在淤泥中大面积开挖及填筑路堤的方法探讨

在淤泥中大面积开挖及填筑路堤的方法探讨杨俊1王霜2（1三峡大学土木水电学院443002）（2湖北省宜昌市交通规划设计院443000）摘要：当道路施工经过水塘及低洼地带时，常需要在淤泥中进行开挖及填筑，由于淤泥的流动性，使得在淤泥中施工难度非常大。文中针对在淤泥中填筑及开挖的特点，较为详细介绍了几种在工程施工中非常实用的填、挖施工方法。从各自的施工工艺流程、适用范围及施工注意事项等方面对它们进行了综合分析比较，为工程施工提供了参考依据。关键词：淤泥，开挖，填筑4当道路经过低洼沼泽或水塘时，常需在淤泥中进行开挖与填筑作业。在含水量大于液限、孔隙比大于1.5的流塑状淤泥中开挖时，往往伴随淤泥的失稳而产生滑塌现象；填筑时又往往伴有挤淤及固结沉降，为此需采取特殊开挖、填筑方法及合理的施工程序和手段。笔者经过多年施工实践，对在淤泥中进行路基施工作了一定深度的探讨。1在淤泥中开挖及填筑的特点[1]由于淤泥的流动性，在淤泥中直接进行开挖比直接填筑更困难，因此，尽量采用填方代替挖方。当需在淤泥中同时进行填筑与开挖作业时，与一般土方施工程序相反，宜先填筑后开挖。在进行填方施工时，尽量在已填筑构筑物两侧对称地进行，两侧淤泥面高差不能过大，以防填方滑移。因为淤泥承载能力低，施工前必须妥善考虑施工道路和施工平台的修建方法，同时为了降低工程造价，确保施工安全，应将结构措施与施工措施综合考虑，即施工所用的施工道路、施工平台及围护设施在运用期又是永久建筑物的组成部分。1.1淤泥中开挖的特点当开挖形成土质边坡时，开挖影响范围约为开挖深度的一半，在流塑状淤泥中开挖的影响范围远远超过开挖深度，必须采取措施防止淤泥滑塌引起大量超挖。对于高灵敏度的触变性淤泥，为使开挖中的淤泥自身稳定，应尽量减少对邻近淤泥的扰动和破坏，尽量不挖除或少挖除淤泥中可能含有的硬壳层。当在淤泥中的填筑体附进开挖时，应坚持近挖远卸原则，以减少填料随淤泥飘移损失。在施工过程中，尽可能利用永久建筑物的填筑体先行施工，作为淤泥开挖的施工道路及工作平台。1.2淤泥中填筑的特点4 当在淤泥中填筑时，一般采用渗水土，填筑至高出淤泥面0.5m以上，或先铺筑渗水土垫层。当淤泥面上有水时，宜抛石渣高出水面1.0m以上。当填筑高度超过淤泥最大临界填土高度时，会产生挤淤，甚至滑坍现象，为维持填筑体稳定，应将壅起部分淤泥挖走，以防降雨时壅起淤泥流滑，带动填筑体滑塌。采用挤淤方法填筑时，应连续作业，加强对附近淤泥扰动，破坏其结构强度，以增大填筑体的挤淤下沉效果；填筑中利用淤泥承载力时，则应间断作业，避免扰动淤泥，填筑速度应低于淤泥强度的增长速度。对有一定承载力的流塑状淤泥，采用散抛块石填筑时，由于块石间充满淤泥，填体强度低，沉底效果差，应尽可能采用整体挤淤填筑方法。2淤泥中填筑方法的分析[2]在淤泥中直接填筑时，可以采用如下四类填筑方式：分层填筑、路堤式挤淤填筑、肋板式填筑和拦淤堤封闭式填筑。所谓分层填筑法，即采用常规的分层填筑、碾压方法形成淤泥上的土石填筑体。在不破坏淤泥地基条件下，进行分层填筑，可以减少淹没于淤泥中的填筑体数量，降低成本。当填土高度超过淤泥允许填土临界高度时，要采取间断施工措施，因此工期较长。该方法适用于淤泥表层有硬壳层、填筑体不高、工期要求不紧迫、对填筑体无抗冲刷要求的填筑工程。无硬壳层而表层有积水部位在填筑施工前，应尽可能将地表水排除，保持淤泥表面干燥。填料应在填筑体坡脚20m以外挖取或堆放。对小于临界高度的填筑体，可以采用常规均匀上升方法分层填筑。当最终填土高度超过自然状态淤泥的填土临界高度时，需采用间断填筑。当填土高度不超过1.3倍临界高度时，为缩短工期，可采用放缓边坡方法；当填土高度在1.5～2.0倍临界高度时，采用反压护道。反压护道高度取填筑体高的1/3～1/2较合适，其宽度可为填筑体底宽的1/4～1/2。反压护道应与填筑体同时填筑，以免引起填筑体坍塌。当采用淤泥作为填料时，宜采用互层填筑法。先将淤泥上积水排干，待其形成硬壳层后，再铺0.7～1.0m厚开山土进行平整碾压，然后采用后退法铺上从开挖区运来的淤泥；当开山土上面铺的淤泥达到0.8m时，待其失水形成互相连通的龟裂缝后，再用进占法铺开山土0.2～0.3m；然后再采用后退法铺筑0.8m厚淤泥，待其龟裂后，又用进占法铺0.2～0.3m开山土，如此互层填筑直达设计高程。4 路堤式挤淤填筑可在淤泥上面有积水的情况下，采用机械化高速施工。按沉底情况不同，又分为悬式挤淤填筑，即在淤泥中大量抛投填料压载挤淤，在两侧挖排水沟以卸荷挤淤，使填筑体稳定地悬浮于淤泥中；接底式挤淤填筑，填筑体挤开淤泥整体下沉至持力硬土层上；侧向约束填筑法，在路堤坡脚附近，先采用接底式挤淤填筑方法，形成两侧或一侧接底的齿墙，然后筑路堤。肋板式填筑特别适用于对沉降量差要求不高的站场工程。通常，在无潮水影响的淤泥上进行大面积填筑时，宜采用先平行纵向进占若干路堤，再横向进占若干路堤形成纵横方格网状的堤肋，以便将大面积淤泥分割，然后再全面逐渐填筑，形成肋板式填筑体。拦淤堤封闭式填筑是采用抛投石渣压载挤淤、卸荷挤淤、射水置换挤淤及强夯挤淤方法，使填筑高度大于淤泥深度的堆石拦淤堤整体穿过淤泥沉至持力层上，形成与四周淤泥隔离的封闭基坑。这种方法将施工措施与结构措施合为一体，强夯挤淤与强夯加固密实拦淤堤相结合，拦淤堤既挡淤，又作施工道路、工作平台，可机械化作业，填筑质量高。3淤泥中开挖方法的分析[3]在淤泥中开挖时，有如下三种方法：直接开挖、半封闭开挖、封闭式开挖。直接开挖只宜用在开挖淤泥深度不超过4m的情况，其开挖方法有如下三种——分层开挖：适用于四周地势较高，或有塘埂、筑堤保护，能够抽干积水的淤泥区。采用湿地用的推土机、铲运机或反铲，每次只推挖上部0.2～0.3m硬壳层，然后再晾晒，形成新的硬壳层后再推挖，如此反复进行。自然滑塌开挖：这种方法一次开挖深度较大，但淤泥底部需有持力硬土层。当持力硬土层为斜面时，一般从淤泥较浅处向深处开挖，挖一段回填一段，以此作为挖淤机械施工平台和运泥机械的施工道路；当淤泥深度变化不大时，宜先抛土石填筑短路堤，以便于挖泥机在路堤上退挖，直至形成通向持力硬土层上的施工平台后，挖泥机械便可下至施工平台上，采用进占法开挖。蓄水开挖：当要求挖淤泥深度大、又不需挖至持力硬土层时，可采用蓄水开挖。半封闭开挖可分为三种开挖方式，路堤平台式开挖：这种方法为填筑路堤平台后，采用先挖后填方法，逐步挖去淤泥，这种方法可以减少淤泥超挖量。挤淤开挖法：先抛投填料进行压载挤淤，当填筑体底部未沉到设计深度时，采用位于填筑体上的挖淤机械将壅起的淤泥挖走，形成卸荷槽，填筑体即继续下沉；当沉到设计深度后，再继续向前抛筑填料，进行压载挤淤，直至整个填筑体达到设计高程为止。定点深挖法：特别适用于仅要求淤泥面下降一定深度、且需进行表面整平的淤泥开挖工程。施工时，挖淤泥机械位于已沉底的路堤上，采用反铲深挖路堤附近淤泥，远处淤泥不断流向挖掘点，从而可以不移挖淤机具，便可挖掘大量淤泥。4 封闭式开挖包括压淤平台封闭式开挖和拦淤堤封闭式开挖。压淤平台封闭式开挖可以克服在流塑状淤泥中挖、运的困难，改挖淤泥为挖土石填料，形成的沟槽面边坡稳定，承载力大，又有一定抗冲刷能力。拦淤堤封闭式开挖采用拦淤堤形成封闭基坑，然后利用位于拦淤堤上的挖淤机械挖除封闭基坑内的淤泥，不仅施工简便，稳妥可靠，且挖淤彻底，造价低。参考文献：1、李斌.公路工程地质[M].北京:人民交通出版社.1993,7.129-1422、杨光煦.水下及淤泥中施工与地基处理[M].北京:海洋出版社.1998,7.39-723、水利部建设开发公司.水利水电施工技术规范汇编[M].北京:国防工业出版社,1989.124-191作者简介：杨俊,男,1976年生，2008年5月毕业于武汉理工大学道路与铁道工程专业，获工学博士学位，三峡大学土木水电学院教师，主要从事路桥施工与设计的教学及科研工作AnalyzingandComparingtheMethodsofDiggingandFillingRoadBankinSiltAbstract:Whenroadconstructionpassinglow-lyingorpond,itmustdigorfillinsilt.Becauseofitsliquidity,constructinsiltisverydifficult.Thisarticleintroducedseveralmethodsofdiggingandfillinginconstructionpracticeaccordingtotheircharacters,analyzesandcomparesthesemethodsfromtheirtechnics,usenessboundandnoticeproceeding,providesevidenceforconstruction.Keywords:silt,dig,fill[收稿日期：2009-04-03]4