浅谈抛石挤淤方案处理淤泥质地基施工措施

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【摘要】通过抛石挤淤方案在南水北调济南市区段淤泥质地基处理中的应用，解决长距离条状基础和深淤泥基础在水利工程中的应用难题，并通过一套严格的质量控制措施，保证了基础承载力达到设计要求，发现了抛石挤淤对处理该种淤泥质地基的诸多优点。

【关键词】淤泥质地基；抛石挤淤；地基承载力

1. 工程概述

1.1工程概况。

南水北调东线济南市区段输水工程施工2标段位于济南市北部小清河路沿线，从顺河高架路西约30m处沿小清河北岸到历山路，本标段总长度1864m，其中高架路东沟下卧段长度150m。输水暗涵纵向比降为1：8500，工程等别为Ⅰ等，输水暗涵建筑物级别为l级。

1.2工程地质。

根据工程地质勘察情况揭示及施工中的地质复报告，本标段地表以下土质主要有杂填土、粘土、淤泥质粘土、砂壤土、粘土夹礓石、局部分布淤泥，为不均匀地基。上部杂填土主要由砖石碎块组成，厚度约为2.5～4.5m ，下层为粘土和淤泥质粘土，地下水位高程在20.0m左右，新建输水箱涵坐落在淤泥层上。（见图1）。

图1

1.3设计要求。

根据工程地基承载力设计指标显示，复合地基承载力不小于130Kpa。

由于本段淤泥质地基淤泥压缩性大，淤泥质土层加厚，且灵敏度高，经过相关技术经济比较，并考虑工期等综合因素，复勘后的地基段采用抛石挤淤施工处理，复合地基承载力不变。

2. 抛石挤淤施工及过程控制

抛石挤淤适应于淤泥质地层，该法把一定数量和粒径的块石抛在需进行处理的淤泥或者淤泥质地基中，将原基础处的淤泥挤走从而达到加固地基的目的。

在2标地基处理变更为抛石挤淤以来，邀请多位相关技术专家到现场指导工作，并得到监理、设计及建设单位的认可。

抛石挤淤与施工在专家的指导下，2标精心施工，层层把关。最终抛石淤施工进度、质量均得到有效控制（见图2）。

工艺流程：

试验成果 施工准备、测量放线 硬层开挖 分层抛石、碾压

地基承载力检查、验收。

图2相关专家到现场指导

2.1试验成果。

准备大规模抛石挤淤处理淤泥质地基前，先对其中典型地段进行抛石挤淤地基承载力实验，待试验报告确认合格后，进行后续工作。

2.2施工准备、测量放线。

施工准备内容包括：绘制施工平面布置图、清除现场地面、地下障碍物、平整场地、设置测量控制桩、修建施工道路、施工机械设备准备、块石备料的准备、临建设施等。

基础淤泥开挖前，首先应根据设计图纸和施工控制网点测放出暗涵轴线与开挖开口线，暗涵轴线、开挖轮廓线及原始地面测量结果经监理人员校核无误后，方可开挖施工，开挖过程中，及时测量基础底部的开挖高程，防止欠、超挖现象发生。

2.3抛石面上部硬层开挖外运。

将抛石面上部硬层开挖出基坑挖机配合汽车运输。

2.3.1开挖尺寸。

本工程基坑两侧采取垂直开挖方式，开挖底高程控制为建基面以下1.45m，每侧宽度应超出暗涵边0.5m。

2.3.2基础面清理。

待抛石面上层硬层挖除完后，测量人员配合挖机清理基础面，确保高程达到设计高程。

2.4分层抛石。

2.4.1抛第一层块石及碾压摊铺。

采用挖掘机与人工相结合的方式对大块石（粒径30～40cm）进行摊铺，块石铺设应均匀，石块之间留10cm左右的间隙；先利用挖掘机斗将石块压入淤泥中，然后用挖掘机碾压，确保石块全部压进淤泥中，其厚度现场按30～40cm进行控制，在挤淤施工中，石块应全部挤入淤泥中。

图3抛石严格分层碾压，现场测

2.4.2抛第二层块石及碾压（见图3）。

第二层块石铺设仍按第一层铺设方式进行，块石粒径为30～40cm，铺填厚度按40cm左右进行控制。抛石完成后利用挖掘机斗将高出的石块压入淤泥中，然后用挖掘机排压3遍，确保石块全部压进淤泥中。现场应布置测量点，测其高程，其最后一遍沉降量应小于3cm。若块石仍能挤入淤泥，则应参照第一、二层的铺设碾压方式，进行第三、四遍抛石挤淤甚至更多遍，已达到彻底挤淤的设计目的。

2.4.3抛最后一层块石及碾压。

第三层块石铺设采取了满铺，主要做为一层平整层和与上一层的隔离层，石料采用小块石（粒径小于20cm），铺填厚度20cm左右。抛石完成后采用挖掘机初步碾压1遍，再用挖掘机（振动碾）连续碾压5遍，其沉降量应控制在10mm以内。对于更软弱的淤泥质粘土层，如果不能达到该沉降量标准，应抛增加一层块石（粒径小于20cm）进行碾压，直到达到该设计沉降量标准为止。

3. 质量及计量控制

3.1抛石的石质要求：

用于抛石的块石要求石质坚硬，不允许使用薄片、条状、尖角等形状的石块。

风化石、泥岩等不得用作抛石料，一般采用粒径0.15～0.5m块石抛投，单块重量不小于10Kg/块的块石应不少于总量的80%。

3.2石料储备：

当日将抛石方量加一定的富裕系数总量按要求堆积在制定的场地，以方便检验石方质量及控制和了解实际抛石量。

3.3抛石施工层厚度控制及沉降量控制：

抛石的深度和宽度应满足设计要求。

抛石后，应用小块石填塞垫平并用重型振动碾压机械分成压实，每层厚度30～50cm。当每次碾压的沉降量小于3cm时，方可铺垫上一层，最后一层经反复碾压后其沉降量应小于5mm。为保证填筑体能下沉，抛石前应先挖除阻碍填筑体下沉的表层硬壳。

抛石前若地下水位过高应将地下水位降至适合抛石的高度。

3.4石料运输：

结合工地现场的实际情况，合理利用机械，本项目用挖掘机配合装载机在堆石场地将合格的石方运送至指定场面。

3.5开挖探坑。

为了准备测得抛石量，在抛石碾压完成后，在建设单位及监理单位的协同下做基坑探坑检测，以检验本次抛石厚度，并测算本段石方用量，以有效控制块石方量（见图4）。

图4随机检测探坑深

图5现场地基承载力

3.6地基承载力检测（见图5）：

分层堆积，保证堆积均匀，平整。

应控制好施工质量，抛石挤淤及换填效果以现场荷载试验验证，换填处理后地基承载力应不低于130KPa。同时应加强观测，保证工程质量。

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4. 结束语

抛石挤淤施工不仅是处理淤泥及淤泥质地基的有效施工方法，也可扩展至其它工程的施工，例如，道路，堤坝等基础条件差的地基处理。但是在目前的水利工程地基处理中应用较少。

抛石挤淤与其他的地基处理方案中，具有如下优点：

（1）质量稳定可靠，施工速度快，工期短，受天气等外在影响较小。

（2）较其它地基处理方式，方便快捷，造价较低。

（3）施工现场文明，因现场不涉及大量人工，水泥材料、大型机械设备等等，对周围环境影响较小。对施工场地狭窄的条形基础更有特殊意义。

鉴于抛石挤淤施工有此众多优点，建议在以后类似的水利软弱地基加固处理中可以广泛的应用。