拋石擠淤在超深取土坑軟基處理中的應用*

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 工程概況

昆山市中環快速化改造工程北線N-I標FY路基施工中，FYK0+350～FYK0+568段為5#河浜，該河浜原先為一個超深的取土坑，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的東側圍墻。

按照設計要求，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高后（設計路面下2.14 m），按一般路基施工方法施工上層路基。在5#河浜清淤過程中發現位于FYK0+416.60～FYK0+458.60（K0+618～K0+660）段淤泥量較多，當清淤至-1.7 m時河道內還有大量的淤泥，采用鋼釬插探，插探結果顯示河浜清淤面（-1.70 m）以下還有4.0～4.5 m。

2 施工方案選定

按照道路平面設計圖，擋墻基礎距離企業圍墻只有7.6 m，如果采用清淤至河底，FYK0+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措施，平面位置見圖1。根據上述情況，我部決定在現狀河浜淤泥面標高-1.7 m的基礎上采用拋石擠淤的工法，以減少清淤對周邊建筑的影響。

3 現場實施[1,2]

3.1 施工準備

拋石所選的石料杜絕摻有風化石，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42 m，拋石擠淤長在擋墻長度的基礎上每邊+5 m，計52 m，寬15.55～25.41 m不等。但在拋石擠淤過程中，拋石在擠的過程中外側斷面不可能垂直，會產生1∶0.7的坡，故擠淤底面長58 m，寬18.55～28.41 m。

3.2 拋投片石

根據現場地形及實際情況，采用“漸進法”向塘底拋石，拋石方法從塘的西側向東側推進，擠出的淤泥在東側挖出后堆放至岸邊外運；拋石料徑下大上小，待石料由自卸汽車運至施工現場河塘邊緣后，先用挖掘機按料徑大小進行篩選，即先將大粒徑的石料拋投至河塘內，拋投過程確保分層均勻，直至大粒徑石料露出淤頂，然后拋投小粒徑的片石，并用平地機將小粒徑的片石推平嵌縫。

3.3 碾壓

拋投過程中首先由較大自重的挖掘機、平地機來回開行進行碾壓，使片石嵌入基本穩定。待較大的作業平面形成后，采用180 kN以上的振動式壓路機進行碾壓，振動碾壓遍數不小于5 次，碾壓過程中，人工跟在壓路機后面用小粒徑片石或石屑將空隙處鋪滿填平，直至拋石層完成面平整且無明顯空隙。

3.4 檢測

拋填體壓實度采用沉降觀測法進行檢測，采用重型振動式壓路機壓實，當壓實層頂穩定且無明顯輪跡即可確定為密實狀態。在檢測段落選取測點，用白灰做標記，先記錄初始高程，然后用壓路機振動碾壓2 遍后，再測量檢測點的高程，如前后2 次檢測點高程差在3 mm以內，可確定沉降穩定，壓實度基本滿足要求。沉降觀測檢測點的抽檢頻率依據常規灌砂法檢測的頻率。檢驗合格后方可進行下部工序的施工。如檢驗不合格，須查明原因并繼續碾壓，直至合格。

4 實施情況

4.1 施工過程中沉降及水平位移觀測

為了防止工后沉降量過大造成路面結構層破壞，拋填過程需采用設置臨時觀測樁對拋投體沉降穩定性進行檢驗，檢驗結果如圖2、圖3所示。如路基中心日沉降量達到1.5 cm/d，或日側向位移量達到0.5 cm/d時，應馬上停止拋投作業，直至日沉降量或側向日位移量小于上述值后再進行填筑。

圖2 施工過程沉降曲線

圖3 位移曲線

4.2 工后沉降及水平位移觀測

工后沉降及水平位移的觀測是檢驗軟弱地基處理效果的有效方法。在該項工程施工過程中，在此次河塘拋石擠淤施工路段共設置了4 個永久沉降觀測點及4 個水平位移觀測點，工后沉降及位移觀測結果如圖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，拋填體沉降仍在繼續，說明拋填體固結還未完成，底部殘留的淤泥還未完全擠出，但4 個觀測樁處的日沉降量均≤5 mm，說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定。累積工后沉降≤3 cm，累積工后水平位移≤5 mm，拋填體固結基本完成，拋石擠淤處理效果良好，路基施工質量得到有效保證。

4.3 拋石擠淤效果評價

公路、市政工程建設領域中軟弱地基的處理方法眾多，如開挖換填、淺層夯填、預制管樁、旋噴樁、深層攪拌樁等，但上述處理方法在濱海、浜塘地區的軟基處理運用存在局限性且樁基處理的投資費用較高，而拋石擠淤處理濱海地區軟土路基，不僅能夠很好地克服上述軟基處理方案應用的局限性，還具備以下優勢，值得推廣：

1）片石拋填后，利用片石間的咬合擠密效應，形成整體筏片狀基礎，地基整體性較完整，能顯著提升拋填體的抗剪強度，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；

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水無法上升，能有效阻止毛細水上升侵蝕上層路基；

5）施工過程中，利用石料自重進行擠淤，加之重型機械設備的碾壓，能夠達到良好的擠淤效果。

5 結語

通過該項工程軟基處理實例可見，拋石擠淤施工質量控制應注意以下幾點：

1）拋石擠淤應選用不易風化的堅硬片石，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擠出，拋填過程中設置臨時觀測樁，根據觀測結果控制拋投時間以防止工后沉降量過大造成路面結構層破壞；

3）施工過程中應合理配置壓實機具，宜采用180 kN以上重型壓路機，碾壓順序應先輕后重、先整體后局部、先靜壓后振動；

4）觀測工后沉降及水平位移是檢測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。