公路軟基段處理中的拋石擠淤施工技術(shù)

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。

1 工程概況

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。

2 拋石擠淤技術(shù)的原理

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。

3 施工工藝和方法

3.1 施工工藝

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)。

3.2 施工準(zhǔn)備

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。

3.3 施工方法

（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。

4 施工質(zhì)量管理和沉降觀測(cè)

4.1 施工質(zhì)量管理

（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。

4.2 觀測(cè)沉降值

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)。

4.3 其他穩(wěn)固措施

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。

5 結(jié)束語(yǔ)

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。