[科普中國]-換土法

換土法，挖出地基中一定范圍內(nèi)的土后，換以砂、石等材料、并分層夯實(shí)（或壓實(shí)、振實(shí)），以作為基礎(chǔ)的持力層的地基處理方法，是傳統(tǒng)的淺層處理地基的方法。

定義換土(charge soil)又稱換填土壤。挖除路堤基底的軟土，換填強(qiáng)度較高的黏性上或砂卵石等的工程措施?？蓮母旧细纳频鼗男再|(zhì)，不再留有后患。適用于軟土層位于地表、土層較薄和易于排水施工等情況。可用人工、機(jī)械或爆破方法進(jìn)行挖除。換土深度一般在3m以內(nèi)。1

換土換土施工中要控制好“四度”，即在換土施工中要做到虛鋪厚度、平整度、壓實(shí)度、土基高度（高程）都要達(dá)到規(guī)范要求。具體要做好下列幾點(diǎn)。

1、換土前要處理好原地面

（1）對站坪土基部位，原地面的草皮、植物土及其它雜物必須徹底清除，其深度可根據(jù)具體情況確定。其它部位的換土厚度超過60cm可不鏟除草皮，但要割去草棵。

（2）處理好溝塘、坑、井，以免積水而影響大面積的換土作業(yè)。

2、測量放線：

（1）恢復(fù)線路中心控制點(diǎn)（中線）。

（2）測設(shè)中心樁，按每20-25 米整樁號和起止點(diǎn)等控制場地中心的各點(diǎn)測設(shè)中心樁，樁面用紅漆寫明里程樁號。木樁的習(xí)慣用法是：方樁用于控制中心準(zhǔn)確位置而且還要架設(shè)儀器對中，可以在木樁頂面定釘，釘頂?shù)臉?biāo)高與路面設(shè)計標(biāo)高齊平，頂面涂紅漆以辨認(rèn)，在中心線垂直方向一米外釘一標(biāo)志樁，并寫上里程，樁背與地面成45 度，寫有里程一面朝上，面向中心方木樁，字號露出地面。其他中心里程樁用扁形木樁、垂直釘入樁位處，上露一多半，寫有里程編號的一面要面向線路的起始方向。

（3）根據(jù)近似計算結(jié)果，測設(shè)路基邊坡線，測量出各樁左、中、右三點(diǎn)的高程，做好記錄，計算出各樁號左右兩側(cè)的填筑高度。

（4）按設(shè)計頂標(biāo)面寬度加余寬30-50 公分（以保證邊坡密度和壓路機(jī)械的安全而增加的寬度），放邊線點(diǎn)，再用白灰沿邊線播撒形成兩條白色的邊線作為換土范圍的明顯標(biāo)記。

（5）分層計算路基的設(shè)計寬度。以備在施工中根據(jù)施工進(jìn)度隨時放換土邊線，滿足施工需要。

施工中車輛通行道路一般分為上、下兩條行車道。上、下行行車道分別填筑，即采用半幅施工時，尚未施工的行車道可作為運(yùn)土車輛的通行道路；上下行車道同時施工時，即全幅施工時，可在路側(cè)布置車輛通行道路（便道）。半幅施工時應(yīng)注意的問題是，兩幅地基沉降時間不同，最終沉降量發(fā)生的時間不一致，有可能發(fā)生不均勻沉降，因此一般應(yīng)采用全幅施工為宜。

3、布土

合理的土方調(diào)配和運(yùn)土路線是非常重要的。應(yīng)根據(jù)取土場位置及地形確定經(jīng)濟(jì)、合理的運(yùn)土路線。布土?xí)r應(yīng)根據(jù)壓路機(jī)能達(dá)到的壓實(shí)厚度（規(guī)范規(guī)定或經(jīng)監(jiān)理工程師同意的厚度）計算卸車數(shù)量，例如每層換土壓實(shí)厚度不大于20 公分時，一車土8 立米，可攤鋪30 平方米。自卸汽車從取土場把土運(yùn)到鋪筑現(xiàn)場，從一端開始，左右成排，前后成行等距離布土。只要把布土的位置和稀疏密度掌握好了，就可以提高攤鋪速度。

4、注意換土質(zhì)量，保證換土穩(wěn)定

換土前，對清除過的原地面，應(yīng)按相應(yīng)的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計要求進(jìn)行碾壓密實(shí)。碾壓中如發(fā)現(xiàn)顯著沉陷或壅包時，應(yīng)查明原因，妥善處理。

填方用土，要嚴(yán)格的選擇，宜用勻質(zhì)的同類土填筑，大于10cm的土塊應(yīng)打碎，換土中不得混有樹根、草皮等雜物，嚴(yán)禁用泥炭、淤泥、鹽漬土填筑，受凍融影響較小的優(yōu)質(zhì)土填在上層，穩(wěn)定性較差的土填在下層。不同類的土不得混填，防止在填方內(nèi)形成“水囊”，造成換土不均勻引起沉陷和凍脹等不良后果。

5、換土順序

換土作業(yè)應(yīng)從低到高分段分層進(jìn)行。每層換土經(jīng)平整、碾壓達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)后方可填筑上層，每層換土表面宜與設(shè)計面基本平行。

6、換土分層厚度

換土分層厚度要合適，每層換土的松鋪厚度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)和機(jī)具的壓實(shí)功能通過試驗(yàn)確定，不得超厚。采用12t~15t三輪壓路機(jī)碾壓時，一般不大于30cm；人工夯實(shí)時，不大于20cm；振動式壓路機(jī)視其功能確定。

7、換土含水量

填方用土的含水量應(yīng)接近最佳值（即在最佳含水量范圍），這是保證碾壓達(dá)到壓實(shí)度的重要條件。

換土含水量的大小，不僅關(guān)系到碾壓工序的難易程度和壓實(shí)質(zhì)量，也會影響到工期和工程造價。過濕的土，挖運(yùn)、裝卸、填鋪、碾壓都后困難，極易出現(xiàn)翻漿；過干的土，碾壓前需灑水，既誤工期。又難掌握。因此，均不宜直接用做填方。施工中如遇此種情況時，應(yīng)在取土區(qū)采取措施處理，盡量避免運(yùn)到作業(yè)面上再處理。

8、換土接茬

兩個換土作業(yè)的地方接茬部位，宜同時填筑，分層交錯搭接，搭接的程度不小于3m；如不能同時填筑，先填者應(yīng)按1:5的坡度分層留出臺階。

9、最上一層換土厚度

換土接近設(shè)計高時，應(yīng)加強(qiáng)測量檢查，控制好最上一層換土厚度，它關(guān)系到高程、平整度、壓實(shí)度等質(zhì)量。

最后一層的高程控制，關(guān)鍵是要根據(jù)土質(zhì)及現(xiàn)場試壓情況留準(zhǔn)虛高，使碾壓后的高程符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且表面還符合平整度要求。所以，通常應(yīng)加樁掛線。

控制好最上一層換土的厚度十分重要，因?yàn)樽钌弦粚訐Q土既不能太厚又不能太薄，太厚了壓實(shí)度就達(dá)不到；太薄了又易脫皮，不能良好結(jié)合，影響質(zhì)量。最后一層換土以壓實(shí)厚度15cm為宜。1

碾壓1、最佳含水量

在施工現(xiàn)場，一定要掌握好碾壓前土的含水量，一般應(yīng)控制在最佳含水量的±2%范圍內(nèi)。常用測定含水量的土辦法是：用手取一把土，如果能捏成團(tuán)，自由落地后土即散開，這樣的含水量一般是合適的。土不能捏成團(tuán)，表示土太干；土捏成團(tuán)后落地不散或成餅，說明含水量過大。過干或過濕的土都達(dá)不到壓實(shí)度的要求。

2、換土的層厚要合適

換土的分層厚度與碾壓的遍數(shù)、壓實(shí)度的要求、土的種類、含水量的大小、壓實(shí)機(jī)械的性能等都有關(guān)。站坪土方換土通常松厚為25cm~30cm，土質(zhì)地帶為30cm，人工夯實(shí)為20cm。

3、碾壓方法

（1）從低到高，從邊到中，適當(dāng)重疊。在單面坡地段碾壓時，壓路機(jī)宜從低處逐漸向高處碾壓。雙面坡地段，宜從兩邊開始向中間碾壓，這種碾壓方法可以防止土在碾壓過程中的移動及往外滑動，并且有利于排水。為了防止漏壓，前后兩次碾壓時，碾輪主輪應(yīng)適當(dāng)重疊，重疊量一般為10cm~15cm。

（2）先輕后重，速度適當(dāng)。碾壓時可先用6t~8t的壓路機(jī)預(yù)壓一下，以提高壓實(shí)層上部的壓實(shí)度，然后再用10t~15t的壓路機(jī)碾壓，如一開始就用重型壓路機(jī)碾壓易產(chǎn)生高低不平現(xiàn)象，影響碾壓效果。為保證碾壓的均勻性，碾壓速度不能太快，一般行駛速度應(yīng)控制在2km/h以內(nèi)。

（3）碾壓遍數(shù)。應(yīng)在達(dá)到壓實(shí)度要求的前提下，根據(jù)土的性質(zhì)、含水量、松鋪厚度、壓實(shí)度系數(shù)、碾壓機(jī)械等情況確定。施工時應(yīng)根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)得到的大概控制遍數(shù)及壓路機(jī)的輪跡確定。壓路機(jī)手可根據(jù)已壓遍數(shù)請工地試驗(yàn)室人員及時檢查壓實(shí)度，決定是否需要繼續(xù)碾壓。

（4）碾壓作業(yè)段的長度不宜大于100m。兩個作業(yè)段的接茬處，主輪的重疊范圍不應(yīng)小于5m。當(dāng)天的土方要當(dāng)天完，不得過夜。在雨季施工時要隨時注意天氣變化，碾壓更應(yīng)及時，作業(yè)段的長度可適當(dāng)縮短。

碾壓過程中發(fā)現(xiàn)有高低不平處應(yīng)及時找平，壓到規(guī)定遍數(shù)后做壓實(shí)度試驗(yàn)，合格后經(jīng)監(jiān)理認(rèn)可后方可填上層土方。凡機(jī)械難以碾壓到的邊角地段要用人工夯打密實(shí)。壓實(shí)度試驗(yàn)要作記錄，寫明取樣地點(diǎn)、樁號、換土層數(shù)、土類、試驗(yàn)結(jié)果等，以便核查和整理成竣工資料。

（5）影響壓實(shí)效果的主要因素一般來說是含水量，土類，以及壓實(shí)功能。在施工現(xiàn)場因?yàn)橐呀?jīng)有標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)，換土類別和標(biāo)準(zhǔn)填料基本一致，因此影響壓實(shí)效果的因素主要是含水量。根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，在壓實(shí)前最好實(shí)測一下填料的實(shí)際含水量，經(jīng)驗(yàn)證明土壤的實(shí)際含水量在最佳含水量的正負(fù)2%-5%進(jìn)行碾壓效果最好。如果填料含水量過大，碾壓遍數(shù)再多也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。因此在實(shí)測含水量的基礎(chǔ)上，如果含水量過大，應(yīng)考慮將土攤開晾曬待接近最佳含水量時再進(jìn)行碾壓，否則將出現(xiàn)因含水量過大碾壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)或出現(xiàn)軟彈現(xiàn)象?，F(xiàn)場實(shí)測含水量的簡單辦法是用酒精燃燒法簡單易做很適合施工現(xiàn)場操作。如果因工期關(guān)系沒有時間晾曬，可以考慮摻拌石灰的方法減少土的含水量，或者可以將填筑厚度適當(dāng)減少的辦法加以解決。不過這兩種方法都要增加成本，應(yīng)該取得監(jiān)理工程師的同意已求獲得適當(dāng)予補(bǔ)償。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)