換土法

換土(replacement)又稱換填土壤。挖除路堤基底的軟土，換填強度較高的黏性上或砂卵石等的工程措施。可從根本上改善地基的性質，不再留有後患。適用於軟土層位於地表、土層較薄和易於排水施工等情況。可用人工、機械或爆破方法進行挖除。換土深度一般在3m以內。墊層設計主要是選定墊層材料、確定墊層的寬度與厚度。墊層厚度應大於1/4基底寬度。 墊層寬度應能防止墊層材料側向擠出，通常按應力擴散角設計，並超出基礎底面邊緣一定距離。同時應驗算下卧層的容許承載力。

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、壓實度、土基高度（高程）都要達到規範要求。具體要做好下列幾點。

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，其深度可根據具體情況確定。其它部位的換土厚度超過60cm可不剷除草皮，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。

2、測量放線：

（1）恢複線路中心控制點（中線）。

（2）測設中心樁，按每20-25 米整樁號和起止點等控制場地中心的各點測設中心樁，樁面用紅漆寫明裡程樁號。木樁的習慣用法是：方樁用於控制中心準確位置而且還要架設儀器對中，可以在木樁頂面定釘，釘頂的標高與路面設計標高齊平，頂面塗紅漆以辨認，在中心線垂直方向一米外釘一標誌樁，並寫上里程，樁背與地面成45 度，寫有里程一面朝上，面向中心方木樁，字型大小露出地面。其他中心裡程樁用扁形木樁、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）根據近似計算結果，測設路基邊坡線，測量出各樁左、中、右三點的高程，做好記錄，計算出各樁號左右兩側的填築高度。

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

（5）分層計算路基的設計寬度。以備在施工中根據施工進度隨時放換土邊線，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、下行行車道分別填築，即採用半幅施工時，尚未施工的行車道可作為運土車輛的通行道路；上下行車道同時施工時，即全幅施工時，可在路側布置車輛通行道路（便道）。半幅施工時應注意的問題是，兩幅地基沉降時間不同，最終沉降量發生的時間不一致，有可能發生不均勻沉降，因此一般應採用全幅施工為宜。

3、布土

合理的土方調配和運土路線是非常重要的。應根據取土場位置及地形確定經濟、合理的運土路線。布土時應根據壓路機能達到的壓實厚度（規範規定或經監理工程師同意的厚度）計算卸車數量，例如每層換土壓實厚度不大於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到鋪築現場，從一端開始，左右成排，前後成行等距離布土。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、注意換土質量，保證換土穩定

換土前，對清除過的原地面，應按相應的壓實度標準或設計要求進行碾壓密實。碾壓中如發現顯著沉陷或壅包時，應查明原因，妥善處理。

填方用土，要嚴格的選擇，宜用勻質的同類土填築，大於10cm的土塊應打碎，換土中不得混有樹根、草皮等雜物，嚴禁用泥炭、淤泥、鹽漬土填築，受凍融影響較小的優質土填在上層，穩定性較差的土填在下層。不同類的土不得混填，防止在填方內形成“水囊”，造成換土不均勻引起沉陷和凍脹等不良後果。

5、換土順序

換土作業應從低到高分段分層進行。每層換土經平整、碾壓達到壓實度標準後方可填築上層，每層換土表面宜與設計面基本平行。

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根據土質和機具的壓實功能通過試驗確定，不得超厚。採用12t~15t三輪壓路機碾壓時，一般不大於30cm；人工夯實時，不大於20cm；振動式壓路機視其功能確定。

7、換土含水量

填方用土的含水量應接近最佳值（即在最佳含水量範圍），這是保證碾壓達到壓實度的重要條件。

換土含水量的大小，不僅關係到碾壓工序的難易程度和壓實質量，也會影響到工期和工程造價。過濕的土，挖運、裝卸、填鋪、碾壓都后困難，極易出現翻漿；過乾的土，碾壓前需洒水，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，應在取土區採取措施處理，盡量避免運到作業面上再處理。

8、換土接茬

兩個換土作業的地方接茬部位，宜同時填築，分層交錯搭接，搭接的程度不小於3m；如不能同時填築，先填者應按1:5的坡度分層留出台階。

9、最上一層換土厚度

換土接近設計高時，應加強測量檢查，控制好最上一層換土厚度，它關係到高程、平整度、壓實度等質量。

最後一層的高程式控制制，關鍵是要根據土質及現場試壓情況留准虛高，使碾壓后的高程符合質量標準，而且表面還符合平整度要求。所以，通常應加樁掛線。

控制好最上一層換土的厚度十分重要，因為最上一層換土既不能太厚又不能太薄，太厚了壓實度就達不到；太薄了又易脫皮，不能良好結合，影響質量。最後一層換土以壓實厚度15cm為宜。

1、最佳含水量

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

2、換土的層厚要合適

換土的分層厚度與碾壓的遍數、壓實度的要求、土的種類、含水量的大小、壓實機械的性能等都有關。站坪土方換土通常松厚為25cm~30cm，土質地帶為30cm，人工夯實為20cm。

3、碾壓方法

（1）從低到高，從邊到中，適當重疊。在單面坡地段碾壓時，壓路機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，並且有利於排水。為了防止漏壓，前後兩次碾壓時，碾輪主輪應適當重疊，重疊量一般為10cm~15cm。

（2）先輕后重，速度適當。碾壓時可先用6t~8t的壓路機預壓一下，以提高壓實層上部的壓實度，然後再用10t~15t的壓路機碾壓，如一開始就用重型壓路機碾壓易產生高低不平現象，影響碾壓效果。為保證碾壓的均勻性，碾壓速度不能太快，一般行駛速度應控制在2km/h以內。

（3）碾壓遍數。應在達到壓實度要求的前提下，根據土的性質、含水量、松鋪厚度、壓實度係數、碾壓機械等情況確定。施工時應根據過去的經驗和現場試驗得到的大概控制遍數及壓路機的輪跡確定。壓路機手可根據已壓遍數請工地試驗室人員及時檢查壓實度，決定是否需要繼續碾壓。

（4）碾壓作業段的長度不宜大於100m。兩個作業段的接茬處，主輪的重疊範圍不應小於5m。當天的土方要當天完，不得過夜。在雨季施工時要隨時注意天氣變化，碾壓更應及時，作業段的長度可適當縮短。

碾壓過程中發現有高低不平處應及時找平，壓到規定遍數后做壓實度試驗，合格后經監理認可後方可填上層土方。凡機械難以碾壓到的邊角地段要用人工夯打密實。壓實度試驗要作記錄，寫明取樣地點、樁號、換土層數、土類、試驗結果等，以便核查和整理成竣工資料。

（5）影響壓實效果的主要因素一般來說是含水量，土類，以及壓實功能。在施工現場因為已經有標準擊實，換土類別和標準填料基本一致，因此影響壓實效果的因素主要是含水量。根據現場施工經驗，在壓實前最好實測一下填料的實際含水量，經驗證明土壤的實際含水量在最佳含水量的正負2%-5%進行碾壓效果最好。如果填料含水量過大，碾壓遍數再多也達不到標準。因此在實測含水量的基礎上，如果含水量過大，應考慮將土攤開晾曬待接近最佳含水量時再進行碾壓，否則將出現因含水量過大碾壓達不到標準或出現軟彈現象。現場實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場操作。如果因工期關係沒有時間晾曬，可以考慮摻拌石灰的方法減少土的含水量，或者可以將填築厚度適當減少的辦法加以解決。不過這兩種方法都要增加成本，應該取得監理工程師的同意已求獲得適當予補償。