曲 楠

1.吉林大学建设工程学院，吉林 长春 130061;2.吉林省城市供水有限公司, 吉林 长春 130061

软土的概念：软土是淤泥和淤泥质粘土的总称。它是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成。主要是第四纪后期形成的海相、潟湖相、三角洲相、湖沼相的粘性土沉积物或河流沉积物［1，2］。它的特点是天然含水量大、有机质含量多、压缩性高、天然孔隙比大、渗透系数小、在外荷载作用下承载能力低，地基变形大，不均匀变性也大。广泛分布于我国东南沿海和部分内地地区。随着经济发展和城市化水平的提高，在工程建设过程中不断涉及到软土地基加固。根据软土的性质和空间分布，一般可通过排水固结、振冲挤密、强夯置换、抛石挤淤［3］等方法进行加固处理。

与其他加固方法相比，抛石挤淤法施工方便快捷、工艺简单、不用抽水、不用挖淤，通过向软土中抛入较大的块石，使块石强行挤出软土并占据其位置，以此来提高地基承载力，减小沉降量，提高土体的稳定性。这种施工方法施工迅速，不用抽水挖淤，特别适用于软弱地基表面存在大量积水无法排除，具有触变性的流塑状的饱和淤泥土的处理。对施工区域附近石料丰富，运输距离较短的情况，采用抛石挤淤法进行软基处理，可以有效节约施工成本，缩短工期。

抛石挤淤法原理：从理论上来讲，淤泥一般为流塑状甚至流态状，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，也有正向的，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，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实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［4］。由于挤淤抛填体必须下沉到底层的硬土层，故其一般适用于不排水抗剪强度小，四周为封闭的稀淤泥及块石能沉达底部的泥沼或厚度不超过4 m 的软土。

1 工程概况

农安县两家子水库位于农安县农安镇北1 km处，坝址坐落在伊通河支流两家子沟下游，水库大坝地理坐标为东经125°15′，北纬44°30′。

该水库始建于1973 年，于1974 年竣工，水库控制集水面积150 km²,总库容1 062 万立方米，是一座以城市供水为主，结合防洪、养鱼为一体的中型水库。两家子水库大坝为均质土坝，全长1 450 m，最大坝高12 m，坝顶宽8 m,坝顶为农安县城至靠山乡公路，现已铺砌了7 m 宽的柏油路面，属于三级公路。

两家子水库为农安县城主要供水水源地，为保护水源地环境，避免受交通生活垃圾给水库水源带来严重的污染，同时为避免坝顶公路超载运行对水库安全构成威胁，现将该公路两家子水库坝顶公路段改线，新建公路选线布置在坝下游坝坡处，公路总长1 389 m，路中心线与坝顶公路中心线相距约20 m，跨消力池处新建54.05 m 长交通桥1 座。

2 工程地质条件

2012 年5 月11 日，设计、地质勘查人员到现场，会同业主、监理、施工单位等有关人员，进行现场挖探坑检测，在坝下公路桩号0+800 处和1+100 处挖探坑深1.2 m 左右，2 h 后观测，坑内积满水，水位上升至地表以下14.6～20 cm 左右。

经过现场检查，坝下公路桩号0+250～0+320区间，长70 m； 桩号0+450～0+770 区间，长320 m；桩号0+880～1+155 区 间，长275 m 和桩号1+155～1+250 区间，长95 m，共四段总长760 m 范围内，地下水丰富，地基土属淤泥质土，在施工机械进入现场时沉陷量很大，施工机械无法进入进行进行清基和渣石摊铺、碾压。

通过地基土质和工程运行情况分析，两家子水库存在坝基接触渗漏问题至今未得到处理。而且自2012 年春节以来，农安县两家子水库从中部城市供水系统每日饮水4.0 万立方米水量入库，持续到施工期，水库水位最高上升至171.58 m 高于平常库水位1.42 m。这些因素均导致坝后地下水位抬高。为保证工程质量和施工进度，经业主、监理、设计和施工单位现场共同研究，为提高地基承载力，有必要采取工程加固措施。

2.1 加固方案比选

地基加固设计考虑三个方案进行方案比较，方案一：摊铺土工格栅法；方案二：换填法；方案三：抛石挤淤法；

各方案分析比较见表1。

通过上述三个方案的技术经济比较，设计选用施工进度快，投资较省的抛石挤淤方案三，抛石挤淤工程数量见表2。

3 施工方法

3.1 施工顺序

施工准备→测量放线→地表清基→施工降排水→清底→验槽→抛填块石→重型碾压→沉降观测→检查验收→铺设反滤层→验收合格后方可进行路基填筑。

3.2 施工准备

（1）材料抛石挤淤设计采用坚硬、不易风化的块石，设计要求在石料运抵现场前必须取样作试验，要求其浸水抗压强度不小于20 MPa，块石粒径尺寸不应小于30 cm，允许有20%较小的块石，但粒径不小于15 cm。块石准备、送检合格后，报请监理工程师进行检查，签字后方可使用。

（2）设置好观测点，实测地面高程，测量路基回填边线。

（3）地表清理，抛石之前，路基范围内的草木残株及种植土、有机土、建筑垃圾、草皮、树墩、树根等表层土要用挖掘机清除，并用人工配合清理。清基后在抛石前，地表必须开挖50 cm，并将废土运出路基外。

（4）主要施工机械：挖掘机、推土机、自卸汽车、压路机、强夯机械。

（5）测量放线：按设计图要求进行测量放线，确定其抛石范围并经业主或监理工程师现场检查界线。

3.3 抛填块石

抛石采用挖掘机进行，方法为进占法。 在地表清基后，进行块石抛填。摊铺平整工作采用挖掘机和推土机相结合进行，根据现场实际情况，对于地层较平坦的地段，抛石顺序是沿路中线向前抛填，再向两侧扩展，以20～50 m 长度依次推进。如遇到地层有较大横坡时，抛填块石应从高处侧，并在低处侧多抛填一些，抛石填筑完成后，个别不平整处应配合人工用细块石进行填塞和找平。抛石厚度初步抛填时，采用清基挖除的界面高50 cm，经现场用重型压路机反复碾压达到强度要求后，现场确定抛石抛填厚度，若50 cm 厚块石经碾压，沉降量仍较大，则需再抛一层块石进行碾压。确定抛石厚度最大不能超过80 cm，否则需分二层进行抛填碾压。

表1 方案比较表Table 1 Comparison table of the plan

表2 抛石挤淤工程数量表Table 2 The ripped-rock crowded silting engineering quantities

3.4 碾压

一般而言，碾压机在地基的碾压过程中其静止碾压速度为2～4 km/h,动态振动碾压速度为3～4 km/h。抛投过程中首先由自重较大的推土机及挖掘机来回走动进行碾压，使块石沉入基本稳定。待作业面展开后，再用自重18 t 以上的振动式压路机进行碾压，振动碾压4～5 遍，直至抛石层顶面平整无明显孔隙。用压实度控制抛填施工，经振动压路机振动碾压4～5 遍，直至碾压后相邻轮迹高差l cm，再用观测点检测点高程。施工中若发现淤泥翻出，采用挖掘机挖除。

3.5 检测

压实度检测采用沉降观测法，以重型振动压路机压实，当压实层顶面稳定，无轮迹，可判为密实状态。在检测路段选择检测点，用白灰做出明显标记，先记录初始高程，然后用压路机振动压实2 遍后，再观测检测点的高程，如前后两次检测点高程差在3 mm 以内，可判定沉降稳定，压实度满足要求。如检验后不符合要求，查明原因，采取措施或继续碾压，直到合格为止。

4 效果及评价

从抛石挤淤法的原理、实践到效果分析，再到技术和经济方面的比较论证，可以得出一些简单的结论。

（1）根据软土地基处理理论，采用抛石挤淤法处理（桩号）段饱和淤泥质粘土的施工方法是正确的，完全满足了对路基的设计要求，路基处理十分成功。

（2）抛石挤淤法作为一种处理表层一定厚度的淤泥还是有其独特的技术和经济优势，也是有一定的发展前景的。

（3）为了保证挤淤的良好效果，抛填石料的块径应控制在30～45 cm 以上，并保证大直径的块石含量在60%以上。

[1] 李 平，陈利群． 抛石挤淤在软土地基处理中的应用［J］.湘潭师范学院学报(自然科学版)， 2009， 31(2): 103- 106．

[2] 胡永安，孙立宏． 抛石挤淤地基处理法在饱和淤泥基础中的应用［J］. 陕西水利， 2010， 5(4): 65- 66．

[3] 赵明华． 土力学与基础工程［M］．武汉: 武汉理工大学出版社，2005．

[4] 周 胜，张 巍，李 平. 抛石挤淤在软土地基加强处理中的应用[J].山西建筑 2007,33(28):118-119.