抛石挤淤地基处理法在饱和淤泥基础中的应用

胡永安 孙立宏

（河北省昌黎县水务局 河北 昌黎 066600）

由于淤泥土具有强度低，压缩性大，渗透性小，地基承载力低，加荷后易变形且不均匀、触变性及流变性大，施工中如遇到此种地基土，则必须进行处理。对于淤泥软土地基处理的方法有很多，抛石挤淤是其中一种，属于解决海相、河谷相、湖沼相、三角洲相等河流冲积物软地基的处理方法。抛石挤淤地基处理就是通过向流塑状的高灵敏度的淤泥表面大量集中抛填土石填料，依靠填筑体的自重，将淤泥挤出基底范围，达到强制置换饱和软土，以提高地基承载力[1]。

1 抛石挤淤地基处理法简介

1.1 抛石挤淤地基处理法的原理

抛石挤淤属强迫换土的一种形式，通过向软土中抛入较大的片石、块石，使片石、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。

这种施工方法不用抽水挖淤，施工迅速、方便，常用于表层硬壳已被挖除的，具有触变性的流塑状的饱和淤泥或淤泥质土的处理。由于挤淤抛填体必须下沉到层底的硬土层，故其一般适用于不排水抗剪强度小，四周为封闭的稀淤泥，或片石能沉达底部的泥沼或厚度不超过4m的软土。另外，当施工现场具备石料丰富，运距较短的条件时，该方法还可以极大地降低工程造价。

1.2 抛石挤淤地基处理的施工要求

为保证填筑体能下沉，原则上要求应先挖除阻碍填筑体下沉的表层硬壳，避免复合地基底层抛大块体过多而造成填筑体架空的现象。为此，底层要选定适宜振动碾压的较大块径的抛填体，根据近挖远卸的排淤原则，采用有效挖泥工具在填筑体两侧尽量挖淤卸荷，加大填筑体的下沉深度。

2 工程实例

2.1 工程概述

2000年昌黎县砌筑饮马河入海口海堤，该建筑场地地势低洼，地形平坦，地貌属岸边平原及河口三角洲地貌。设计海堤采用衡重式浆砌石结构，坝高4m，地面上2m，地面下2m，基底设计承载力要求fk≥150kPa。

据钻孔揭露，本次工程在勘察钻孔控制深度范围内，第四系土层可划分为5层，第四系堆积物以细粒土为主，自上而下为：①细砂，风积而成，厚0.3m～0.8m；②粉土，厚0.3m～0.9m；③粉细砂，厚0.3m～1.6m；③—1，淤泥，厚0.3m；④粉质粘土，厚0.4m～0.9m；⑤—1含贝壳细砂，厚0.4m～0.7m；⑤—2粉质粘土，厚 0.6m；⑤—3粉土，厚0.1m，泄湖相地层；⑤细砂，厚大于0.7m，属海相地层。据孔内观测，地下静水位距自然地面0.3m～1.2m。按重型动力触探结果，场内③粉细砂、⑤—1含贝壳细砂层都属可地震液化土层，综合液化指数ⅠLE＜5.0。场地土类型按《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073—2000）综合评定场地土类型为中软场地土。

2.2 地基处理方案的选择

按图纸要求，施工单位开挖基槽至设计标高后，该位置位于③粉细砂层。该土层受地下水浸泡，经挖掘机扰动，呈现饱和土体状态，所以，地基土表现为高含水量、高压缩性、高灵敏度且承载力极低的触变性流塑状河相淤泥。由于施工降水无法迅速排除饱和土体中的孔隙水，致使基槽无法成形，砌筑块石无法下沉到硬基底层形成接底式基础，致使砌筑工程难以进一步实施。

由于流塑状的淤泥较为稀软，不排水抗剪强度较低，且灵敏度高，若采取挖除方案其开挖和运输都比较困难，将给施工带来很大不便，所以此方案被予否定。考虑到施工场地距北部山区采石场约20km，运距很短，且石料可充足供应，经工程各方研究，最后决定采用“抛石挤淤地基处理法”进行地基处理，并由原设计单位出具了设计变更说明。

总体思路为：在基槽底部抛填块径不小于0.3m的块石，依靠单块块体自重沉入淤泥中，形成以块石为骨架中间充满淤泥的复合地基。由于基槽四周是封闭状的淤泥，经抛填、挤淤后，填筑体能形成接底的较为稳定的置换地基，可满足设计要求的承载力并具有较小的变形性能。

2.3 施工的方法

抛填挤淤工序流程为：抛块石挤淤——挖掘机碾压——碎石填隙——铺设垫层。

以30m长基槽作为一个处治单元。挖淤之前准备好块石，堆码在基槽两侧，距基槽上口边缘不小于5m。实测基槽控制高程，并经业主及监理工程师现场检查确定抛石范围及抛石界线。

根据现场情况，抛石挤淤从一端进占施工，人工投掷块石要求均匀，每层抛石后挖掘机碾压数遍并把淤泥往另一端挤压至基本稳定。当抛石高度超出淤泥面并抛石范围符合设计要求后，用小碎石填充抛石缝隙，挖掘机碾压，直至基础稳定、无弹簧现象为止。最后，在大块径的单块体骨架上部及间隙铺设30cm厚级配良好、透水不透泥的石渣垫层进行整式压载挤淤置换，形成散式骨架与整式挤淤平台结合的复合式地基。

2.4 施工注意事项

（1）使用未风化石料挤淤抛填时，块石大面朝下，块石小于30cm粒径的含量不得超过20%。

（2）码方距基槽上口边缘不小于5m，以减少基槽坡面的坍塌、滑坡。一旦基槽产生塌滑，应及时进行处理，必须使填筑顶面的高程和宽度满足设计要求。

（3）注意沿基槽宽同步进占，这是保证全断面整体同步沉底的关键。如果不是同步进占，而形成如箭矢形的局部首先突进，则箭头两侧挤起的淤泥必将影响后续抛填石料沉底，从而使填筑不能按设计要求达到整体同步下沉的效果。

（4）及时清除端头及两侧的淤泥包，这是加速抛石沉底的重要措施。在进占过程中，在端头和其两侧隆起的淤泥包将形成沉底的重大障碍，应用挖掘机将淤泥包及时挖除，以减小底部淤泥挤出的阻力，保证抛石沉底。

（5）抛石碾压后应及时检测填筑顶面高程，共需复测3次，每次间隔2h，确保其顶高程符合设计要求。

2.5 工程施工效果

海堤工程基础经抛石挤淤法处理后，解决了基础难以砌筑的问题，工程得以顺利实施并按时竣工。而且此方法与桩基法、换土法、灌浆法、排水固结法等相比较，缩短了工期，节约了投资。

工程现已运行九年，成功地抵抗了多次风暴潮的侵袭，未出现因基础不均匀沉陷造成的堤身开裂、倾斜等问题，取得了很好的预期效果。

3 结语

“抛石挤淤地基处理法”是通过向流塑状淤泥基槽内大量集中抛填石料，依靠块石自重，将淤泥挤出基底范围，达到强制置换饱和软土，提高地基承载力目的的一种地基处理法。此法已在昌黎县饮马河入海口海堤地基加固处理中应用得十分成功。实践表明，该方法具有节省工程投资、缩短建设工期、少占土地等优点，对与本文地基情况相似的属于海相、河谷相、湖沼相、三角洲相等河流冲积物的地基加固施工具有参考借鉴价值。陕西水利

[1]赵明华.土力学与基础工程.武汉：武汉理工大学出版社，2005年