淺談拋石擠淤施工方法在軟土路基中的應(yīng)用

任永明+王春彩

摘 要：拋石擠淤是一種常用的軟土地基處理技術(shù)，在沿海地區(qū)水渠、魚(yú)塘等淤泥比較多的地區(qū)修筑公路應(yīng)用比較廣泛，文章介紹了拋石擠淤路基處理方法的原理，以某高速某段為例，介紹了其施工工藝、流程、方法以及施工過(guò)程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，最后經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，表明該路段路基的處理方法是可行的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：拋石擠淤；軟土路基；原理；方法

一般而言，公路工程對(duì)地基有三方面要求：首先是穩(wěn)定性的要求，要求地基在外力作用下，地基土體能夠保持穩(wěn)定；其次，是對(duì)變形的要求，要求在外力作用下，地基土體產(chǎn)生的沉降、位移等各種變形不能超過(guò)允許值，一但地基變形達(dá)到或超過(guò)允許值，就會(huì)影響到路基結(jié)構(gòu)的安全，導(dǎo)致不能正常使用，甚至?xí)斐山Y(jié)構(gòu)的破壞；最后是對(duì)滲透的要求，要求水力比降不允許超過(guò)允許值，否則地基就會(huì)因潛蝕作用和管涌作用而產(chǎn)生穩(wěn)定性破壞，從而導(dǎo)致路基的破壞。拋石擠淤這種施工方法就是利用片石進(jìn)行施工，將一定數(shù)量的片石拋入淤泥底部，將淤泥擠出，從而使軟基得到加固處理，使地基能夠穩(wěn)定，進(jìn)而解決穩(wěn)定性，變形以及滲透的問(wèn)題。

1 拋石擠淤的施工原理

拋石擠淤是指用一定數(shù)量的滿足粒徑要求和強(qiáng)度要求的片（塊）石，借助其自重和一定的外力將塊石拋投入需要處理的淤泥或淤泥質(zhì)地基中，將地基中的淤泥質(zhì)土擠走，形成一種（塊）片石起主要的承重作用的材料，剩余部分殘留的淤泥在孔隙中起膠結(jié)作用的結(jié)構(gòu)，兩者共同作用，達(dá)到加固地基的效果。拋石擠淤施工方法對(duì)大孔隙比，含水量高，滲透性差，抗剪強(qiáng)度低的軟土地基特別適用，采用邊振動(dòng)邊碾壓的方法，對(duì)投入的材料進(jìn)行碾壓，在機(jī)械的振動(dòng)、擠壓、擾動(dòng)作用下，淤泥質(zhì)土結(jié)構(gòu)遭到破壞，在片（塊）石被擠入的同時(shí)，軟土顆粒重新進(jìn)行排列，孔隙中的水通過(guò)片石排出，孔隙中的壓力也慢慢進(jìn)行消散，同時(shí)淤泥質(zhì)黏土的性質(zhì)得到了改善。片石在置換擠密作用下被填充到淤泥中，形成一種新的片石結(jié)構(gòu)，減少了結(jié)構(gòu)的沉降，提高了土基的承載能力，因片石和淤泥質(zhì)黏土的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)重新組合，加之片石本身良好的透水性，使地基很快能夠固結(jié)成型，使整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了很大的提高。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

某高速公路路線所經(jīng)區(qū)域水系發(fā)達(dá)，其中一段魚(yú)塘和稻田較多，清淤量較大，最大淤泥厚度達(dá)到5米，較淺的地段也有2米以上，平均清淤厚度在3米左右，況且該段路基附近有很多石山，石方材料豐富，開(kāi)采比較方便，特別適合選用拋石擠淤的施工方法，經(jīng)分析該段選用拋石擠淤方法對(duì)路基進(jìn)行加固處理。

2.2 機(jī)械配備

該工程每個(gè)作業(yè)面需配備挖掘機(jī)2臺(tái)；推土機(jī)1臺(tái)；25t振動(dòng)壓路機(jī)1臺(tái)；自卸汽車(chē)3臺(tái)。

2.3 材料要求

選用片石要有一定的強(qiáng)度，不能采用風(fēng)化石，其尺寸不小于30cm，且不宜大于80cm，明水較深地段可將粒徑適當(dāng)加大至50cm～100cm。

2.4 施工工藝

2.4.1 施工準(zhǔn)備。施工準(zhǔn)備包括兩個(gè)方面：一是施工便道的準(zhǔn)備，盡量利用已有施工道路，修建沿線施工便道，方便材料的運(yùn)輸；二是材料的準(zhǔn)備工作，利用自卸汽車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸，選擇運(yùn)距較短，質(zhì)量過(guò)關(guān)的塊石或者片石作為拋石擠淤的原材料，按規(guī)定卸在施工場(chǎng)地附近方便使用，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的石料嚴(yán)禁直接向魚(yú)塘、水渠進(jìn)行傾倒。

2.4.2 測(cè)量放線。按照設(shè)計(jì)要求對(duì)需要進(jìn)行拋石擠淤的路段進(jìn)行施工放樣，按照設(shè)計(jì)標(biāo)高計(jì)算出該段路基頂寬度，在魚(yú)塘邊定出路基中樁和邊樁，作為拋石范圍。

首先按照設(shè)計(jì)進(jìn)行開(kāi)挖，先清除上部硬質(zhì)層，開(kāi)挖至軟基，再進(jìn)行回填碾壓，拋填片石不得任意拋填，拋石料徑按照“下大上小”的原則，呈三角形進(jìn)行填筑。將運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的石料先用挖掘機(jī)進(jìn)行分選，將大粒徑的片石均勻分層進(jìn)行拋投，靠自身重力沉降和借助挖掘機(jī)碾壓的外力使塊石沉至底層硬土質(zhì)層，形成一種以塊石為主要承重骨架，中間充滿淤泥的復(fù)合地基形式。填筑要分層進(jìn)行，填一層，碾壓一層，當(dāng)石料露出淤泥面或水面時(shí)，再采用粒徑較小，級(jí)配良好的石料進(jìn)行填筑。需要注意的是：如果路線從魚(yú)塘中間穿過(guò)時(shí)，拋石擠淤要從路堤中心開(kāi)始呈等腰梯形向前和兩邊進(jìn)行，使得淤泥從路基兩側(cè)擠出；如果路線經(jīng)過(guò)魚(yú)塘的一個(gè)邊角，那么從塘梗向塘中心進(jìn)行拋投，使淤泥從塘中心擠出。在拋石過(guò)程中采用挖掘機(jī)和推土機(jī)進(jìn)行配合，可以加強(qiáng)擠淤效果，當(dāng)石料拋至淤泥面或水面以上40cm左右時(shí)就可以進(jìn)行碾壓。碾壓采用25t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先振動(dòng)碾壓4-5遍，在碾壓過(guò)程中配以人工將孔隙用小石和石屑填平，直至表面無(wú)明顯空隙為止。

2.4.3 質(zhì)量檢測(cè)。拋石擠淤法的壓實(shí)度多采用沉降觀測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，在挖掘機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等眾多重型機(jī)械的多次碾壓下，路基頂面處于穩(wěn)定，且沒(méi)有輪跡，即可認(rèn)為達(dá)到密實(shí)狀態(tài)，開(kāi)始進(jìn)行檢測(cè)。在待測(cè)路段選擇合適的監(jiān)測(cè)地點(diǎn)，做好明顯標(biāo)記，記錄好初始高程，在碾壓過(guò)程中每碾壓兩遍檢測(cè)一次高程，直到前后兩次所測(cè)高程之差在不大于3mm時(shí)停止碾壓，判定為沉降合格，然后進(jìn)行下層填筑，如果檢測(cè)不符合要求，則查明原因，繼續(xù)碾壓，直到合格為止。

2.4.4 施工質(zhì)量及保證措施

（1）認(rèn)真作好圖紙審核、技術(shù)交底等工作，開(kāi)工前首先要對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底，通過(guò)交底使作業(yè)人員明白施工的工序，施工需要注意的事項(xiàng)和應(yīng)該達(dá)到的技術(shù)要求等，同時(shí)對(duì)重要工序和特殊工序做到心中有數(shù)，保證在施工過(guò)程中能夠準(zhǔn)確規(guī)范的進(jìn)行操作。（2）現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)行工序檢驗(yàn)制度，嚴(yán)格實(shí)行“三檢制”，任一階段的檢查不合格均不得進(jìn)行下道工序。（3）滿足施工所需要的各種機(jī)械設(shè)備，要求設(shè)備在使用前必須進(jìn)行檢修、試機(jī)，保證進(jìn)場(chǎng)設(shè)備合格安全。（4）施工前認(rèn)真做好調(diào)查，尤其是魚(yú)塘水位，淤泥深度等要重新進(jìn)行調(diào)查，以便更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

2.5 質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

（1）施工前對(duì)魚(yú)塘、水渠等水深、淤泥深度、塘底坡度等進(jìn)行認(rèn)真調(diào)查，用以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。對(duì)片石質(zhì)量一定要嚴(yán)格控制，不合格材料不得使用。（2）每次填筑必須嚴(yán)格按照規(guī)范和試驗(yàn)段確定的參數(shù)進(jìn)行，厚度不能過(guò)厚，否則下層振動(dòng)能量減弱，不能對(duì)淤泥層起到振動(dòng)破壞的作用，片石也很難擠入淤泥層，不能很好地固結(jié)穩(wěn)定。（3）基坑開(kāi)挖時(shí)不宜殘留塑性粘土，否則與片石一起擠入淤泥質(zhì)土后，使淤泥質(zhì)土含水量降低，容易形成淺層“硬土層”，對(duì)整體路基造成不利影響。（4）選擇塊徑不小于30cm的硬質(zhì)塊石，當(dāng)拋出的石塊露出地面或水面時(shí)，再選用粒徑較小的石塊，拋填的石塊要有一定的級(jí)配，大小適宜，以滿足拋填碎石的密實(shí)性和均勻性要求。（5）墊層在施工時(shí)必須分層填筑，分層碾壓，保證每層壓實(shí)度。

2.6 處理結(jié)果檢測(cè)

通常檢測(cè)其拋填石塊是否落底（即拋填的厚度）和拋填石塊的密實(shí)度，可以通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)檢測(cè)，施工方法選用得當(dāng)，處理成功，達(dá)到了預(yù)期的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

拋石擠淤施工方法優(yōu)點(diǎn)眾多，總結(jié)主要以下幾點(diǎn)：操作工藝簡(jiǎn)單，施工周期短，可以加快工程進(jìn)度，對(duì)地基加固的效果比較明顯，降低工程成本等，是軟土地基處理常采用的方法之一。通過(guò)此工程軟基處理實(shí)例，我得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：（1）片石必須使拋填落底，滿足施工后沉降的最終要求。（2）當(dāng)需要處理加固的路基范圍較寬時(shí)，在超出每側(cè)路基邊側(cè)3.5～4.2米范圍用袋裝碎石、砂石土填筑或者做反壓護(hù)道，防止拋填的石塊超出建筑紅線，影響相鄰構(gòu)筑物的穩(wěn)定性。（3）拋填時(shí)首先必須拋填較大的石塊，拋填深度必須達(dá)到淤泥地板一定深度，防止路基接觸面沉降過(guò)大或發(fā)生整體滑動(dòng)破壞。

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