软土地基河道开挖施工难点及应对措施

刘伟伟

（中交水利水电建设有限公司，浙江 宁波 315200）

1 工程概况

该工程为台州地区河道开挖工程，共开挖7条河道，其中东长浦河、鲍浦河为排涝河道，出口1、围二河及围三河为连通河道，河道总长9.1km。

围三河单河道开挖底高程为-1.0m，在+1.2m处设置宽度为3.5m平台，+1.2m平台以下边坡为1∶4，+1.2m平台以上边坡为1∶3。机械开挖土方优先回填至河道两侧规划绿化带内，剩余土方运至建设单位指定堆泥区堆放。断面图及相关参数如图1所示。

图1 围三河单河道开挖典型断面图（单位：mm）

2 施工工艺流程

2.1 总体施工顺序

宕渣便道填筑（铺设钢板便道）→河道开挖→土方回填至两侧绿化带→剩余土方外运至指定弃土区。

2.2 施工方法与要求

河道开挖采用1～2m3反铲挖掘机进行开挖，开挖土方可直接用于两侧绿化带内土方填筑，多余土方由15t自卸汽车运送至就近空地堆放备用。主要施工工序：（1）清除河道开挖施工范围内的障碍物；（2）采用挖掘机开挖河道土方，同时修建宕渣便道（或铺设钢板施工便道），方便施工机械进出场；（3）土方翻挖至两侧绿化带内，挖机修整为设计绿化带断面。

3 施工特点及难点分析

3.1 挖、运、填工序交叉，土方平衡及单独计量难度大

该工程河道开挖施工包括河道开挖、土方外运、绿化带填筑3个工序，开挖土方优先用于两侧绿化带填筑（并按设计断面进行平整压实），多余土方外运至业主指定的弃土区内。理论上，河道开挖土方量为绿化带填土量与土方外运量之和。但是，河道开挖采用设计断面范围内的有效挖方计量，属自然方；绿化带填筑采用设计要断面范围内的有效填方计量，属压实方；外运土方为经机械开挖而松动过的土方，属于松散方。因土体相对密度在挖、运、填过程中一直发生变化，如果直接采用各工序土方进行土方平衡，可能会造成绿化带填筑预留土量不足，土方外运超量等问题。另外，弃土点由业主单位指定，点多、分散且与其他单位混合使用，管理难度大，难以测量实际弃土方量。

3.2 局部质量欠佳的软土开挖难度大

因真空预压施工区面积大、划分区块多、投入的人员与设备多，人控及机控均难以做到全覆盖、无漏点管理，局部区域可能会发生真空加固处理不到位的情况，出现局部软弱地基。另外，靠近原隔堤或宕渣路基的少量区块，因散落孤石影响排水板插打施工，也会造成局部质量欠佳的软基土。这些局部软弱地基区域，土体物理力学特性未达到设计要求，在不采用加固措施的情况下，无法采用常规工艺进行开挖。如果采取加固措施或变更施工工艺进行处理，设计变更或施工准备的必要时间投入将会对工期造成较大影响，进而造成工期延误、施工成本增加、分包班组索赔的各种不利情形。

3.3 浅层处理区域易发生河道底部隆起

设计文件中，浅层处理区域排水固结深度较浅，一般为原滩面以下0.5m，标高为-1.5～-3.2m（85国家高程基准），而河道开挖底标高为+0.0m或-1.0m。河道底部以下较浅深度仍然为流态软土，因河道底部覆盖层厚度小、盖重轻，开挖过程中，易发生河道底部土体隆起、边坡失稳、滑塌等现象，以致施工难度加大，施工成本提高。

3.4 地基承载力低，自卸运输汽车无法进入施工区

河道开挖过程中，多余土方需外运，因地基承载力低，自卸汽车无法行驶至开挖区域内，只能停放在施工区附近的次干路路基上，土方装车外运只能依靠多台挖掘机接力翻运至自卸汽车附近才能装车，设备投入量大，施工效率低，施工成本高。

4 施工技术及管理措施

4.1 通过比选确定最优计量原则

根据施工顺序及施工内容划分，计量原则按照以下3种方式进行比选，如表1所示。

表1 土方计量原则汇总表

综上，计量方式选择第3种，但是仍有需解决的问题：不同弃土点导致运距不同，需分别计量；河道开挖（自然方）与绿化带填筑（压实方）土方属于不同状态的土方，如何进行土方平衡。

参考定额，自然方（天然密实）与压实方（松填）的比例关系为1∶1.08，以河道开挖自然方为基数进行土方平衡，如表2所示。

表2 各工序工程量计量表

土方外运至不同弃土点需分别计量时，可通过分别统计自卸汽车运输车次的方法，并按所占的比例在计算的总土方外运量（V3）中分割。

4.2 对两侧土体减荷，分段分层流水作业

如出现质量欠佳的软基土，针对土体承载力不足的问题，可通过两侧土体局部卸载，必要时全部卸载的方式进行减荷，先开挖形成河道边线以内的断面，后根据边坡稳定情况及地基承载力情况分阶段或一次堆载形成绿化带断面。针对土体物理力学性能低于设计要求的情况，可通过分层开挖后暂停施工，并进行一段时间的翻土晾晒，机械设备及人员调遣至其他作业面继续施工，视翻土晾晒效果安排设备、人员再次调遣入场施工。

当然，本措施是针对出现质量欠佳软基土后的一种应急解决措施，虽能解决问题，但是需相应增加投入及成本。针对此类问题，更重要的是要从源头上进行控制，即采用措施进一步控制软基处理的施工质量，减少或力求根除质量欠佳的软基土产生。

4.3 以实际检测及监测数据为依据，配合设计方案调整与优化

根据以往施工经验，通过现场数据收集及总结，并结合设计院的关于河道边坡稳定性的分析计算，得出以下结论：针对真空预压后的吹填土，当河道底部的盖重厚度达到4.5m时，底部隆起现象显著减少或消失。经设计方案优化，该工程河道区域软基处理优化为一次深层处理，处理深度均加深至河道底标高以下至少4.5m，其中，围三河设计河底标高为-1.0m，一次深层处理底标高优化为-8.5m，覆盖层厚度达到7.5m；出口一设计河底标高为+0.0m，一次深层处理底标高优化为-4.5m，覆盖层厚度达到4.5m。

4.4 合理分区分段，设置辐射挖区的车辆进出场便道

针对地基承载力低，自卸汽车无法进入施工区的问题，制定了铺设钢板（2cm及以上）施工便道、填筑宕渣施工便道两种解决措施。在天气良好的时段，铺设钢板施工便道作为自卸汽车进出场通道，效率高，工作量小；在天气连续阴雨的时段，填筑宕渣施工便道解决了雨天钢板湿滑、安全隐患大的问题。通过以上两种措施的实施，挖掘机的投入量明显减少，土方装车施工步骤减少，施工成本降低，施工效率提高。

5 结束语

软土地基河道机械开挖工艺传统、简单、方便，但是受施工范围广、工程量大、施工环境条件不一等诸多因素影响，施工中可能会遇到诸多制约进度、质量的问题。针对出现的问题要具体问题具体分析，通过不断发现问题，寻找合适的应对措施，并进一步优化施工工艺、施工方法及施工技术，才能保证施工进度、质量及安全。