抛石挤淤在超深取土坑软基处理中的应用*

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 工程概况

昆山市中环快速化改造工程北线N-I标FY路基施工中，FYK0+350～FYK0+568段为5#河浜，该河浜原先为一个超深的取土坑，因5#河浜宽度为42 m，水深在8 m左右，且河道西端紧靠一家企业的东侧围墙。

按照设计要求，路基施工前必须先清淤后施工路基，路基采用5%灰土填筑至路床底标高后（设计路面下2.14 m），按一般路基施工方法施工上层路基。在5#河浜清淤过程中发现位于FYK0+416.60～FYK0+458.60（K0+618～K0+660）段淤泥量较多，当清淤至-1.7 m时河道内还有大量的淤泥，采用钢钎插探，插探结果显示河浜清淤面（-1.70 m）以下还有4.0～4.5 m。

2 施工方案选定

按照道路平面设计图，挡墙基础距离企业围墙只有7.6 m，如果采用清淤至河底，FYK0+458.6处需清淤河底距离围墙只有3.11 m。那么围墙及周边建筑物必须采取加固保护措施，平面位置见图1。根据上述情况，我部决定在现状河浜淤泥面标高-1.7 m的基础上采用抛石挤淤的工法，以减少清淤对周边建筑的影响。

3 现场实施[1,2]

3.1 施工准备

抛石所选的石料杜绝掺有风化石，其尺寸范围宜为30～80 cm，河塘水位较深部位所采用石料尺寸范围需增至50～100 cm。

图1 抛石挤淤平面位置

本次施工范围确定为FYK0+416.60-FYK0+458.60，长42 m，抛石挤淤长在挡墙长度的基础上每边+5 m，计52 m，宽15.55～25.41 m不等。但在抛石挤淤过程中，抛石在挤的过程中外侧断面不可能垂直，会产生1∶0.7的坡，故挤淤底面长58 m，宽18.55～28.41 m。

3.2 抛投片石

根据现场地形及实际情况，采用“渐进法”向塘底抛石，抛石方法从塘的西侧向东侧推进，挤出的淤泥在东侧挖出后堆放至岸边外运；抛石料径下大上小，待石料由自卸汽车运至施工现场河塘边缘后，先用挖掘机按料径大小进行筛选，即先将大粒径的石料抛投至河塘内，抛投过程确保分层均匀，直至大粒径石料露出淤顶，然后抛投小粒径的片石，并用平地机将小粒径的片石推平嵌缝。

3.3 碾压

抛投过程中首先由较大自重的挖掘机、平地机来回开行进行碾压，使片石嵌入基本稳定。待较大的作业平面形成后，采用180 kN以上的振动式压路机进行碾压，振动碾压遍数不小于5 次，碾压过程中，人工跟在压路机后面用小粒径片石或石屑将空隙处铺满填平，直至抛石层完成面平整且无明显空隙。

3.4 检测

抛填体压实度采用沉降观测法进行检测，采用重型振动式压路机压实，当压实层顶稳定且无明显轮迹即可确定为密实状态。在检测段落选取测点，用白灰做标记，先记录初始高程，然后用压路机振动碾压2 遍后，再测量检测点的高程，如前后2 次检测点高程差在3 mm以内，可确定沉降稳定，压实度基本满足要求。沉降观测检测点的抽检频率依据常规灌砂法检测的频率。检验合格后方可进行下部工序的施工。如检验不合格，须查明原因并继续碾压，直至合格。

4 实施情况

4.1 施工过程中沉降及水平位移观测

为了防止工后沉降量过大造成路面结构层破坏，抛填过程需采用设置临时观测桩对抛投体沉降稳定性进行检验，检验结果如图2、图3所示。如路基中心日沉降量达到1.5 cm/d，或日侧向位移量达到0.5 cm/d时，应马上停止抛投作业，直至日沉降量或侧向日位移量小于上述值后再进行填筑。

图2 施工过程沉降曲线

图3 位移曲线

4.2 工后沉降及水平位移观测

工后沉降及水平位移的观测是检验软弱地基处理效果的有效方法。在该项工程施工过程中，在此次河塘抛石挤淤施工路段共设置了4 个永久沉降观测点及4 个水平位移观测点，工后沉降及位移观测结果如图4、图5所示。

图4 工后软基累积沉降曲线

图5 工后边桩累积位移曲线

图中显示，在工后60 d内，抛填体沉降仍在继续，说明抛填体固结还未完成，底部残留的淤泥还未完全挤出，但4 个观测桩处的日沉降量均≤5 mm，说明基底残留淤泥层较薄。在工后60 d以后，工后沉降及水平位移基本趋于稳定。累积工后沉降≤3 cm，累积工后水平位移≤5 mm，抛填体固结基本完成，抛石挤淤处理效果良好，路基施工质量得到有效保证。

4.3 抛石挤淤效果评价

公路、市政工程建设领域中软弱地基的处理方法众多，如开挖换填、浅层夯填、预制管桩、旋喷桩、深层搅拌桩等，但上述处理方法在滨海、浜塘地区的软基处理运用存在局限性且桩基处理的投资费用较高，而抛石挤淤处理滨海地区软土路基，不仅能够很好地克服上述软基处理方案应用的局限性，还具备以下优势，值得推广：

1）片石抛填后，利用片石间的咬合挤密效应，形成整体筏片状基础，地基整体性较完整，能显著提升抛填体的抗剪强度，增大地基的承载力；

2）片石与片石间的孔隙渗透性好，能形成排水面，加快促成下卧软弱层的固结；

3）片石具有遇水压缩性极低的特性，可有效消除地基因遇水压缩而导致的地基沉降不均匀；

4）片石与片石间的空隙存在使得毛细水无法上升，能有效阻止毛细水上升侵蚀上层路基；

5）施工过程中，利用石料自重进行挤淤，加之重型机械设备的碾压，能够达到良好的挤淤效果。

5 结语

通过该项工程软基处理实例可见，抛石挤淤施工质量控制应注意以下几点：

1）抛石挤淤应选用不易风化的坚硬片石，且片石直径不小于30 cm；

2）抛投次序先中间后两边，使泥沼及软土向路基两侧挤出，抛填过程中设置临时观测桩，根据观测结果控制抛投时间以防止工后沉降量过大造成路面结构层破坏；

3）施工过程中应合理配置压实机具，宜采用180 kN以上重型压路机，碾压顺序应先轻后重、先整体后局部、先静压后振动；

4）观测工后沉降及水平位移是检测软土路基处理效果的最佳方法，且可以合理确定后道工序的施工安排。