劉子靖
中鐵五局集團(tuán)有限公司海外工程分公司,貴州 貴陽(yáng) 550003
在公路工程路基處理時(shí),最常見(jiàn)的軟土地基處理技術(shù)就是拋石擠淤技術(shù),該方法能夠增強(qiáng)路基的承載能力,主要是利用被拋投片石的自重基礎(chǔ)擠出軟黏土和淤泥,達(dá)到更換飽和軟土地基的目的。
該工程的20+330~20+670路段烏干達(dá)西部公路施工建設(shè)項(xiàng)目的“爛壩子”,經(jīng)過(guò)相關(guān)人員仔細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn),該路段最初采用的挖淤換填的方法不適合該工程,由于該路段中淤泥比較厚,必須使用挖探拋填的方法對(duì)其進(jìn)行處理,以獲得的深探數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ),合理地選擇最佳拋填施工方案,挖探施工的具體情況如表1所示。
表1 淤泥挖深記錄表 單位:m
認(rèn)真分析表1中的信息和挖探施工情況,該段軟基淤泥的最大深度為2.7m左右,表面流塑狀淤泥的厚度可以達(dá)到1m,穿透比較容易,1m以下位置呈現(xiàn)出灰白色,有機(jī)質(zhì)含量豐富,其穿透性比較差,相關(guān)工作人員通過(guò)勘察分析,即便是較大的石塊也很難在短時(shí)間范圍之內(nèi)完成穿透作業(yè)。因此,監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位委派專(zhuān)人仔細(xì)分析施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況,最終決定使用以下施工策略。
(1)針對(duì)淤泥厚度采取不同的方法,層流塑狀的淤泥厚度>2m,采取拋石擠淤措施;淤泥厚度<2m的區(qū)域,則需要將覆蓋的硬殼層用挖掘機(jī)清除干凈后,再采取拋石擠淤措施。
(2)使用拋石擠淤的辦法處理縱向水溝外側(cè)邊緣位置。
(3)在施工的過(guò)程中,投放片石采取的是三角形的方式,以路基中線為準(zhǔn)向兩側(cè)范圍拓展。
對(duì)于常年出現(xiàn)積水洼地、難排水和流動(dòng)性差的軟土路基,拋石擠淤技術(shù)能夠達(dá)到機(jī)械不能實(shí)現(xiàn)的效果。對(duì)于高壓縮性、空隙比較大、含水量較高的黏性土而言,拋石擠淤技術(shù)可以發(fā)揮良好的效果,施工作業(yè)使用的機(jī)械設(shè)備也比較簡(jiǎn)單,因此被廣泛應(yīng)用于軟基工程中。
拋石擠淤技術(shù)能夠起到十分明顯的凝固效果,施工時(shí)利用達(dá)到工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的石塊處理土質(zhì)中的淤泥,主要是通過(guò)石塊自身的重量以及拋起的壓力借助外力作用或是機(jī)械作用,將石塊拋到要填筑的淤泥處,石塊不僅可以達(dá)到穩(wěn)定地基的目的,而且可以留在基層形成公路基層。
在實(shí)踐過(guò)程中,用拋石擠淤技術(shù)處理空隙大、抗剪能力高、含水量大的軟土地基時(shí),地基在拋石擠淤過(guò)程中,結(jié)構(gòu)層會(huì)受到強(qiáng)度較高的擠壓與振動(dòng),再加上片石擠壓,土顆粒在振動(dòng)和擠壓中得到調(diào)整,調(diào)整過(guò)后孔隙中的水分也會(huì)逐漸流出,淤泥載土性質(zhì)也會(huì)隨著孔隙壓力變小而恢復(fù)。然后,片石在擠壓密度得到調(diào)整后會(huì)充分地填充到淤泥中,形成片石墊層才能保證公路地基的承載能力,最終達(dá)到降低沉降量的目的。此時(shí),片石墊層以及載土的整體結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生了變化,同時(shí)地基因?yàn)槠旧淼耐杆Ч軌蚩焖俟探Y(jié),淤泥載土結(jié)構(gòu)的綜合性能和強(qiáng)度得到了強(qiáng)化。
施工材料的好壞決定了拋石擠淤的施工質(zhì)量,該工程使用的片石材料直徑為30cm,其不易于被分化。因此,在施工的過(guò)程中,需要當(dāng)場(chǎng)檢驗(yàn)石料質(zhì)量,質(zhì)量達(dá)標(biāo)的石料方可用于施工中。
該段進(jìn)行填筑施工時(shí),考慮平坦地層的軟土呈現(xiàn)流動(dòng)狀,因而沿著路基中線投放片石,然后逐漸延展到兩側(cè)全寬的范圍。采取拋石擠淤技術(shù)時(shí)主要按照以下步驟:測(cè)量地面→準(zhǔn)備場(chǎng)地→運(yùn)輸石料→卸載指定的部位→攤鋪→碾壓→填筑→檢測(cè)。
在拋石擠淤施工以前,要將前期準(zhǔn)備工作落實(shí)好,確保施工順利進(jìn)行。并且施工前,仔細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)地形選取適宜的線路。同時(shí),填筑臨時(shí)便道,施工時(shí)要維護(hù)好便道,盡量使用已有的路線作為施工便道。拋石前做好施工作業(yè)區(qū)域水系環(huán)境的全面調(diào)查,后期排水工作需要水系之間保持暢通,及時(shí)清理干凈會(huì)對(duì)拋石下沉造成影響的附著物。
(1)擠淤之前要準(zhǔn)備好片石材料,并仔細(xì)測(cè)量地面的高程,該段路基的處治單位是50m。拋投的范圍也要嚴(yán)格按照規(guī)范測(cè)量放線,主要是在路基兩側(cè)縱向水溝外側(cè)邊沿線范圍之內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)卸料管理工作,防止卸料超出規(guī)定范圍。在拋填施工的過(guò)程中,分批次操作,用挖掘機(jī)從道路起點(diǎn)開(kāi)始向前拋填。用壓路機(jī)碾壓時(shí),重量<20t,碾壓施工要達(dá)到不會(huì)再出現(xiàn)下沉的情況方可終止。大粒片石要最先填筑施工,防止片石間出現(xiàn)架空的現(xiàn)象。
(2)利用挖掘機(jī)和推土機(jī)進(jìn)行擠淤工作,填筑過(guò)程中應(yīng)分層鋪設(shè)片石,拋填使用到的片石材料大小要不均勻,這樣方便使用小碎石填縫。填筑地面的厚度要保持在30cm以上,最后施工石層巖面。路段完成壓實(shí)工作后,表面必須達(dá)到密實(shí)程度,避免表面存在明顯的輪跡和任何彈簧現(xiàn)象。
(3)一旦發(fā)現(xiàn)施工的過(guò)程中發(fā)生淤泥翻出的情況,需要立即清除淤泥,該工序可以利用挖掘機(jī)完成。
(4)完成拋填作業(yè)后要灌縫處理間隙,處理過(guò)程中要使用石渣或是碎石。處理方法按照以下步驟:①找平施工,主要使用平地機(jī),碾壓工作主要使用壓路機(jī);②在碾壓的過(guò)程中需要填塞大石塊之間的空隙,人工使用碎石填塞的方法輔助施工,其具體的施工情況為,先使用靜壓的方法碾壓2遍,接著在采取強(qiáng)振的方式處理強(qiáng)振5遍。
(1)拋填施工的過(guò)程中,先拋填大片石,拋填的深度要與設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)一致,拋填片石至少要達(dá)到淤泥頂以上30cm。
(2)為了保證拋石層頂面穩(wěn)定,使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,并且控制碾壓速度在2km/h以下,碾壓過(guò)程中要保證沒(méi)有明顯的輪跡才能夠達(dá)到要求。完成施工之后檢測(cè)沉降差,其施工的沉降結(jié)果如表2所示。
表2 拋石沉降差檢測(cè)記錄表 單位:cm
(3)需要立即處理一些拋填片石有較大間隙的區(qū)域,使擠壓施工效果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致。
在觀測(cè)的過(guò)程中,首次觀測(cè)要以周期安裝觀測(cè)點(diǎn)和已經(jīng)編制好的測(cè)量方案為基礎(chǔ),安裝施工結(jié)束以后,復(fù)測(cè)一次。首次觀測(cè)時(shí),一般是使用N2或N3級(jí)的精密水準(zhǔn)儀作業(yè),以后觀測(cè)的作業(yè)都要以首次觀測(cè)的沉降點(diǎn)高程為參考值,因此,其精度要求非常高,而且取其同期觀測(cè)兩次后的平均值作為每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的第一次高程數(shù)據(jù)。
如果在填筑體下,計(jì)算出的拋石擠淤深度還存在淤泥,解決措施是加強(qiáng)堤身的整體穩(wěn)定性,主要采取其他相關(guān)的穩(wěn)固措施來(lái)提高。在施工的過(guò)程中,在堤腳處放置一個(gè)拋石護(hù)腳,高效地控制了路基回填的情況,使用加強(qiáng)堤腳反壓的施工方法來(lái)有效地處理堤身外移問(wèn)題。
綜上所述,拋石擠淤是處理公路軟基工程效果較好的方法之一。文章通過(guò)結(jié)合烏干達(dá)西部公路施工項(xiàng)目,針對(duì)該公路淤泥現(xiàn)狀,仔細(xì)研究了拋石擠淤技術(shù)的操作工序、控制工程質(zhì)量和檢測(cè)質(zhì)量的措施,最終該工程的實(shí)施效果表明,對(duì)其實(shí)施拋填擠淤處理方案,路基的沉降問(wèn)題得到有效控制,表明該軟基處理方案的可行性。在公路路基工程施工的過(guò)程中,處理軟土地基的最佳方法是拋石擠淤法,該方法能夠增強(qiáng)路基的承載能力,主要是利用被拋投片石的自重基礎(chǔ)擠出軟黏土和淤泥,達(dá)到更換飽和軟土地基的目的。