抛石挤淤在软土地基处理中的应用

张星星

摘  要：抛石挤淤是处理软土地基常用方法之一，文章讲述了抛石挤淤的施工原理，并结合武安市某公路，阐述了其施工流程、方法及质量控制。最后通过有限元分析，验证了其显著的加固效果。

关键词：抛石挤淤;软土地基;施工方法;有限元

中圖分类号：TU472        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）09-0182-02

Abstract： Riprap silting is one of the common methods to deal with soft soil foundation. This paper describes the construction principle of riprap silting， and expounds its construction process， method and quality control in combination with a highway in Wu'an City. Finally， the remarkable reinforcement effect is verified by finite element analysis.

Keywords： riprap silting; soft soil foundation; construction method; finite element method

1 概述

随着道路建设规模逐步扩大，在建设期间公路常常会跨越软土地区。对于长期存在大量积水无法排除且大型施工机械无法进入的区域，抛石挤淤法是处理软土地基的最佳选择。其加固机制是通过对软土地基抛填片石，将淤泥质土挤出路基范围，从而提高地基承载力，具有施工工艺简单快捷、施工成本较为低廉、施工工期短等优点[1]。

2 抛石挤淤原理

抛石挤淤是指将一些材质比较坚硬且其外观和力学性能满足施工设计要求的片石，通过利用机械设备将其从一定高度将片石抛投在含有淤泥的软土地基中，在抛投片石的过程中，遵循能量守恒原则，片石的势能转化为动能，使其有较大的冲击力将淤泥质土排挤出，从而形成以片石为承重的结构层，并且残余的淤泥很好的将片石粘结在一起，两者相辅相成，进一步增加地基的承载力。在进行抛石挤淤施工中，采用分层抛填并碾压，在机械设备的振动作用下，迫使淤泥质土的结构发生破坏，同时结合抛填的片石进行重新排列组合，形成新的结构层，并且淤泥中的水利用片石间的缝隙排出，加快地基固结，提高地基的整体稳定性。

3 工程案例

武安市某公路建设途经废旧的鱼塘，施工区域内需要大量清淤工作，淤泥平均厚度在4米左右，并且附近丰富的石材，便于材料的运输，综合因素分析，通过抛石挤淤进行软土地基的加固。

3.1 施工流程

施工前准备→测量放线→抛填片石→机械碾压→填筑

3.2 施工断面示意图（如图1）

3.3 施工方法

3.3.1 施工前准备

在施工准备期间要完成“三通一平”工作，在施工场地内修建一条能够满足承载运输车辆的道路，并有专人负责指挥;材料进场时要进行检验，其外观尺寸在300mm以上，强度等其他因素满足设计要求。

3.3.2 测量放线

利用测量工具，并按照设计标准进行放线工作，根据给定的基准点，确定路基的边线和中线。

3.3.3 抛填片石

在进行机械抛填片石的施工过程中，应遵循先抛填中线，然后逐渐向两侧对称展开抛填的原则，当横向坡度陡于1：10的情况时，抛填顺序应该从低处逐渐向高处抛填，这样那有利于淤泥从路基的两侧挤出路基的范围内，当抛填的片石高于池内淤泥40cm时，用颗粒较小的石子或者细骨料填充片石之间的缝隙进行初步找平工作，然后将25t振动压路机进行碾压，碾压完成后，在进行分层铺设，将片石运输到道路的中线位置，用推土机逐步推向两侧，保证每层铺设的虚铺厚度在设计要求的范围内，然后进行一系列的碾压压实工作，将细骨料填充片石的缝隙，这样循环的铺设、碾压、填充直到抛填到设计标高，使用刮平机或推土机进行整平工作[2]。

3.3.4 施工质量控制

（1）严格检验材料的规格、外观、强度等，以及填筑时每层填筑厚度是否满足设计要求。

（2）控制压路机的速度，保证在碾压路面时不出现明显的轮胎印迹，并检测路基的沉降量[3]。

（3）对于施工效果不理想的区域，应及时处理，保证其质量符合设计要求。

4 有限元分析

4.1 模型建立

武安市某道路建设，路基宽24m，边坡坡度为1：1.5，路基高为4米，使用分层填筑并碾压，每层填筑高度为1m。基于路基的对称性，建立模型时取路基一侧进行模拟，为尽可能消除边界对计算结果的影响，地基宽度取30米，深度10米[4]。

4.2 应力-应变分析

通过有限元分别模拟未作地基处理和抛石挤淤处理后的地基，并在竖向位移、水平位移以及超静孔压力三方面进行对比分析。模拟效果图如下：

从效果图可知：未做地基处理时，最大竖向位移为169.97mm，最大水平位移为131.94mm，最大超静孔压力为7569.68N/m2;抛石挤淤处理过的地基，最大竖向位移为55.68mm，最大水平位移为77.76mm，最大超静孔压力为475.84N/m2，竖向位移、水平位移、最大超静孔压力分别减少了114.29mm、54.18mm、93.84N/m2。结果表明，抛石挤淤对软土地基的加固效果显著，减小了地基的沉降量、水平位移以及空隙压力等，提高了地基的承载力，加快地基固结，增强了地基的整体稳定性。

5 结束语

（1）抛石挤淤施工工艺简单，具有工期短、成本低廉等优点。

（2）抛石挤淤过程要遵循“先中线后边线，下大上下”的原则，片石的抛填深度要满足设计要求。

（3）通过有限元分析，抛石挤淤减小地基沉降、水平位移、空隙压力等，对地基加固效果显著。

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（8）：155-159.

[2]任永明，王春彩.浅谈抛石挤淤施工方法在软土路基中的应用[J].路桥科技，2017（8）.

[3]余勇强，周建海.抛石挤淤技术在公路软基处理中的应用[J].交通世界，2017（9）：58-59.

[4]朱彦鹏，陈琰娇.抛石挤淤加固公路软基机理研究[J].建筑科学与工程学报，2016，6（4）：17-24.