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摘 要：随着社会的进步以及科学技术的发展，我国公路建设事业得到了突飞猛进的发展。在公路施工过程中，易于遇到软土地基的问题，且其质量的优劣直接影响着公路的整体质量，这就需要对软土地基进行处理。由于软土地基处理的不合理，会导致沉降的发生，并且会造成公路路基出现断裂、沉陷、塌陷等现象，从而延长施工工期，提高施工成本。为了提高公路地基施工的质量，换土垫层法作为常见的一种软地基处理方法，在我国公路施工中得到了广泛的应用。因此，本文将对换土垫层法在公路工程地基处理中的应用进行探究分析。
关键词：公路建设；软土地基；换土垫层法
软土地基处理的好坏对整体公路施工质量具有重要的影响，并且还影响着公路使用的年限、安全性以及施工工期。因此，换土垫层法施工技术在软土地基中得到了有效的使用，通过实施换土垫层法可以提高地基的强度，经过垫层的压力使地基的压实度得到了改善，这样以来就致使公路地基的变形得到有效的处理。同时，换土垫层法还具有排水的作用，这样就能够使下部土层更好的进行沉降。
一、换土垫层法的作用
换土垫层法是全部或部分将基础下一定程度范围内的软弱土层进行挖除，然后对砂、碎石、灰土、素土、高炉矿渣、粉煤灰等较大强度、稳定性能及无侵蚀性的材料进行分层回填并夯实。
当软弱地基的承载力和变形无法与公路物要求相满足且软弱土层的厚度又相对较小时，换土垫层法则作为一种经济、简单的软土地基浅层处理方法进行应用。通常情况下，换土垫层法的处理深度应保持在3～5m范围内。然而，若存在较薄的换土垫层法时，则会有不太明显的作用，所以，控制处理深度，使其控制在0.5m以上即可。换土垫层法的作用主要包括以下几点：
1.提高浅层地基的承载力
由于地基中的剪切破坏是从基础底面开始的，随着应力的增大而向纵深方向发展，因此可对较高抗剪强度的砂或其他公路材料对基础下软弱的土层进行置换，可将地基破坏现象得到避免。
2.减少沉降量的发生
通常情况下，在总沉降中浅层地基的沉降量占据较大比重。结合密实砂或其他填筑材料对上层软弱土层进行替代，可使这部分的沉降量减少。
3.加速软弱土层排水的固结
砂垫层和历史垫层等垫层材料有较强的透水性存在。当软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面得到应用，使基础下面的孔隙水压力快速消散，使垫层相爱软弱土层的固结和强度的提升速度加快，进一步将地基的塑性破坏现象得到避免。
4.防治冻胀
由于粗颗粒垫层材料存在较大孔隙，不宜有毛细管现象产生，因此应将冻胀现象得到防治。另外，还具有消除膨胀土胀缩的作用。
二、换土垫层法的应用
将软弱土层作为公路物地基进行直接运用时，一般应与以下要求相结合实施设计：当软弱土层为淤泥和淤泥质土时，应充分利用上覆较好的土层，使其作为持力层进行应用。若软弱土层为公路淤泥、填充土及性能稳定的工业废料，且有一定的密实性和均匀性存在时，即可进行使用，使其发挥持力层的作用。当有较多有机质含量的生活垃圾和对基础造成侵蚀性破坏的工业废料等杂填土存在时，未通过处理的前提下，禁止对其进行应用。当地基承载力和变形无法满足设计规定要求时，应采用人工处理的方法对地基进行操作，该类通过人工处理后的地基则被称之为人工地基。采用较深基础、基础梁跨越、换土垫层法以及桩基等方法对软弱土层、暗沟和暗塘进行处理，当地基承载力和变形无法满足设计要求时，应运用机械压实、砂井、换土垫层法、对载预压、空预压、砂桩、碎石桩、水泥旋喷、灰土桩以及深层搅拌桩等作为水泥土桩进行施工。当处于超过地下水位时，由于地基是由公路淤泥或工业废料构成的杂填土，因此可运用机械压实方法进行运用。其中，应控制重锤夯实的有效夯实深度，使其达到1.2m左右。若对强夯进行运用，则应通过试验确定有效的夯实深度。若需要实施大面积回填夯实时，应采用机械分层回填的方法进行碾压。当地基中存在少量黏性土公路淤泥、炉灰填土及工业废料时，应采用振动压实的施工方法。若此时振实机自重超过2t，且振动作用力为100KN时，应将有效夯实深度控制在1.2～1.5m范围内。在处理较厚淤泥和淤泥质土地基时，可采用砂井堆载预压法、砂井真空预压法以及对载预压法等。在对堆载预压法进行运用时，应将预压的荷载保持在设计要求的范围内，严格按照公路物要求和地基固结情况对预压时间进行确定。同时应注重堆载大小和速率对周围公路物造成的影响。在采用砂井堆载预压或砂井真空预压法时，应采用排水砂垫层在砂井顶部进行设置。在处理软弱地基时，若采用砂桩、碎石桩、灰土桩、水泥旋喷桩及深层搅拌桩，则应通过试验将桩的设计参数进行确定。在施工时，若表层土有隆起或松动出现时，应采用挖除或压实的方法进行操作。在对地基承载力、变形及较高稳定性公路进行施工时，若运用桩基，则桩尖应打入压缩性低的土层内。
三、施工要点分析
1.选用垫层材料
垫层材料的不同会有不同的要求存在，选择垫层材料时，应运用级配良好的中粗砂进行运用，使含砂量控制在低于3%，禁止存在植物残体和垃圾等杂物。在使用粗细纱时，应在粗细纱中掺入25～30%的碎石或卵石，控制其最大粒径，使其保持在小于50mm即可。对于素土垫层的土料而言，有机质含量应控制在5%以下，禁止有冻土或膨胀土存在，不得对砖、石块、瓦等渗水材料进行添加，当有碎石存在时，应将粒径控制在50mm以下即可。
2.确定垫层压实的方法
（1）机械碾压法时通过采用各种压实机械，对地基土进行压实施工。该方法一般在基坑低、面积大且土石方开挖量大的工程中较多运用，例如：平碾、羊足碾。
（2）平板振动法的运用，该方法主要时运用的是震少、透水性好的松散杂填土路基，震动范围应从基础边外0.6m左右开始，例如：平板振动器的运用。
（3）夯实法：均匀对分层回填的砂石垫层进行夯实，例如：蛙式打夯机。
3.分层摊铺及压实
应结合施工机械设备及下卧层土质条件的要求，有效控制接触下卧软土层的垫层底层，使其厚度达到使用要求。通常情况下，将垫层分层铺筑厚度控制在200～300mm范围内即可。
4.摊铺前应进行验槽施工
将基坑内存在的浮土清除，使边坡处于稳定状态得到保障，避免出现塌土问题。若基坑两侧附近有洞穴、古井、旧基础、古墓等不均匀软硬部位存在时，应通过检验合格之后，即可在垫层内铺筑。
5.避免软弱土层结构有扰动现象产生
当垫层下卧层的构成是由淤泥或淤泥质土形成时，由于会有一定的结构强度存在，因此一旦有扰动现象产生，则会导致强度产生大大降低，使变形量增加，从而对垫层和公路的使用安全造成直接影响。
四、质量检验方法
1.检验粉质粘土、灰土、粉煤灰及砂石垫层的施工质量。在检验的过程中，可采用贯入仪、环刀法、静力触探、标准贯入实验检验、轻型动力触探等方法。在检验砂石、矿渣垫层时，可运用重型动力触探检验法，通过现场试验及设计压实系数所对应的贯入度作为标准，对垫层的施工质量进行检验。压实系数的检验也可采用环刀法、灌砂法、灌水法以及其他方法。
2.检验垫层的施工质量必须分层实施。确保每层的压实系数与设计要求相符之后即可对上层土进行铺填。
结束语：
根据施工现场的实际情况，采用合理的方法进行软土地基的处理，不仅可以确保软土地基的质量，还可以提高地基的承载力，取得良好的成效和经济效益，这是公路工程施工中需要特别注意的事项。
参考文献
[1]何锋.换土垫层法在软基处理中的应用.科技咨询导报，2007.
[2] 刘顺义，范晓英. 用换土垫层法处理软弱地基[J]. 沈阳公路工程学院学报. 1998（01）.
关键词：公路建设；软土地基；换土垫层法
软土地基处理的好坏对整体公路施工质量具有重要的影响，并且还影响着公路使用的年限、安全性以及施工工期。因此，换土垫层法施工技术在软土地基中得到了有效的使用，通过实施换土垫层法可以提高地基的强度，经过垫层的压力使地基的压实度得到了改善，这样以来就致使公路地基的变形得到有效的处理。同时，换土垫层法还具有排水的作用，这样就能够使下部土层更好的进行沉降。
一、换土垫层法的作用
换土垫层法是全部或部分将基础下一定程度范围内的软弱土层进行挖除，然后对砂、碎石、灰土、素土、高炉矿渣、粉煤灰等较大强度、稳定性能及无侵蚀性的材料进行分层回填并夯实。
当软弱地基的承载力和变形无法与公路物要求相满足且软弱土层的厚度又相对较小时，换土垫层法则作为一种经济、简单的软土地基浅层处理方法进行应用。通常情况下，换土垫层法的处理深度应保持在3～5m范围内。然而，若存在较薄的换土垫层法时，则会有不太明显的作用，所以，控制处理深度，使其控制在0.5m以上即可。换土垫层法的作用主要包括以下几点：
1.提高浅层地基的承载力
由于地基中的剪切破坏是从基础底面开始的，随着应力的增大而向纵深方向发展，因此可对较高抗剪强度的砂或其他公路材料对基础下软弱的土层进行置换，可将地基破坏现象得到避免。
2.减少沉降量的发生
通常情况下，在总沉降中浅层地基的沉降量占据较大比重。结合密实砂或其他填筑材料对上层软弱土层进行替代，可使这部分的沉降量减少。
3.加速软弱土层排水的固结
砂垫层和历史垫层等垫层材料有较强的透水性存在。当软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面得到应用，使基础下面的孔隙水压力快速消散，使垫层相爱软弱土层的固结和强度的提升速度加快，进一步将地基的塑性破坏现象得到避免。
4.防治冻胀
由于粗颗粒垫层材料存在较大孔隙，不宜有毛细管现象产生，因此应将冻胀现象得到防治。另外，还具有消除膨胀土胀缩的作用。
二、换土垫层法的应用
将软弱土层作为公路物地基进行直接运用时，一般应与以下要求相结合实施设计：当软弱土层为淤泥和淤泥质土时，应充分利用上覆较好的土层，使其作为持力层进行应用。若软弱土层为公路淤泥、填充土及性能稳定的工业废料，且有一定的密实性和均匀性存在时，即可进行使用，使其发挥持力层的作用。当有较多有机质含量的生活垃圾和对基础造成侵蚀性破坏的工业废料等杂填土存在时，未通过处理的前提下，禁止对其进行应用。当地基承载力和变形无法满足设计规定要求时，应采用人工处理的方法对地基进行操作，该类通过人工处理后的地基则被称之为人工地基。采用较深基础、基础梁跨越、换土垫层法以及桩基等方法对软弱土层、暗沟和暗塘进行处理，当地基承载力和变形无法满足设计要求时，应运用机械压实、砂井、换土垫层法、对载预压、空预压、砂桩、碎石桩、水泥旋喷、灰土桩以及深层搅拌桩等作为水泥土桩进行施工。当处于超过地下水位时，由于地基是由公路淤泥或工业废料构成的杂填土，因此可运用机械压实方法进行运用。其中，应控制重锤夯实的有效夯实深度，使其达到1.2m左右。若对强夯进行运用，则应通过试验确定有效的夯实深度。若需要实施大面积回填夯实时，应采用机械分层回填的方法进行碾压。当地基中存在少量黏性土公路淤泥、炉灰填土及工业废料时，应采用振动压实的施工方法。若此时振实机自重超过2t，且振动作用力为100KN时，应将有效夯实深度控制在1.2～1.5m范围内。在处理较厚淤泥和淤泥质土地基时，可采用砂井堆载预压法、砂井真空预压法以及对载预压法等。在对堆载预压法进行运用时，应将预压的荷载保持在设计要求的范围内，严格按照公路物要求和地基固结情况对预压时间进行确定。同时应注重堆载大小和速率对周围公路物造成的影响。在采用砂井堆载预压或砂井真空预压法时，应采用排水砂垫层在砂井顶部进行设置。在处理软弱地基时，若采用砂桩、碎石桩、灰土桩、水泥旋喷桩及深层搅拌桩，则应通过试验将桩的设计参数进行确定。在施工时，若表层土有隆起或松动出现时，应采用挖除或压实的方法进行操作。在对地基承载力、变形及较高稳定性公路进行施工时，若运用桩基，则桩尖应打入压缩性低的土层内。
三、施工要点分析
1.选用垫层材料
垫层材料的不同会有不同的要求存在，选择垫层材料时，应运用级配良好的中粗砂进行运用，使含砂量控制在低于3%，禁止存在植物残体和垃圾等杂物。在使用粗细纱时，应在粗细纱中掺入25～30%的碎石或卵石，控制其最大粒径，使其保持在小于50mm即可。对于素土垫层的土料而言，有机质含量应控制在5%以下，禁止有冻土或膨胀土存在，不得对砖、石块、瓦等渗水材料进行添加，当有碎石存在时，应将粒径控制在50mm以下即可。
2.确定垫层压实的方法
（1）机械碾压法时通过采用各种压实机械，对地基土进行压实施工。该方法一般在基坑低、面积大且土石方开挖量大的工程中较多运用，例如：平碾、羊足碾。
（2）平板振动法的运用，该方法主要时运用的是震少、透水性好的松散杂填土路基，震动范围应从基础边外0.6m左右开始，例如：平板振动器的运用。
（3）夯实法：均匀对分层回填的砂石垫层进行夯实，例如：蛙式打夯机。
3.分层摊铺及压实
应结合施工机械设备及下卧层土质条件的要求，有效控制接触下卧软土层的垫层底层，使其厚度达到使用要求。通常情况下，将垫层分层铺筑厚度控制在200～300mm范围内即可。
4.摊铺前应进行验槽施工
将基坑内存在的浮土清除，使边坡处于稳定状态得到保障，避免出现塌土问题。若基坑两侧附近有洞穴、古井、旧基础、古墓等不均匀软硬部位存在时，应通过检验合格之后，即可在垫层内铺筑。
5.避免软弱土层结构有扰动现象产生
当垫层下卧层的构成是由淤泥或淤泥质土形成时，由于会有一定的结构强度存在，因此一旦有扰动现象产生，则会导致强度产生大大降低，使变形量增加，从而对垫层和公路的使用安全造成直接影响。
四、质量检验方法
1.检验粉质粘土、灰土、粉煤灰及砂石垫层的施工质量。在检验的过程中，可采用贯入仪、环刀法、静力触探、标准贯入实验检验、轻型动力触探等方法。在检验砂石、矿渣垫层时，可运用重型动力触探检验法，通过现场试验及设计压实系数所对应的贯入度作为标准，对垫层的施工质量进行检验。压实系数的检验也可采用环刀法、灌砂法、灌水法以及其他方法。
2.检验垫层的施工质量必须分层实施。确保每层的压实系数与设计要求相符之后即可对上层土进行铺填。
结束语：
根据施工现场的实际情况，采用合理的方法进行软土地基的处理，不仅可以确保软土地基的质量，还可以提高地基的承载力，取得良好的成效和经济效益，这是公路工程施工中需要特别注意的事项。
参考文献
[1]何锋.换土垫层法在软基处理中的应用.科技咨询导报，2007.
[2] 刘顺义，范晓英. 用换土垫层法处理软弱地基[J]. 沈阳公路工程学院学报. 1998（01）.