拋石擠淤在超深取土坑軟基處理中的應(yīng)用*

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

1 工程概況

昆山市中環(huán)快速化改造工程北線N-I標(biāo)FY路基施工中，F(xiàn)YK0+350～FYK0+568段為5#河浜，該河浜原先為一個(gè)超深的取土坑，因5#河浜寬度為42 m，水深在8 m左右，且河道西端緊靠一家企業(yè)的東側(cè)圍墻。

按照設(shè)計(jì)要求，路基施工前必須先清淤后施工路基，路基采用5%灰土填筑至路床底標(biāo)高后（設(shè)計(jì)路面下2.14 m），按一般路基施工方法施工上層路基。在5#河浜清淤過(guò)程中發(fā)現(xiàn)位于FYK0+416.60～FYK0+458.60（K0+618～K0+660）段淤泥量較多，當(dāng)清淤至-1.7 m時(shí)河道內(nèi)還有大量的淤泥，采用鋼釬插探，插探結(jié)果顯示河浜清淤面（-1.70 m）以下還有4.0～4.5 m。

2 施工方案選定

按照道路平面設(shè)計(jì)圖，擋墻基礎(chǔ)距離企業(yè)圍墻只有7.6 m，如果采用清淤至河底，F(xiàn)YK0+458.6處需清淤河底距離圍墻只有3.11 m。那么圍墻及周邊建筑物必須采取加固保護(hù)措施，平面位置見(jiàn)圖1。根據(jù)上述情況，我部決定在現(xiàn)狀河浜淤泥面標(biāo)高-1.7 m的基礎(chǔ)上采用拋石擠淤的工法，以減少清淤對(duì)周邊建筑的影響。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施[1,2]

3.1 施工準(zhǔn)備

拋石所選的石料杜絕摻有風(fēng)化石，其尺寸范圍宜為30～80 cm，河塘水位較深部位所采用石料尺寸范圍需增至50～100 cm。

圖1 拋石擠淤平面位置

本次施工范圍確定為FYK0+416.60-FYK0+458.60，長(zhǎng)42 m，拋石擠淤長(zhǎng)在擋墻長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上每邊+5 m，計(jì)52 m，寬15.55～25.41 m不等。但在拋石擠淤過(guò)程中，拋石在擠的過(guò)程中外側(cè)斷面不可能垂直，會(huì)產(chǎn)生1∶0.7的坡，故擠淤底面長(zhǎng)58 m，寬18.55～28.41 m。

3.2 拋投片石

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形及實(shí)際情況，采用“漸進(jìn)法”向塘底拋石，拋石方法從塘的西側(cè)向東側(cè)推進(jìn)，擠出的淤泥在東側(cè)挖出后堆放至岸邊外運(yùn)；拋石料徑下大上小，待石料由自卸汽車(chē)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)河塘邊緣后，先用挖掘機(jī)按料徑大小進(jìn)行篩選，即先將大粒徑的石料拋投至河塘內(nèi)，拋投過(guò)程確保分層均勻，直至大粒徑石料露出淤頂，然后拋投小粒徑的片石，并用平地機(jī)將小粒徑的片石推平嵌縫。

3.3 碾壓

拋投過(guò)程中首先由較大自重的挖掘機(jī)、平地機(jī)來(lái)回開(kāi)行進(jìn)行碾壓，使片石嵌入基本穩(wěn)定。待較大的作業(yè)平面形成后，采用180 kN以上的振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，振動(dòng)碾壓遍數(shù)不小于5 次，碾壓過(guò)程中，人工跟在壓路機(jī)后面用小粒徑片石或石屑將空隙處鋪滿(mǎn)填平，直至拋石層完成面平整且無(wú)明顯空隙。

3.4 檢測(cè)

拋填體壓實(shí)度采用沉降觀測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，采用重型振動(dòng)式壓路機(jī)壓實(shí)，當(dāng)壓實(shí)層頂穩(wěn)定且無(wú)明顯輪跡即可確定為密實(shí)狀態(tài)。在檢測(cè)段落選取測(cè)點(diǎn)，用白灰做標(biāo)記，先記錄初始高程，然后用壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2 遍后，再測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)的高程，如前后2 次檢測(cè)點(diǎn)高程差在3 mm以?xún)?nèi)，可確定沉降穩(wěn)定，壓實(shí)度基本滿(mǎn)足要求。沉降觀測(cè)檢測(cè)點(diǎn)的抽檢頻率依據(jù)常規(guī)灌砂法檢測(cè)的頻率。檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下部工序的施工。如檢驗(yàn)不合格，須查明原因并繼續(xù)碾壓，直至合格。

4 實(shí)施情況

4.1 施工過(guò)程中沉降及水平位移觀測(cè)

為了防止工后沉降量過(guò)大造成路面結(jié)構(gòu)層破壞，拋填過(guò)程需采用設(shè)置臨時(shí)觀測(cè)樁對(duì)拋投體沉降穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如圖2、圖3所示。如路基中心日沉降量達(dá)到1.5 cm/d，或日側(cè)向位移量達(dá)到0.5 cm/d時(shí)，應(yīng)馬上停止拋投作業(yè)，直至日沉降量或側(cè)向日位移量小于上述值后再進(jìn)行填筑。

圖2 施工過(guò)程沉降曲線

圖3 位移曲線

4.2 工后沉降及水平位移觀測(cè)

工后沉降及水平位移的觀測(cè)是檢驗(yàn)軟弱地基處理效果的有效方法。在該項(xiàng)工程施工過(guò)程中，在此次河塘拋石擠淤施工路段共設(shè)置了4 個(gè)永久沉降觀測(cè)點(diǎn)及4 個(gè)水平位移觀測(cè)點(diǎn)，工后沉降及位移觀測(cè)結(jié)果如圖4、圖5所示。

圖4 工后軟基累積沉降曲線

圖5 工后邊樁累積位移曲線

圖中顯示，在工后60 d內(nèi)，拋填體沉降仍在繼續(xù)，說(shuō)明拋填體固結(jié)還未完成，底部殘留的淤泥還未完全擠出，但4 個(gè)觀測(cè)樁處的日沉降量均≤5 mm，說(shuō)明基底殘留淤泥層較薄。在工后60 d以后，工后沉降及水平位移基本趨于穩(wěn)定。累積工后沉降≤3 cm，累積工后水平位移≤5 mm，拋填體固結(jié)基本完成，拋石擠淤處理效果良好，路基施工質(zhì)量得到有效保證。

4.3 拋石擠淤效果評(píng)價(jià)

公路、市政工程建設(shè)領(lǐng)域中軟弱地基的處理方法眾多，如開(kāi)挖換填、淺層夯填、預(yù)制管樁、旋噴樁、深層攪拌樁等，但上述處理方法在濱海、浜塘地區(qū)的軟基處理運(yùn)用存在局限性且樁基處理的投資費(fèi)用較高，而拋石擠淤處理濱海地區(qū)軟土路基，不僅能夠很好地克服上述軟基處理方案應(yīng)用的局限性，還具備以下優(yōu)勢(shì)，值得推廣：

1）片石拋填后，利用片石間的咬合擠密效應(yīng)，形成整體筏片狀基礎(chǔ)，地基整體性較完整，能顯著提升拋填體的抗剪強(qiáng)度，增大地基的承載力；

2）片石與片石間的孔隙滲透性好，能形成排水面，加快促成下臥軟弱層的固結(jié)；

3）片石具有遇水壓縮性極低的特性，可有效消除地基因遇水壓縮而導(dǎo)致的地基沉降不均勻；

4）片石與片石間的空隙存在使得毛細(xì)水無(wú)法上升，能有效阻止毛細(xì)水上升侵蝕上層路基；

5）施工過(guò)程中，利用石料自重進(jìn)行擠淤，加之重型機(jī)械設(shè)備的碾壓，能夠達(dá)到良好的擠淤效果。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該項(xiàng)工程軟基處理實(shí)例可見(jiàn)，拋石擠淤施工質(zhì)量控制應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）拋石擠淤應(yīng)選用不易風(fēng)化的堅(jiān)硬片石，且片石直徑不小于30 cm；

2）拋投次序先中間后兩邊，使泥沼及軟土向路基兩側(cè)擠出，拋填過(guò)程中設(shè)置臨時(shí)觀測(cè)樁，根據(jù)觀測(cè)結(jié)果控制拋投時(shí)間以防止工后沉降量過(guò)大造成路面結(jié)構(gòu)層破壞；

3）施工過(guò)程中應(yīng)合理配置壓實(shí)機(jī)具，宜采用180 kN以上重型壓路機(jī)，碾壓順序應(yīng)先輕后重、先整體后局部、先靜壓后振動(dòng)；

4）觀測(cè)工后沉降及水平位移是檢測(cè)軟土路基處理效果的最佳方法，且可以合理確定后道工序的施工安排。