高速铁路路基基底加固-换填垫层强国安全优质兴路天津铁道职业技术学院
换填垫层法-概述换填垫层法是指挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗颗粒的填料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。按回填材料可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层及其他性能稳定材料的垫层。回填材料应强度大、压缩性小、透水性好、比较容易使之密实，且在施工地区料源充分，使用广泛。
换填垫层法在铁路路基基底处理中应用广泛，适用于浅层软弱地基及不均匀的处理，如淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土等软弱地基及膨胀土地基、不均匀地基的处理。软土层厚度3m时，一般采用全部挖除换填的方法软土层厚度3m时，一般采用部分挖除换填的方法注：抛石挤淤：适用于常年积水的洼地，排水困难的泥沼地段，或厚度3~4米的软土地段。换填垫层法-适用范围
垫层的主要作用：（1）提高地基承载力；（2）减少沉降量；（3）加速软弱土层的排水固结；（4）防止冻胀；（5）消除膨胀土的胀缩作用；（6）消除或部分消除黄土的湿陷性。换填垫层法-垫层作用
换填垫层法-垫层材料要求路基垫层材料及要求（1）砂垫层选用天然级配的中、粗、砾砂，不含草根、垃圾等杂质，含泥量不得超过5％，用作排水固结地基的砂垫层其含泥量不得超过3％。（2）碎石垫层采用未风化的干净砾石或碎石，其最大粒径不宜大于50mm，含泥量不得超过5％，不含草根、垃圾等杂质。
换填垫层的施工1.当地基表层具有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能承受一般运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。2.当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法。3.当软土地基表面很软，首先要改善地基表面的持力条件，使其能承受施工人员和轻型运输工具。
换填施工工艺流程换填垫层的施工（1）换填施工以前应进行调查，对需换填的软土层范围及深度（包括地基中的孔洞、沟、井和墓穴）应仔细调查核实并处理。对填料进行选择选择和确认，对弃土场进行确认，自选弃土场应选择洼地，并根据地形条件设置挡土墙。（2）换填施工应做好排水施工，施工前应疏干地表积水，换填中基坑内渗水应及时排除。（3）挖除换填土层。换填土层进行机械挖除时，应预留保护层由人工清理，其厚度宜为30-50cm。确认换填范围、深度、承载力满足设计要求。
换填施工工艺流程换填垫层的施工（4）基底按设计要求整平并碾压密实。底部起伏较大时宜设置台阶或缓坡，并按先深后浅的顺序进行换填施工。（5）应选择不小于100m的换填地基段进行填筑、压实工艺性试验，确定合理的工艺参数和施工方法，其内容包括换填材料的松铺系数、摊铺方法、适用机具、最佳含水量、压实顺序、压实速度和遍数等。（6）填料摊铺，分层厚度不超过工艺试验确定的标准。
换填施工工艺流程换填垫层的施工（7）分层平整压实，达到设计要求。①机械碾压法利用压路机、羊足碾、平碾、振动碾等碾压机械将地基土压实。
换填垫层的施工对于大面积填土，应分层碾压并逐步提高填土标高。选择最佳含水量Wop。压实系数—般控制在0.94～0.97。（Wp为塑限）
换填施工工艺流程换填垫层的施工②重锤夯实法利用起重机将重锤提到一定高度，然后使其自由落下，重复夯打，把地基表层夯实。主要机具是起重机和重锤。
换填施工工艺流程换填垫层的施工③振动压实法通过在地基表面施加振动把浅层松散土振实的方法。可用于处理砂土和由炉灰、炉渣、碎砖等组成的杂填土地基。振动压实的效果与振动力的大小、填土的成分和振动时间有关。在施工前应进行试振，找出振实稳定所需要的时间。
换填施工工艺流程换填垫层的施工以黏性土为主的软弱土，宜采用平碾或羊足碾；对杂填土可用平碾；对砂土、砂石料、碎石土和杂填土宜采用振动碾或振动压实机；对于狭窄场地、边角及接触带可用蛙式夯实机。压实效果、分层铺填厚度、压实遍数、最优含水量等应根据具体施工方法及施工机具通过现场试验确定。蛙式夯实机
换填施工工艺流程换填垫层的施工（8）分层检测按要求进行平面尺寸和标高检测，采用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法检测压实系数，检验合格后方可进行上层施工。垫层的施工质量检验必须分层进行。（9）填筑下一层，分层平整压实，分层检测，直至设计标高。（10）换填完成后，应尽快进行下道工序施工，并采取措施防止地基积水下渗。
换填垫层施工-质量检验质量检验：（1）对砂石、矿渣垫层可采用重型动力触探检验。（2）垫层的施工质量检验必须分层进行。（3）用环刀法取样时，取样点应位于每层厚度的2/3深度。（4）竣工验收时，采用卸荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程检验点数不宜少于3点；对于大型工程，则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数。
换填垫层施工-环境保护1）挖除后的非使用材料（软土）必须运往指定的弃土场堆放、平整，并做好弃土场的防护、排水以及植被恢复工作。2