淺談拋石擠淤施工應(yīng)用

淺談拋石擠淤施工應(yīng)用一、研究背景自人類進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)全面快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，城市不斷擴(kuò)張，我國自改革開放以來沿海經(jīng)濟(jì)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，城市化進(jìn)程較快，人口迅速膨脹。近年來沿海地區(qū)土地可利用面積一直在直線下降，寸土寸金，為保障社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展，開發(fā)新土地——移山填海，成為近年來我國沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)尋求社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展新亮點(diǎn)的重要造陸手段。目前世界上已有許多國家和地區(qū)在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地帶采用填海造陸方法增大可利用土地面積，保證社會(huì)、經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展，滿足土地需求，例如歐洲荷蘭整個(gè)國土約20%全是填海造陸，我國目前也已進(jìn)入移山填海造陸熱潮，從北向南，天津、連云港、上海、廣州、深圳等均有不同規(guī)模的移山填海工程項(xiàng)目。二、問題的提出移山填?？此圃靸r(jià)不菲，工程浩大，但對(duì)于子孫后代可是受益匪淺的，如何使愚公移山、精衛(wèi)填海結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)、經(jīng)濟(jì)全方位發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)，再造新大陸成為建筑史上造福后代輝煌的一頁已成為當(dāng)前熱點(diǎn)話題。沿海淺海區(qū)域水文地質(zhì)條件較差，均為淤泥、沙灘等海相沉積層，流塑性狀，極不穩(wěn)定，如何在本區(qū)域內(nèi)進(jìn)行軟基處理，增大區(qū)域土地的可利用性成為再造新大陸的必要手段。三、研究現(xiàn)狀現(xiàn)今國內(nèi)外進(jìn)行沿海淺海區(qū)域軟基處理方法已經(jīng)趨于成熟，工藝工法較多，有樁基法、換土法、灌漿法、排水固結(jié)法、真空預(yù)壓法、拋石擠淤法等。現(xiàn)就拋石擠淤在沿海淤泥區(qū)域道路軟基處理中的應(yīng)用以深圳地鐵前海灣綜合交通樞紐工程軟基處理10#路拋石擠淤填筑工程為例做一淺議。四、拋石擠淤工法介紹（一）工程概括前海灣綜合交通樞紐工程位于深圳市南山區(qū)前海灣區(qū)域，前海片區(qū)位于深圳西部，南山區(qū)與寶安區(qū)的交界處，隸屬于南山區(qū)。東部為蛇口半島，西北為寶安新城，西臨前海灣。前海灣綜合交通樞紐工程所在地區(qū)為海沖積平原，原地貌為瀕海漁塘，現(xiàn)由于淤泥隆起成為一片海積淤泥區(qū)，地形略有起伏。樞紐工程10#路東側(cè)為深圳地鐵5#線，南側(cè)為市政道路6#路，北側(cè)為市政道路8#號(hào)路，市政道路7#路沿東西方向與樞紐工程10#路交叉。樞紐工程10#路設(shè)計(jì)絕對(duì)標(biāo)高+12.00m，南北長(zhǎng)度約600m，堤身全部采用拋石擠淤法一次性拋填到位。（二）填筑材料10#路的填筑材料主要為深圳安托山開山混合料，塊石中含細(xì)粒土（粒徑《2cm）不大于10%，石料重小于10kg的塊石含量不超過15%，塊石容重大于26Kg/M3,石料應(yīng)采用巖性均勻，無裂紋，遇水不軟化崩解的硬質(zhì)巖石，浸水后抗壓強(qiáng)度不小于50Mpa，軟化系數(shù)大于0.8。（三）填筑方法10#路拋石擠淤填筑經(jīng)過多種填筑方式比較，若采用“箭矢”形端進(jìn)拋填進(jìn)占，易使10#路的斷面形成上寬下窄的倒三角形“∨”或“T”形，最終將使整個(gè)斷面下的淤泥無法擠出，難以達(dá)到堤頂范圍內(nèi)的填石整體下沉。本工程由于淤泥層厚度較大，設(shè)計(jì)填筑前先將淤泥降至4.5m左右，但即使降到4.5m后再拋填石層，厚度也有11m左右，應(yīng)采用“全斷面進(jìn)占”法，要求20m堤頂寬度同步拋石推進(jìn)。在十號(hào)路5米范圍內(nèi)淤泥清理到標(biāo)高4.5米后，就要進(jìn)行拋石擠淤，在10#路拋填的全過程中，堤的前端拋石的高度，應(yīng)高出已填的堤面2～3m，形成堤頭隆起（即“龍?zhí)ь^”）。“龍?zhí)ь^”的高度應(yīng)根據(jù)拋填過程中的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定，即當(dāng)淤泥含水量低，拋石含細(xì)顆粒多，“龍?zhí)ь^”在開山石不斷地傾倒沖擊、在大型載重車、推土機(jī)不斷行走、振動(dòng)過程中，形成的動(dòng)、靜壓力愈大，淤泥整體的剪切破壞愈快（觸變效應(yīng)），影響深度亦愈大，淤泥向堤前端及兩側(cè)不斷剪切滑動(dòng)、隆起，則堤前端的開山石不斷地下沉，擠入淤泥層中，整個(gè)堤身便是這樣形成。10#路要保持在施工階段的堤身相對(duì)穩(wěn)定，必須使堤身要下沉到淤泥之中，應(yīng)保證一定的填石厚度。施工過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提供的淤泥底板高程判斷堤身應(yīng)填筑的厚度，控制填筑厚度，為滿足這一設(shè)計(jì)要求，每一段10#路施工時(shí)，應(yīng)不停頓地拋填，直到完成。（四）10#路拋填施工工藝流程確定10#路走向和寬度定位確定10#路走向和寬度定位重復(fù)重復(fù)過程及時(shí)清除堤前端和兩側(cè)淤泥包，全程監(jiān)控堤身拋填走向、堤端和堤頂面各斷面高程及寬度對(duì)對(duì)10#路全斷面拋填同步進(jìn)占在堤前端形成“龍?zhí)ь^”及時(shí)填補(bǔ)和處理沉陷、塌滑部位，保證堤身相對(duì)穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)拋填標(biāo)高和寬度要求及時(shí)填補(bǔ)和處理沉陷、塌滑部位，保證堤身相對(duì)穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)拋填標(biāo)高和寬度要求拋填完畢、組織堤身填筑檢驗(yàn)拋填完畢、組織堤身填筑檢驗(yàn)（五）10#路填筑過程“清淤”因場(chǎng)地淤泥面隆起很高，表面已經(jīng)形成一定厚度的硬殼層，需要在拋填之前挖除淤泥表面的硬殼層，使堤身更好的下沉。10#路在拋填過程中，堤身進(jìn)占一定距離后，將會(huì)在堤頭和堤身兩側(cè)，形成隆起的“淤泥包”，當(dāng)淤泥包頂面接近填筑堤身高程時(shí)，須用長(zhǎng)臂反鏟挖機(jī)(挖機(jī)下面墊4×6m2的鋼板)將“淤泥包”及時(shí)地挖除，以減小堤身底部淤泥擠出的阻力，加大堤身沉降，以保證填石不斷的沉底過程。由于淤泥開挖量很大，以前所劃定的淤泥處理場(chǎng)地面積有限，所能容納的淤泥量有限，因而需要再進(jìn)行場(chǎng)地購置。將淤泥運(yùn)至處理場(chǎng)地后，需要從場(chǎng)外面購置好的素土（或者土夾石）來改良棄泥場(chǎng)地的土質(zhì),素土（或者土夾石）與淤泥的比例為2：1,然后用推土機(jī)械進(jìn)行推平，以保證能繼續(xù)使用，擬采用4臺(tái)推土機(jī)（每天工作兩個(gè)臺(tái)班）對(duì)棄泥場(chǎng)地進(jìn)行維護(hù),同時(shí),淤泥開挖區(qū)到棄泥場(chǎng)地的便道要派機(jī)械進(jìn)行維護(hù)修整,以保證施工的正常使用。（六）對(duì)10#路縱向的沉降縫、滑動(dòng)拉裂面、滑動(dòng)臺(tái)階的處理10#路在拋填過程中，由于填石擠淤，堤身沉陷、滑動(dòng)，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)上述臺(tái)階、裂縫，這是10#路拋填過程經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，及時(shí)的用補(bǔ)填方法加以處理。這種補(bǔ)填的狀況在同一段10#路內(nèi)都可以出現(xiàn)數(shù)次，補(bǔ)填需即時(shí)跟進(jìn)，并達(dá)到最終堤身相對(duì)穩(wěn)定。（七）10#路的觀測(cè)10#路由于堤身沉降（這種沉降是擠淤造成的），使堤頂高程下降，施工單位應(yīng)定期用開山石補(bǔ)填堤面，以維持施工道路的使用暢通。根據(jù)類似工程拋石堤的拋填現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算，填筑的初期20m寬的10#路，堤身一側(cè)單位長(zhǎng)度平均擠淤量為300～400m3,當(dāng)?shù)躺沓寥胗倌嗌疃?m時(shí)，10#路整體下降平均速度每小時(shí)可達(dá)36～60cm，隨著堤身下降、填石厚度增加，10#路施工單位應(yīng)在施工過程中、應(yīng)定期測(cè)量10#路走向、斷面形狀，并定期（每隔1～2天）觀測(cè)一次堤頂面高程，即時(shí)掌握堤身擠淤、沉降發(fā)展情況，保證10#路施工順利進(jìn)行。（八）10#路不著底處理當(dāng)填筑達(dá)到填筑高程后，經(jīng)檢測(cè)后，對(duì)于10#路堤身填石不著底的部分，10#路采取超載預(yù)壓。超載高度2～4m，10#路各段超載的高度將依據(jù)雷達(dá)檢測(cè)或者鉆探取樣的報(bào)告決定。（九）10#路的監(jiān)測(cè)1、測(cè)站點(diǎn)布置①依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在7號(hào)路與所填筑的10號(hào)路交叉路口西北側(cè)，選擇地勢(shì)較高位置布置測(cè)站點(diǎn)QH2，布置原則為測(cè)站點(diǎn)可通視填筑的10號(hào)路區(qū)域。②在10號(hào)路南段與6號(hào)路交叉路口布設(shè)測(cè)站點(diǎn)QH1，且QH1與QH2均在坐標(biāo)系X軸方向，相互之間可通視，兩站點(diǎn)與市政控制點(diǎn)形成閉合導(dǎo)線。③測(cè)站點(diǎn)QH1與QH2分別采用附合測(cè)量進(jìn)行平面控制點(diǎn)復(fù)測(cè)。在開工前將對(duì)提交的精密導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)測(cè)得的結(jié)果平差后報(bào)監(jiān)理工程師，并將所計(jì)算的結(jié)果與原始資料進(jìn)行分析對(duì)比，如果誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)，則移交的控制點(diǎn)作為施工監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，如果超出誤差范圍，則由交樁單位進(jìn)行修正，直到移交的控制點(diǎn)準(zhǔn)確無誤后方可用于施工中，作為施工監(jiān)測(cè)的依據(jù)。④QH1與QH2均可作為10號(hào)路監(jiān)測(cè)的控制點(diǎn)，且每次監(jiān)測(cè)時(shí)采用QH1、QH2進(jìn)行經(jīng)緯儀基線監(jiān)測(cè)，并復(fù)合兩次測(cè)量數(shù)據(jù)，若測(cè)量結(jié)果誤差較大，則進(jìn)行導(dǎo)線復(fù)測(cè)，以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。⑤測(cè)站點(diǎn)采用φ28鋼筋深埋路面以下200mm,上部用鋼鋸刻上十字絲，周邊采用砼澆筑作為保護(hù)措施。2、十號(hào)路監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在10號(hào)路已經(jīng)填筑修整好路面一側(cè)上每隔20m布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)用木樁深埋路面以下200mm,并要有砼澆筑等保護(hù)措施,木樁頂部中心埋設(shè)鋼釘。使用監(jiān)測(cè)儀器建立初始讀數(shù)，之后每3天觀測(cè)一次，基坑開挖支護(hù)結(jié)束一月以后觀測(cè)時(shí)間間隔不得超過10天。雨季施工將給監(jiān)測(cè)工作帶來一定難度，因此，在雨季里，保證正常的監(jiān)測(cè)頻率的情況下，對(duì)受雨季影響較大的項(xiàng)目適當(dāng)加密量測(cè)頻率。3、監(jiān)測(cè)方案①位移監(jiān)測(cè)采用全站儀坐標(biāo)監(jiān)測(cè)與經(jīng)緯儀基線監(jiān)測(cè)兩種方法相結(jié)合。以測(cè)站點(diǎn)LY2為基準(zhǔn)點(diǎn)，用全站儀測(cè)量10號(hào)路監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)并記錄，第一次作為初始讀數(shù)，之后每三天以同樣方式監(jiān)測(cè)并記錄數(shù)據(jù)，與初始讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比，通過數(shù)據(jù)分析堤身位移情況。將經(jīng)緯儀假設(shè)在QH2測(cè)站點(diǎn)上，并與QH1形成正北方向直線，作為監(jiān)測(cè)控制基線，用鋼尺測(cè)量基線與每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)Y軸方向距離y，第一次作為初始讀數(shù)，之后每三以同樣方法量測(cè)并記錄數(shù)據(jù)，與初始讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比，通過數(shù)據(jù)分析堤身位移情況。測(cè)量方式見下圖：將每次用全站儀及經(jīng)緯儀測(cè)量的數(shù)據(jù)綜合進(jìn)行分析比對(duì)，可得出堤身在X、Y方向的準(zhǔn)確位移，以指導(dǎo)10#路的填筑施工，確保滿足設(shè)計(jì)要求。②沉降監(jiān)測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀二等水準(zhǔn)將已知高程點(diǎn)LY2高程引測(cè)至QH1及QH2，并作為沉降監(jiān)測(cè)的依據(jù)。沉降監(jiān)測(cè)示意圖如下：采用四等水準(zhǔn)附和測(cè)量，首次QH2高程傳遞至QH1，并貫穿每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄并作為初始讀數(shù)，每次采用同樣方法測(cè)量，若QH2高程仍能閉合傳遞至QH1，則將每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程數(shù)據(jù)與初始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可得到10#路高程變化情況，并作為指導(dǎo)10#路的填筑施工依據(jù)；若后續(xù)監(jiān)測(cè)中，QH2、QH1高程與原始高程相差較大或不能滿足四等水準(zhǔn)精度要求，則說明QH2、QH1中有一個(gè)測(cè)站點(diǎn)高程有所變化，則需重新進(jìn)行高程校核，才能作為監(jiān)測(cè)依據(jù)以指導(dǎo)施工。將校核后的QH2、QH1高程作為水準(zhǔn)堤身沉降監(jiān)測(cè)的依據(jù)，采用