道路路基杂填土换填处理设计研究

摘要：杂填土是一种由土壤、工业废料、建筑垃圾等混合而成的材料，复杂的结构与不均匀的成分，使杂填土发生物理或化学性质变化的可能性较高，会对道路路基造成无法预估的影响。为确保路基稳定、提高道路安全性，本文简要分析了换填处理的优势，围绕工程实例展开讨论，提出道路路基杂填土换填处理施工方案，并阐述了换填法施工控制要点，以供参考。

关键词：道路路基；杂填土；换填法；施工要点

引言：杂填土成分复杂，通常含腐殖质及水化物，其性质会随堆填时间发生变化，若不对此类土壤进行相关处理，路基出现失稳、坍塌、沉降等问题的可能性，便会随着时间的流逝而不断增大，影响道路安全性。因此，道路路基施工过程中，可通过换填的方式处理杂填土，通过提高土壤强度的方式，使路基结构更为稳定，提高道路质量，营造安全的道路交通运输环境。

1.换填处理的优势

杂填土具有较强的压缩性，在自身重力与外部压力的作用下，体积会明显缩小，且随着水体的排出，土壤内部结构也会发生变化，上方的路基便会因此发生形态改变。通过杂填土换填，能使用砂石、砾石或其他高强度的材料代替原有的生活与生产垃圾或软土，土层结构将更加紧密，稳定性也将得到有效提高，地基承载能力将明显上升[1]。

2.换填法在道路路基杂填土处理中的应用

2.1工程概况

某经济开发区新建道路工程采用三级公路建设标准，属于区域路网中的支线道路，承担片区集散交通功能。项目规划道路总长23.2km，采用双向两车道设计，路基标准宽度7.5m，设计时速40km/h。

据勘察可知，该地区地下水位于地表下3.49～16.43m范围内，土层由上至下分别为杂填土、黏土、砂质粉土、砂层、残积黏土、花岗岩，具体如表1所示。

2.2换填处理设计

本次需进行路基杂填土换填处理的道路位于该区域中心位置，结合该区域内其他道路路基杂填土换填处理效果与该区域地理位置因素分析可知，若全部换填

，则需运输大量废弃土方，且无法通过就近取材的方式进行换填，还需外借大量土方，成本投入较高，不利于区域经济快速发展。因此，采用部分换填的模式，将沉降、复合地基承载力等数据与施工标准、周期等要求相结合，计算换填深度，在确保路基强度能满足区域经济发展需求的基础上，最大程度上降低成本投入[2]。

基于杂填土层厚度分布差异显著（0.50～4.20m）且承载力特征值仅54kPa的特征，采用分层换填复合地基处理方案。通过建立换填深度计算模型，结合地基附加应力扩散原理，提出经济性最优的阶梯式换填方案。设计过程如下：

（1）换填深度计算。

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012），换填厚度应满足下卧层承载力要求：

式（1）中，为换填层底面处附加应力（kPa）；表示换填层底面处土体自重应力（kPa）；表示下卧层修正后承载力特征值（kPa）。相关参数如下：

换填材料采用砂砾石（属粗粒土类），重度γ=19.5kN/m3；路基宽度8m，设计填土最大高度=6.15m，对应附加应力按填土自重应力计算，即：

其中为填土重度，为设计填土高度（m）。

①阶梯式处理方案：当杂填土厚度≤3m时，全断面换填至黏土层顶面，换填厚度按平均2m进行计算；当杂填土厚度>3m时，换填2.7m后铺设0.3m厚土工格栅加筋层。

②换填厚度校核：根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012），换填设计安全系数K需综合考虑下卧层土质特性与工程风险等级。由于下卧层为黏性土，压缩性中等，风险等级为II级，规范建议 K=1.3～1.5，本例取K=1.4。

换填材料重度γ=19.5kN/m3，填土最大高度=6.15m，=120kPa；初始试算厚度 z=2.0m。路基宽度b=8m，下卧层修正后承载力特征值=287.7kPa，允许值/K=205.5kPa。

（2）加筋优化设计。

①土工格栅参数：双向聚丙烯格栅（极限抗拉强度≥50kN/m，对应应变≤10%）；

②铺设工艺：格栅幅宽4m，搭接长度≥0.3m，铺设后48小时内覆盖填土；

效果验证：经PLAXIS模拟，加筋后路基差异沉降量降低42%，工后沉降≤15mm。根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015），本工程加筋后实测工后沉降≤15mm，满足规范要求且安全裕度达50%（一般路段）及25%（桥头引道），符合规范对路基长期稳定性的规定。

结论：总而言之，杂填土的特殊性质会对路基结构稳定性造成严重危害，而路基又是道路的重要组成部分，其结构与状态会对道路安全造成直接影响。因此，应加强换填法在路基处理中的应用，全面提高路基的承载能力，以此为道路交通运输安全提供保障。

参考文献：

[1]陈伟.砂性土在路基换填施工中的质量控制要点分析[J].四川水泥，2024，（11）：252-254.

[2]蓝志文.道路路基杂填土换填处理设计计算分析[J].新城建科技，2024，33（12）：115-117+122.

[3]宁世凯，谢润泽，李斌，等.砂性土路基换填碾压地基处理抗地震液化效果分析[J].路基工程，2025，（01）：206-212.

作者简介：姓名：郭远龙；性别：男；出生年月：1996年11月12日；籍贯：海南省定安县，民族：汉族；最高学历：本科；目前职称：助理工程师