拋石擠淤法在市政道路淤泥基礎施工中的應用

林 曉 旭，羅 超

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

軟弱路基系指淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及其他高壓縮性土等組成的路基，具有壓縮性高、透水性弱、抗剪強度低、觸變性、流變性和不均勻性等不良特性。修建在軟弱地基上的道路易發生較大的沉降。針對軟弱路基，常見的處理技術包括換填處理施工技術、強夯及強夯置換施工技術、碎石擠密樁技術、拋石擠淤施工技術等。筆者介紹的拋石擠淤施工技術適用于厚度不超過4 m且表層硬殼被挖除、具有觸變性的流塑狀飽和淤泥或淤泥質土的處理。

2 拋石擠淤法的原理

拋石擠淤是對含水量高、孔隙比大、透水性弱、抗剪強度低的軟弱地基加入塊石等大直徑石材、利用碾壓機械進行振動碾壓，淤泥質粘土由于受振動、擠壓、擾動等原因，土體原有的顆粒結構產生破壞，當塊石被擠入后，土顆粒重新調整，孔隙水通過塊石間隙排出，孔隙壓力逐漸消散，使下臥層的淤泥質粘土的性質得到改善。通過塊石的置換擠密作用，使塊石充分擠填到軟弱地基中形成塊石地基層，提高了地基承載力，減少了沉降，塊石地基中的淤泥質粘土結構經重新調整且因塊石本身具有良好的透水性而加速了地基固結，使淤泥質粘土的結構強度得到恢復及提高。

3 拋石擠淤法的施工

3.1 工程概況

某道路工程位于成都市天府新區，場地地形較復雜，部分路基段落建立在數個魚塘之上，大部分魚塘水深0.5～1.5 m，部分魚塘淤泥厚度據調查可達3.5 m。考慮到淤泥分布范圍廣、換填成本高，故采用拋石擠淤法進行處理。

根據現場勘探情況，該處淤泥呈灰黑色，富含有機質，土體為流塑狀，觸變性和流變性大。土工試驗結果顯示，其天然含水量為67.1%～79.2%，孔隙比為1.689%～1.956%，塑性指數IP為37.2～43.6，液性指數IL為0.44～0.63，平均粘聚力為4 kPa，平均壓縮模量為2.26 MPa，平均摩擦角為1.1，壓縮系數為1.18 MPa-1，有機質含量為8.76%。

3.2 施工工藝

拋石擠淤施工工藝為：施工準備→拋填塊石擠淤→整平→重型機械碾壓→檢測。

(1)施工準備。

拋石前，將魚塘內的積水抽排干凈，探明拋填深度。合理地修建施工臨時便道以到達施工部位。

做好塊石的備料工作：選用材質新鮮、完整，硬度較高、強度可靠且不易風化并符合設計要求的材料。塊石的大小隨淤泥的稠度而定。對于容易流動的淤泥，塊石可稍小些，但其最短邊不應小于30 cm。

(2)拋石擠淤。

拋填施工時首先拋填較大的塊石，拋填深度必須達到淤泥底部。拋石應向外逐步推進，以有效擠出池塘內的淤泥。采用挖掘機械實施拋石操作。當坡度陡于1∶10時，應從高的一側向低的一側實施拋投片石，盡可能地使較多的片石在較低的一側填筑，盡量使拋填的第一層厚度較厚，當片石完全壓入淤泥內即可繼續實施拋投。當壓路機在其上面進行工作時不再有下沉現象發生，此時即可將拋填停止。

(3)整 平。

卸下的塊石采用推土機整平至塊石間無明顯的高差。粒徑過大的塊石需解體，以保證碾壓密度；整平要均勻，對不平之處采用人工填鋪碎石找平。當至設計標高并在塊石頂面鋪完碎石層后，再使用推土機穩壓、推平。

(4)碾 壓。

采用重型振動壓路機分層進行碾壓，碾壓時應由外側路肩部位向路中依次進 行，輪 跡 重 疊0.4～0.5 m，以利碾壓密實。在碾壓施工時，應進行一次靜壓，隨后應采用低頻碾壓的方式，首先是兩次高振幅碾壓，隨后實施兩次低振幅碾壓，在該程序結束時，再進行一次靜壓操作。沉降觀測數據顯示，碾壓7遍后拋石擠淤最終的沉降量均控制在5 mm以內，沉降趨于穩定。

(5)檢 測。

拋石擠淤效果的檢測主要為承載力試驗與探挖檢測。

承載力主要采用K30承載板檢測，K30承載板能測量板下60～90 cm厚度土的密度狀況，所測得數據能準確地反映填料的壓實質量，承載板直徑為30 cm，有效截面面積為706.86 cm2。根據本工程實際情況，取K0+720及K0+770兩處點位做承載力試驗。根據實測的回彈變形并經計算和分析得知實測承載力均大于200 kPa，滿足設計要求的承載力。

本段檢驗拋石擠淤是否落底采用挖掘機挖探法進行檢測。根據探摸結果，可以看出此段軟弱路基拋石擠淤的深度為2.9～3.4 m不等，分布均勻，落底效果良好，承載力高，無下臥軟土層，骨料間膠結性能較好，中下段局部有淤泥薄層。

3.3 施工后的沉降分析

根據所編制的工程施工測量方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點安裝穩固后進行。首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎，其精度要求非常高。該工程施測時采用N2級精密水準儀，每個觀測點的首次高程應在同期觀測兩次后取其平均值決定。

拋填完成后，對臨時觀測樁進行拋填體沉降觀測，觀測結果顯示：拋石在碾壓完成后隨時間的推移仍存在一個沉降期，總沉降量約為16 mm，在第5 d后沉降趨于穩定。

3.4 效果評價

該道路工程已于2016年8月竣工并投入使用，歷時近一年，該段道路運行良好，路面及路基均未發現明顯的沉降和變形等現象。該項目采用拋石擠淤法處理路基效果顯著，有效地提高了地基承載力，消除了不均勻沉降隱患，且隨時間推移，孔隙水壓將逐漸消散，將進一步提高其下臥層承載力。

4 結 語

拋石擠淤法使天然軟弱地基得到了補強加固，提高了地基強度，保證了地基的穩定性；降低了地基的壓縮性，減少了地基的沉降和不均勻沉陷；改善了軟弱地基條件，消除了地基土的振動液化，消除了濕陷性土的濕陷性、膨脹性土的膨脹性等各種不良特性。在此基礎上，將其廣泛推廣應用于類似軟弱地基工程，對于充分、有效、科學、合理地開發軟弱地基具有較大的實用意義。