市政道路软基清淤换填施工技术实践与探讨

时间：2024-08-31

李建礼

福建合广建设集团有限公司（361100）

随着我国市政道路工程项目的增多，很多市政道路建设过程中常常会遇到软基施工问题，为达到良好的施工处理效果，应结合现场的软基特点，选取最为恰当的处理方式。在当下的技术发展条件下，软基处理包含了多种的技术，但很多工程项目中更多采用清淤换填技术。在利用这一技术进行软基处理时，需严格遵守相应的技术流程和规范，做好施工全过程中的质量控制，通过清淤换填来改善路基性能，给市政道路提供更为稳定的基础结构。

1 工程概况

以某市政道路工程为例，该道路项目在实施中，为满足通行需求，结合相应的设计标准，其设计时速为30 km/h。结合对施工现场的地质地形等基本情况分析，道路总体上为东西走向，线路全长337.479 m，在桩号K0+000～K0+337.47段的道路红线宽度为24 m，采用水泥混凝土路面，路面设计标准轴载为BZZ-100 KN，最大纵坡为0.497%，横坡为1.5%。

为了取得良好的施工效果，施工单位在施工前，结合地质勘察报告及现场踏勘、探点后发现：此工程的大部分区段内分布有大量的农田，原状土为高液限黏质土，包含有淤泥、软土、残积中液限黏质土、有机质高液限黏质土等土质，地基结构呈现出明显的松散不均匀，最大深度为2.7 m。结合轻型动力触探试验，下层土的承载力要远远超过表层土，能满足设计承载力要求。

根据现场实际情况，为了满足设计要求，达到项目投资成本、进度控制的目的，经各参建单位研究决定，采用清淤换填技术方案对软基段进行处理。

2 施工技术难点及对策

2.1 清淤施工

在道路软基施工的过程中，地下水水位偏高，在很多地段分布有大量的地表水，并伴有泉眼，部分路段的排水处理难度系数偏高，影响了正常的基坑开挖作业。为提高清淤换填处理效果，结合对现场的水文地质等基本情况调查，需在路基两侧进行隔水堤的开挖，其开挖深度控制在3.5 m，通过特定型号的抽水机配置，来完成现场的排水作业，以减小地下水对软基施工处理的不利影响[1]。当工程现场遇到地下水无法疏干时，可采用降水设备降低地下水位后，再进行挖除施工。

2.2 换填料性质

本市政道路软基工程现场为杂填土和淤泥质土，原土质的含水率偏高，塑性指数大，这种土质特性使得在工程建设施工时，一旦缺乏科学有效的软基加固，势必会导致软基的结构稳定性不足。如果直接回填原土方，将导致市政道路路基存在不均匀沉降风险，致使道路寿命严重缩短。经对比多种材料，为满足换填施工要求，选用4∶6砂碎混合料作为换填材料，将换填深度保持在1.5～3 m。

3 软基清淤换填的施工技术

3.1 施工准备

市政道路软基清淤换填施工时，前期的准备工作尤为关键，只有在充分的施工准备下，后续的施工作业方可高效、有序实施。

3.1.1 场地清理

在清理淤泥之前，应结合总体的施工要求，将现场的腐殖土层、草根树皮等杂物都清理干净，使得施工现场可以满足机械设备的通行要求。开展水沟开挖，在地下水丰富的区域内，布设横向分布的临时水沟，及时排出此区域中的地下水，在水沟开挖时，应适当将水沟加宽和加深。淤泥清理作业面的范围确定上，要与现场情况相符合，严禁作业面面积过大。针对同一个断面施工，应分多次清理，并在清淤工作开展时，加强不同机械设备之间的配合与协调，遵循即挖即运的要求，做好总体的施工规划，减少在已完成清淤路基上运输车辆的碾压[2]。

3.1.2 前期的测量准备

清淤工作实施之前，包含了水准点、闭合导线的复测，适当增加水准点、道路中桩和边桩的放样、原地面高程和纵断面高程的复测。

3.1.3 触探试验

触探试验的进行可以帮助工程现场人员了解软基的深度，将试验结果用于后续的施工指导。

3.1.4 结合工程现场的具体情况进行相应的施工机械设备配置

对于清淤换填中的清理机械，一般更适宜选择湿地推土机。该机械设备运行的过程中，所产生的接地压力应在0.029 MPa以上。如果市政道路软基现场无法采用推土机开展相应的作业，可进行反铲式挖掘机配置[3]。压实机械设备同样是清淤换填施工中的关键性设备，在这一类设备的选用方面，如果针对的是基底的压实处理，更适宜选用机械能相对偏小的小型气夯机。在开展初次碾压作业时，选用静压施工方式。后续的施工作业中，因为涉及了粗粒土填料作业，应进行振动压实，将振动频率和振幅分别保持在25～35 Hz、1.6～2.0 mm范围内。

3.2 施工过程中采取的主要技术

3.2.1 清淤施工技术

针对道路工程的软基处理，为达到软基清淤换填处理的良好效果，此工程现场采用的是全面开挖清淤的方式，但此开挖过程中应注意对开挖深度的有效控制。在清淤工作全面结束且达到了对应的施工要求后，由专业人员对该软基路段开展承载检测，当承载力达到设计要求并经监理单位验收后，方可进入下道工序的施工。

3.2.2 施作碎石盲沟

当将软基现场的全部软土层清理后，应结合路基施工的具体要求进行路基平整处理，随后重新放样来确定盲沟位置，并将盲沟就近导入后续施工的雨水检查井内。为保障盲沟施工效果，在开挖过程中采用人机配合方式开挖，使盲沟沟渠底部的平整度符合施工要求，发挥盲沟在排水方面的作用。在盲沟开挖处理完并验收后，进入下道工序施工。

3.2.3 填料选取

在清淤换填施工的过程中，最终的施工效果往往会受到填料质量和性能的影响，因此，在施工作业时，应结合软基处理的总体要求，注重填料的选择，并根据施工要求进行换填地基承载能力、压实度检测。在现场施工中，施工人员要对换填材料粒径、级配进行有效控制，根据试验配合要求严格操作。此市政道路软基的清淤换填施工过程中，选用的是4∶6砂碎混合料作为换填料，碎石基本强度应在15 MPa以上。

3.2.4 换填摊铺技术

在填料摊铺作业中，为达到填料摊铺的良好效果，此工程现场采用的是大型推土机和人工配合的方式和“进占式”施工作业，确保了现场施工作业的高效、有序实施。实际施工中，对摊铺层厚度的控制十分重要，应将标准的摊铺层厚度作为控制依据，将填料直接倾倒在铺层上，通过前期配备的推土机将铺层中的全部填料不断向前推移，形成更为稳定的料层结构。现场填料的摊铺作业中，可能存在摊铺不均的情况，比如个别地方的细料偏少，如果这一施工问题得不到有效的处理，将导致此路段的压实度难以达到预期标准。因此，为避免这一施工问题，在摊铺作业中可采用人工铺撒的方式在路面铺设一层碎石[4]。摊铺层面应始终保持平顺性，以使后续的压路机碾压作业正常实施，但针对换填路段的摊铺作业，应有一定的横坡和纵坡设置。在第一层和第二层的换填施工中，在局部一些特殊的位置可采用小粒径碎石来做好分层找平处理，最后再利用推土机来辅助碾压推平施工。

3.2.5 压实施工技术

软基清淤换填施工中，对于压实度有着极为严苛的要求。为达到这一施工目标，需配置重型振动式压路机，在压实施工时按照从中间向两边的顺序。为达到最为理想的压实效果，在现场压实作业中，首先要安排专人将现场的不平整之处加以修整处理，经人工补平以后，再进入二次强振施工环节，但前后衔接部位的重叠量需尽量保持在1.0～1.5 m，保障压实的全面性，避免出现漏压现象。强振碾压至少5遍，将沉降量控制在2 mm以内。

4 道路软基清淤换填的施工质量控制措施

4.1 石块超粒径控制措施

在此市政道路软基的清淤换填施工过程中，部分碎石直径超出了正常要求。为了达到良好的施工效果，提升工程质量，在开展清淤换填处理的过程中，应严格做好碎石粒径、配合比的科学控制。利用推土机摊铺整理后，采用人工补填的方式来实现找平。如果静压施工结束后，现场依旧有不平的部位，可再次开展补平施工。

4.2 压实工艺参数选取

压实工艺参数的选择同样会影响到市政道路软基清淤换填处理的最终效果，这些参数主要为压实系数、松铺厚度等。在开展施工处理的过程中，除了要对这些参数加以科学控制外，还需要注重沉降差、石料强度、粒径等的控制，只有当这些参数都达到了相应的施工规范后，方可逐层压实到换填层顶面，保持结构稳定性。在碾压遍数达到了设计遍数以后，在目测不存在任何的压路机轮迹、石块紧密且表面平整、无明显粗细料分离情况下，振压最后两遍并观测标高值，在该标高值在2 mm以内的情况下，则说明此工程的压实度符合要求[5]。如果经这一系列的控制，压实度依旧难以符合相应的规范，可增加碾压遍数，控制沉降差。当在碾压施工过程中部分部位出现了弹簧现象，要立即安排专人负责进行相应的处理。本工程项目实施中，选用的压路机自重和激振力分别应在18 t、330 kN以上，开展1遍静压、2遍小振、5遍大振。

4.3 压实控制措施

结合此市政道路软基施工中的相关数据，发现在公路软基换填处理环节，当压路机的静压速度保持在2 km/h、碾压速度保持在4 km/min以内的条件下，所取得的压实施工效果最佳，但在这些速度要求下，软基处理的表面压实度尚无法达到施工标准。为最大程度提升整体的施工效果，可进行相应的施工参数调整，将压路机静压速度、碾压速度和振动频率分别保持在1.5 km/h、3 km/min、25～30 Hz的条件下，并总体上遵循两边向中间的碾压顺序。对于软基处理中的横向接头部位，重叠部分应超过1/3轮迹，前后邻区的纵向重合量保持在1.0～1.5 m。