中不得有有机质、粘土块或者是其他杂质的混入。
5.2.2 测量放样工作
测量放样工作由全站仪来完成，在这一过程中，每隔20m就要在中心线上钉上一个木桩，并在木桩的顶部上钉一个小钉作为标记，以便于在后续的工作中及时准确的找出中心线的位置，然后再分别放出边桩线。在这一过程当中工作人员要相应的发挥出其应有的作用，主要就是在现场利用水准仪控制好边桩上的控制标高，并用红线做好标记，这样一系列工作的进行就是为了在后续的工作中控制好上料的厚度。
5.2.3 摊铺和整平
片石在进行回填施工的过程当中是绝对严禁扰动到垫层下卧层的软弱土基的，这主要是为了保护软土地基不被践踏。因此在施工的过程当中就需要注意接触到下卧软土层的垫层底层应根据现场设备状况以及下卧土质的实际情况来保证其足够而适当的厚度。一般情况下，底部厚度的设置保持在500mm左右是比较合适的，并需要保证在施工的过程中不使用振动碾压，这同样是为了避免施工過程中出现软土地基液化的状况。在片石换填的施工过程中，要分层确定摊铺厚度，并保证每一层内的实际碾压遍数，总之就是要保证碾压以后的固结度和承载力达到设计标准的要求。碾压速度等其他的参数则需要在施工前进行的试验来进行确定。
5.2.4 质量的控制
片石换填工艺施工的质量要求达到相关方面设计验收规范的要求，在施工的过程中为更好的保证片石垫层的压实质量，往往采用沉降法或者是最终检验承载力来进行双重的管理和控制。
结语：本文主要是对路基软基的换填设计与施工展开了分析和说明。
参考文献：
[1] 陈烟昭.公路路基施工质量控制对策[J].黑龙江交通科技，2011（8）
[2] 王强.浅谈路基软基换填设计施工方法[J].山西建筑，2011（5）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：路基软基；换填；设计方案；施工
Abstract: this paper is mainly discussing about the change of fill subgrade soft foundation design and construction method, combines PianShi fill in the process principle of technology to change the design PianShi fill to single and concrete process description and analysis on, on the basis of relevant to further the quality control measures and safety measures on the elaboration, hope such a description and analysis of related to the engineering design and construction some guidance.
Keywords: soft subgrade base; Fill in; Design project; construction
中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：
一 路基软基的概念及破坏
软土是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的饱和黏土，主要是淤泥和淤泥质土，多数都是由水流的常年冲击沉淀形成的，软土地基就是由具有以上这些特点的粘土和粉土构成的。需要注意的是，软土地基不能就这样简单的按照地基条件来确定，还有一些特殊的状况下的地基也可称为软土地基，如由上方填土不稳定最终导致地基沉降的地基也可称为软土地基。软土地基的确定需多方面综合考虑。软土工程的性质综合起来主要包括以下六个方面：外界环境的变化使其转变为流动状态的触变性；高压引起沉降的高压缩性；引起建筑物沉降延续时间长得低透水性；各向异性的不均匀性；沉降速度快；流变性。
软土对于路基的破坏性主要是表现在其在自重或者是外界载荷的作用下，就会导致毛细水上升至土体内，使得土体中孔隙水的压力增大，相应的土粒间的有效应力就会降低，在这样一种变化状况下就会使得软土路基无法承载上部载荷的作用力而产生剪切滑动破坏。由上文中的分析我们可以看到，软土的破坏作用主要是表现在两个方面，一是强度及稳定性上的变化，二是压缩及不均匀沉降的作用。
二 片石换填的特点
片石换填技术发展到现在已经是一种比较成熟和稳定的施工工艺，能够在材料耗费较小的情况下大面积的使用，并能够保证较好的施工质量，实现简单、快速而高效的浅层软土地基处理。利用片石换填对路基软基进行处理主要的作用就是极大的减少地层浅层部分的实际沉降量，以此来提高地基的实际承载能力，与此同时，因为片石换填中所采用的透水性比较大，因此在软弱土层中能够作为良好的排水面，作为基础下面空隙水压迅速消散和排除的通道，经过这样一种作用，垫层以下的软弱土层就会加速固结，强度也会得到相应的提高。在应用片石换填的过程当中所使用的片石来在于一些隧道工程中的洞渣，在工程环境下可以就地取材，更加的具有经济效应。
三 片石换填的工艺原理
片石换填的工艺原理就是在路基基础的底部以下一定范围内的软弱土基挖除，然后再将一定级配的片石垫层按照设计规范中的要求分层回填，并进行相应的碾压，在进行回填的过程中最为关键的就是要保证所回填的片石基底的承载力达到要求，与此同时还要保证下部土层固结的加速和承载力的提高。
四 片石换填的设计要点
4.1 片石换填厚度的确定
在对片石换填的厚度进行确定时，必须要保证片石换填的厚度满足以下公式：
Pz+Pcz≤fz
这其中Pz是垫层底面位置的压力设计值，Pcz是垫层底面位置的自重压力标准值，fz则是垫层底面位置处土经过深度修正以后的承载力设计值。
4.2 砂土换填层宽度的确定
在进行砂土换填层宽度b1的确定时，可以按照下式来进行确定：
b1≥b+2ztgα
这其中，b是基础地边的宽度，z是基础底面以下换填层的厚度，在一般的工程环境下可以根据实际的情况选择0.3m到0.5m不等，α是换填层压力的扩散角，在一般的工程环境下，z与b的比值大于0.05的时候就取30°，否则取20°。
4.3 砂土换填材料级配的确定
在片石换填工艺中使用的换填材料必须要保证良好的级配，最大的粒径不能够超过50mm,除此之外，在穿越采空区的时候还不能够使用洞渣，必须根据工程的实际要求来选择符合要求级配的材料，浸水饱和强度要求大于25MPa。
五 片石换填工艺的施工方法
5.1 超挖部分开挖
在进行片石换填工艺的施工之前要按照设计中给出的要求恢复中线，并进行断面的复测，同时测设出开挖的具体边线，在上述工作完成以后才能够开始正式的开挖。在开挖的过程采用挖掘机进行开挖、装载机进行装渣、自卸车进行弃渣的外运。
5.2 回填过程说明
5.2.1 回填材料的准备
上文中已经明确说明，在进行软基的换填施工时必须要使用级配较好的回填材料，通常情况下选用的就是隧道洞渣，采用破碎机将大粒径的回填材料破碎，同时注意回填材料中不得有有机质、粘土块或者是其他杂质的混入。
5.2.2 测量放样工作
测量放样工作由全站仪来完成，在这一过程中，每隔20m就要在中心线上钉上一个木桩，并在木桩的顶部上钉一个小钉作为标记，以便于在后续的工作中及时准确的找出中心线的位置，然后再分别放出边桩线。在这一过程当中工作人员要相应的发挥出其应有的作用，主要就是在现场利用水准仪控制好边桩上的控制标高，并用红线做好标记，这样一系列工作的进行就是为了在后续的工作中控制好上料的厚度。
5.2.3 摊铺和整平
片石在进行回填施工的过程当中是绝对严禁扰动到垫层下卧层的软弱土基的，这主要是为了保护软土地基不被践踏。因此在施工的过程当中就需要注意接触到下卧软土层的垫层底层应根据现场设备状况以及下卧土质的实际情况来保证其足够而适当的厚度。一般情况下，底部厚度的设置保持在500mm左右是比较合适的，并需要保证在施工的过程中不使用振动碾压，这同样是为了避免施工過程中出现软土地基液化的状况。在片石换填的施工过程中，要分层确定摊铺厚度，并保证每一层内的实际碾压遍数，总之就是要保证碾压以后的固结度和承载力达到设计标准的要求。碾压速度等其他的参数则需要在施工前进行的试验来进行确定。
5.2.4 质量的控制
片石换填工艺施工的质量要求达到相关方面设计验收规范的要求，在施工的过程中为更好的保证片石垫层的压实质量，往往采用沉降法或者是最终检验承载力来进行双重的管理和控制。
结语：本文主要是对路基软基的换填设计与施工展开了分析和说明。
参考文献：
[1] 陈烟昭.公路路基施工质量控制对策[J].黑龙江交通科技，2011（8）
[2] 王强.浅谈路基软基换填设计施工方法[J].山西建筑，2011（5）
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。