[科普中国]-换土法

换土法，挖出地基中一定范围内的土后，换以砂、石等材料、并分层夯实（或压实、振实），以作为基础的持力层的地基处理方法，是传统的浅层处理地基的方法。

定义换土(charge soil)又称换填土壤。挖除路堤基底的软土，换填强度较高的黏性上或砂卵石等的工程措施。可从根本上改善地基的性质，不再留有后患。适用于软土层位于地表、土层较薄和易于排水施工等情况。可用人工、机械或爆破方法进行挖除。换土深度一般在3m以内。1

换土换土施工中要控制好“四度”，即在换土施工中要做到虚铺厚度、平整度、压实度、土基高度（高程）都要达到规范要求。具体要做好下列几点。

1、换土前要处理好原地面

（1）对站坪土基部位，原地面的草皮、植物土及其它杂物必须彻底清除，其深度可根据具体情况确定。其它部位的换土厚度超过60cm可不铲除草皮，但要割去草棵。

（2）处理好沟塘、坑、井，以免积水而影响大面积的换土作业。

2、测量放线：

（1）恢复线路中心控制点（中线）。

（2）测设中心桩，按每20-25 米整桩号和起止点等控制场地中心的各点测设中心桩，桩面用红漆写明里程桩号。木桩的习惯用法是：方桩用于控制中心准确位置而且还要架设仪器对中，可以在木桩顶面定钉，钉顶的标高与路面设计标高齐平，顶面涂红漆以辨认，在中心线垂直方向一米外钉一标志桩，并写上里程，桩背与地面成45 度，写有里程一面朝上，面向中心方木桩，字号露出地面。其他中心里程桩用扁形木桩、垂直钉入桩位处，上露一多半，写有里程编号的一面要面向线路的起始方向。

（3）根据近似计算结果，测设路基边坡线，测量出各桩左、中、右三点的高程，做好记录，计算出各桩号左右两侧的填筑高度。

（4）按设计顶标面宽度加余宽30-50 公分（以保证边坡密度和压路机械的安全而增加的宽度），放边线点，再用白灰沿边线播撒形成两条白色的边线作为换土范围的明显标记。

（5）分层计算路基的设计宽度。以备在施工中根据施工进度随时放换土边线，满足施工需要。

施工中车辆通行道路一般分为上、下两条行车道。上、下行行车道分别填筑，即采用半幅施工时，尚未施工的行车道可作为运土车辆的通行道路；上下行车道同时施工时，即全幅施工时，可在路侧布置车辆通行道路（便道）。半幅施工时应注意的问题是，两幅地基沉降时间不同，最终沉降量发生的时间不一致，有可能发生不均匀沉降，因此一般应采用全幅施工为宜。

3、布土

合理的土方调配和运土路线是非常重要的。应根据取土场位置及地形确定经济、合理的运土路线。布土时应根据压路机能达到的压实厚度（规范规定或经监理工程师同意的厚度）计算卸车数量，例如每层换土压实厚度不大于20 公分时，一车土8 立米，可摊铺30 平方米。自卸汽车从取土场把土运到铺筑现场，从一端开始，左右成排，前后成行等距离布土。只要把布土的位置和稀疏密度掌握好了，就可以提高摊铺速度。

4、注意换土质量，保证换土稳定

换土前，对清除过的原地面，应按相应的压实度标准或设计要求进行碾压密实。碾压中如发现显著沉陷或壅包时，应查明原因，妥善处理。

填方用土，要严格的选择，宜用匀质的同类土填筑，大于10cm的土块应打碎，换土中不得混有树根、草皮等杂物，严禁用泥炭、淤泥、盐渍土填筑，受冻融影响较小的优质土填在上层，稳定性较差的土填在下层。不同类的土不得混填，防止在填方内形成“水囊”，造成换土不均匀引起沉陷和冻胀等不良后果。

5、换土顺序

换土作业应从低到高分段分层进行。每层换土经平整、碾压达到压实度标准后方可填筑上层，每层换土表面宜与设计面基本平行。

6、换土分层厚度

换土分层厚度要合适，每层换土的松铺厚度应根据土质和机具的压实功能通过试验确定，不得超厚。采用12t~15t三轮压路机碾压时，一般不大于30cm；人工夯实时，不大于20cm；振动式压路机视其功能确定。

7、换土含水量

填方用土的含水量应接近最佳值（即在最佳含水量范围），这是保证碾压达到压实度的重要条件。

换土含水量的大小，不仅关系到碾压工序的难易程度和压实质量，也会影响到工期和工程造价。过湿的土，挖运、装卸、填铺、碾压都后困难，极易出现翻浆；过干的土，碾压前需洒水，既误工期。又难掌握。因此，均不宜直接用做填方。施工中如遇此种情况时，应在取土区采取措施处理，尽量避免运到作业面上再处理。

8、换土接茬

两个换土作业的地方接茬部位，宜同时填筑，分层交错搭接，搭接的程度不小于3m；如不能同时填筑，先填者应按1:5的坡度分层留出台阶。

9、最上一层换土厚度

换土接近设计高时，应加强测量检查，控制好最上一层换土厚度，它关系到高程、平整度、压实度等质量。

最后一层的高程控制，关键是要根据土质及现场试压情况留准虚高，使碾压后的高程符合质量标准，而且表面还符合平整度要求。所以，通常应加桩挂线。

控制好最上一层换土的厚度十分重要，因为最上一层换土既不能太厚又不能太薄，太厚了压实度就达不到；太薄了又易脱皮，不能良好结合，影响质量。最后一层换土以压实厚度15cm为宜。1

碾压1、最佳含水量

在施工现场，一定要掌握好碾压前土的含水量，一般应控制在最佳含水量的±2%范围内。常用测定含水量的土办法是：用手取一把土，如果能捏成团，自由落地后土即散开，这样的含水量一般是合适的。土不能捏成团，表示土太干；土捏成团后落地不散或成饼，说明含水量过大。过干或过湿的土都达不到压实度的要求。

2、换土的层厚要合适

换土的分层厚度与碾压的遍数、压实度的要求、土的种类、含水量的大小、压实机械的性能等都有关。站坪土方换土通常松厚为25cm~30cm，土质地带为30cm，人工夯实为20cm。

3、碾压方法

（1）从低到高，从边到中，适当重叠。在单面坡地段碾压时，压路机宜从低处逐渐向高处碾压。双面坡地段，宜从两边开始向中间碾压，这种碾压方法可以防止土在碾压过程中的移动及往外滑动，并且有利于排水。为了防止漏压，前后两次碾压时，碾轮主轮应适当重叠，重叠量一般为10cm~15cm。

（2）先轻后重，速度适当。碾压时可先用6t~8t的压路机预压一下，以提高压实层上部的压实度，然后再用10t~15t的压路机碾压，如一开始就用重型压路机碾压易产生高低不平现象，影响碾压效果。为保证碾压的均匀性，碾压速度不能太快，一般行驶速度应控制在2km/h以内。

（3）碾压遍数。应在达到压实度要求的前提下，根据土的性质、含水量、松铺厚度、压实度系数、碾压机械等情况确定。施工时应根据过去的经验和现场试验得到的大概控制遍数及压路机的轮迹确定。压路机手可根据已压遍数请工地试验室人员及时检查压实度，决定是否需要继续碾压。

（4）碾压作业段的长度不宜大于100m。两个作业段的接茬处，主轮的重叠范围不应小于5m。当天的土方要当天完，不得过夜。在雨季施工时要随时注意天气变化，碾压更应及时，作业段的长度可适当缩短。

碾压过程中发现有高低不平处应及时找平，压到规定遍数后做压实度试验，合格后经监理认可后方可填上层土方。凡机械难以碾压到的边角地段要用人工夯打密实。压实度试验要作记录，写明取样地点、桩号、换土层数、土类、试验结果等，以便核查和整理成竣工资料。

（5）影响压实效果的主要因素一般来说是含水量，土类，以及压实功能。在施工现场因为已经有标准击实，换土类别和标准填料基本一致，因此影响压实效果的因素主要是含水量。根据现场施工经验，在压实前最好实测一下填料的实际含水量，经验证明土壤的实际含水量在最佳含水量的正负2%-5%进行碾压效果最好。如果填料含水量过大，碾压遍数再多也达不到标准。因此在实测含水量的基础上，如果含水量过大，应考虑将土摊开晾晒待接近最佳含水量时再进行碾压，否则将出现因含水量过大碾压达不到标准或出现软弹现象。现场实测含水量的简单办法是用酒精燃烧法简单易做很适合施工现场操作。如果因工期关系没有时间晾晒，可以考虑掺拌石灰的方法减少土的含水量，或者可以将填筑厚度适当减少的办法加以解决。不过这两种方法都要增加成本，应该取得监理工程师的同意已求获得适当予补偿。1

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学