深厚软基抛石挤淤技术应用探讨

陈俊波

摘要：首先阐述了抛石挤淤的适用范围及其原理, 然后结合工程实例, 详细描述了其施工工艺及施工过程的质量控制标准。研究结果表明：抛石挤淤通过加快下卧层孔压消散来提高地基强度，同时路基两侧的反压护道能有效限制挤淤体的扩散；抛石挤淤浅层换填方式能大幅提高淤泥路基强度，挤淤后路基侧向变形稳定；对于石料来源丰富的地区，抛石挤淤工法具有施工进度快且经济节约的优点。

关键词：抛石挤淤; 吹填淤泥; 监测

中图分类号：C35文献标识码： A

相当数量的公路建设不可避免地会涉及到软土地基。软土地基的处治方法一般有排水固结法、复合地基法、轻质路堤法以及浅层置换法等。排水固结法控制路基沉降效果较好，但工期较长；复合地基法对路基沉降及路基稳定控制效果较好，一般用于公路工程的桥头、构造物和旧路拓宽工程的路基拼接等沉降控制标准高的路段，但工程造价较高；轻质路堤法通过减小路堤荷载来减小地基沉降，一般在路堤高度大的路段，其优越性会更加明显。在沿海地区广泛分布着天然含水量大，有机质含量多，压缩性高，孔隙比大，渗透性差，承载能力低，软塑到流塑状态的粘性土，如淤泥、淤泥质土、泥炭及其他高压塑性饱和粘性土。

1 抛石挤淤的原理

抛石挤淤法就是通过抛石挤动并置换淤泥来达到加固地基的目的, 它的实质就是用石头来代替淤泥，是一种置换的方法。抛石挤淤法与其他置换方法的最大区别在于它是一种纯粹的置换。就是尽可能的把淤泥全部置换成石料而彻底改变地基土的性质， 实现软基处理的目的。 这种方法是最直接也是最安全稳妥的，从理论上来讲，淤泥处于流塑状态，在受到一定的外力挤压时，在无侧限的条件下，必然要发生移动。外力有侧向的，也有竖向的，抛石给予的基本是属于侧向的外力作用,在形成一定厚度的填石层后，也会产生正向的压力,但对淤泥挤动影响最大的是侧向的外力作用。如果淤泥层厚度过大或淤泥呈软塑状态，底部将有一定厚度无法挤动的残留淤泥，那么，填石层的自重预压与填石之间的缝隙将使底部淤泥有一个固结排水的过程,，也可以改善残留淤泥的物理力学性质。另外，抛石过程作为一种自由落体的运动，由于一入水就受到水体以及淤泥的阻力作用，主要是淤泥的阻力作用，其下落是一个缓慢减速的过程, 并最终会停止下落。因此，抛石挤淤的处理厚度并不是无止境的，它跟淤泥的状态有直接的关系，淤泥的液性指数越大，抛石的下落距离就越长，相应的抛石挤淤的处理厚度也越大。众多实践证明, 一般来说，淤泥为流塑状时，抛石挤淤的处理厚度不大于15m 。

2 工程实例分析

2. 1 工程概况

某沿海公路项目，该场区由近年来陆续回填、吹填而成，地势较为平坦，现平均标高约为10.5m，处理后交工标高为30.5 m。根据地质勘察资料，整个场区土质主要有碎石土、杂填土、吹填砂土、吹填淤泥、粉质黏土、砾砂和强风化泥质粉砂岩，吹填淤泥部分的土质呈现灰黑色，含水量较大，承载能力低，密度较小，孔隙比较大，采用抛石挤淤的方法进行处理。

2. 2 抛石挤淤的施工及质量控制

抛石挤淤所用的石料粒径不宜过大，均控制在500 mm 以内，施工前期所用的石料为较粗的颗粒，后期可选用一些较小的颗粒，但尽量不使用黏性土含量较高的土方作为填料。填方采用挖掘机进行，方法为进占法。施工顺序是：由装载机把土石料从原料堆放处运至施工区域，再用挖掘机在作业范围内均匀抛第一层填方，完成后，采用自重较大的推土机及挖掘机来回走动碾压，待填方沉入后，可进行第二层填方，完成后用同样方法进行碾压，若填方无明显的沉降，可向前延伸进行下一段的施工，若填方沉降量仍较大，则需要再抛一层填方进行碾压，直至填方沉降量较小为止。回填石料厚度第一层1~ 2 m，其余各层根据施工情况各层小于1 m，在施工至交工标高前每层碾压一遍， 施工至交工标高后碾压2~ 3 遍.该施工是向淤泥区内抛填石料不是推填石料，抛填是用挖掘机把装载机运送的石料抛到淤泥区，推填是用推土机把装载机运送的石料推到淤泥区。抛填不仅可以有效地保护各种监测点，还能保证在表层淤泥相对移动不大的基础上所测数据的真实性.因处理场区为淤泥，土质性状极差, 施工进度不易过快，等最终碾压后标高与交工标高高差小于0.15 m， 可停止填方施工; 若此时地基沉降速率每3 天大于10 mm， 待地基继续沉降至小于交工标高0.15 m后继续填方碾压施工至交工标高，若地基沉降速率每3 天小于10 mm，方可停止填方施工。

2. 3 监测内容和目的

对于该试验场区采用的是抛石挤淤的地基处理方法，在地基处理过程中，所抛石料自身沉降量较大，且会向周边淤泥质土体排挤, 周边一定深度内土体会受到挤压变形，出现相应的隆起及侧向变形， 故本试验监测的内容包括了沉降、深层水平位移、周边隆起和孔隙水压力， 同时还布设了一定数目的补充勘察点，重型动力触探点、探测点。布设沉降点采用的是相对高程系，并使用水准仪进行引测，用来监测施工前后地基的沉降量，进而分析地基的不均匀沉降及后期沉降规律。布设的深层水平位移点主要是用来监测施工过程中及施工结束后填方周边一定深度土体的水平位移，用以分析地基处理对周边土体挤密影响的深度、范围和程度。依旧用相对高程系布设的隆起点来监测地基处理对周边土体的挤密影响, 分析地基处理对周边土体挤密影响的范围和规律。

2. 4 监测结果分析

因本试验的主要目的是监测试验段淤泥的沉降情况, 为了更为详细地描述该试验段的沉降情况，在该场区的吹填淤泥区和已抛石回填的区域均布设了沉降观测点，具体监测点的数据情况见表1.

表1 吹填淤泥区监测点累计沉降监测时间沉降值/ mm

该淤泥质土体在进行抛石挤淤之前处于超饱和状态，含水量较大，流动性较强，在其表面有一层薄薄的硬壳.。在后来的抛石过程当中，因抛填的随意性，并在没有任何侧限的情况下导致硬壳下面的淤泥因受挤压而向四周有较大的偏移，并带动布设在薄硬壳上的监测点一起移动，还在淤泥表面形成一定的隆起。通过一系列的监测，还可以看出施工期间淤泥表层推移量较大，沿推进方向和垂直方向平均推移均大于10 m，最大的隆起值是700 mm；淤泥区抛石的最大沉降值是14 m， 最小值是5~ 6 m，已回填区的监测点沉降值为90~ 115 mm.后期的监测采用的是重型动力触探和超重型动力触探相结合的方法， 此方法适用于砂类土或碎石类土，因所抛填的石料粒径都是在500 mm 以内，没有较大的粒径，因此此方法以及设备在此工程中是可行的。并在已铺设道路的两边和中间位置上均匀布设了12 个重探监测点，对其进行动力触探试验，进一步监测下部淤泥在上部石料作用下的性质. 通过监测显示, 填料的厚度最小为5.6 m, 最大厚度为12.8 m。

3 结论

1)在处治深厚软土公路路基时，抛石挤淤工法是一种可行的浅层置换方法。在石料来源丰富的地区，该方法有缩短工期和经济节约双重功效，值得在软基处理工程中推广应用。

2) 本工程采用的是抛石挤淤的方法, 施工时所抛填的物质成分以及施工方法对挤淤的效果有着关键的作用. 在物质成分方面, 所抛填的石料应该把粒径控制在500 mm 以内, 并且石料中尽量少含黏性土料以及建筑垃圾在内的杂填土; 在施工方法上要严格按照抛填的方法来施工, 不能采用推填的方式.

参考文献

[1] 陈旭，魏入波．抛石挤淤工艺的应用［J］．水运工程，2009(08)：155-159

[2] 毕成城，陈明星．浅析抛石挤淤前后淤泥性质变化及对抛石区加固处理对策［J］．铁道勘察，2007,33(2)