軟土地基河道開挖施工難點(diǎn)及應(yīng)對措施

劉偉偉

（中交水利水電建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200）

1 工程概況

該工程為臺州地區(qū)河道開挖工程，共開挖7條河道，其中東長浦河、鮑浦河為排澇河道，出口1、圍二河及圍三河為連通河道，河道總長9.1km。

圍三河單河道開挖底高程為-1.0m，在+1.2m處設(shè)置寬度為3.5m平臺，+1.2m平臺以下邊坡為1∶4，+1.2m平臺以上邊坡為1∶3。機(jī)械開挖土方優(yōu)先回填至河道兩側(cè)規(guī)劃綠化帶內(nèi)，剩余土方運(yùn)至建設(shè)單位指定堆泥區(qū)堆放。斷面圖及相關(guān)參數(shù)如圖1所示。

圖1 圍三河單河道開挖典型斷面圖（單位：mm）

2 施工工藝流程

2.1 總體施工順序

宕渣便道填筑（鋪設(shè)鋼板便道）→河道開挖→土方回填至兩側(cè)綠化帶→剩余土方外運(yùn)至指定棄土區(qū)。

2.2 施工方法與要求

河道開挖采用1～2m3反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，開挖土方可直接用于兩側(cè)綠化帶內(nèi)土方填筑，多余土方由15t自卸汽車運(yùn)送至就近空地堆放備用。主要施工工序：（1）清除河道開挖施工范圍內(nèi)的障礙物；（2）采用挖掘機(jī)開挖河道土方，同時修建宕渣便道（或鋪設(shè)鋼板施工便道），方便施工機(jī)械進(jìn)出場；（3）土方翻挖至兩側(cè)綠化帶內(nèi)，挖機(jī)修整為設(shè)計綠化帶斷面。

3 施工特點(diǎn)及難點(diǎn)分析

3.1 挖、運(yùn)、填工序交叉，土方平衡及單獨(dú)計量難度大

該工程河道開挖施工包括河道開挖、土方外運(yùn)、綠化帶填筑3個工序，開挖土方優(yōu)先用于兩側(cè)綠化帶填筑（并按設(shè)計斷面進(jìn)行平整壓實(shí)），多余土方外運(yùn)至業(yè)主指定的棄土區(qū)內(nèi)。理論上，河道開挖土方量為綠化帶填土量與土方外運(yùn)量之和。但是，河道開挖采用設(shè)計斷面范圍內(nèi)的有效挖方計量，屬自然方；綠化帶填筑采用設(shè)計要斷面范圍內(nèi)的有效填方計量，屬壓實(shí)方；外運(yùn)土方為經(jīng)機(jī)械開挖而松動過的土方，屬于松散方。因土體相對密度在挖、運(yùn)、填過程中一直發(fā)生變化，如果直接采用各工序土方進(jìn)行土方平衡，可能會造成綠化帶填筑預(yù)留土量不足，土方外運(yùn)超量等問題。另外，棄土點(diǎn)由業(yè)主單位指定，點(diǎn)多、分散且與其他單位混合使用，管理難度大，難以測量實(shí)際棄土方量。

3.2 局部質(zhì)量欠佳的軟土開挖難度大

因真空預(yù)壓施工區(qū)面積大、劃分區(qū)塊多、投入的人員與設(shè)備多，人控及機(jī)控均難以做到全覆蓋、無漏點(diǎn)管理，局部區(qū)域可能會發(fā)生真空加固處理不到位的情況，出現(xiàn)局部軟弱地基。另外，靠近原隔堤或宕渣路基的少量區(qū)塊，因散落孤石影響排水板插打施工，也會造成局部質(zhì)量欠佳的軟基土。這些局部軟弱地基區(qū)域，土體物理力學(xué)特性未達(dá)到設(shè)計要求，在不采用加固措施的情況下，無法采用常規(guī)工藝進(jìn)行開挖。如果采取加固措施或變更施工工藝進(jìn)行處理，設(shè)計變更或施工準(zhǔn)備的必要時間投入將會對工期造成較大影響，進(jìn)而造成工期延誤、施工成本增加、分包班組索賠的各種不利情形。

3.3 淺層處理區(qū)域易發(fā)生河道底部隆起

設(shè)計文件中，淺層處理區(qū)域排水固結(jié)深度較淺，一般為原灘面以下0.5m，標(biāo)高為-1.5～-3.2m（85國家高程基準(zhǔn)），而河道開挖底標(biāo)高為+0.0m或-1.0m。河道底部以下較淺深度仍然為流態(tài)軟土，因河道底部覆蓋層厚度小、蓋重輕，開挖過程中，易發(fā)生河道底部土體隆起、邊坡失穩(wěn)、滑塌等現(xiàn)象，以致施工難度加大，施工成本提高。

3.4 地基承載力低，自卸運(yùn)輸汽車無法進(jìn)入施工區(qū)

河道開挖過程中，多余土方需外運(yùn)，因地基承載力低，自卸汽車無法行駛至開挖區(qū)域內(nèi)，只能停放在施工區(qū)附近的次干路路基上，土方裝車外運(yùn)只能依靠多臺挖掘機(jī)接力翻運(yùn)至自卸汽車附近才能裝車，設(shè)備投入量大，施工效率低，施工成本高。

4 施工技術(shù)及管理措施

4.1 通過比選確定最優(yōu)計量原則

根據(jù)施工順序及施工內(nèi)容劃分，計量原則按照以下3種方式進(jìn)行比選，如表1所示。

表1 土方計量原則匯總表

綜上，計量方式選擇第3種，但是仍有需解決的問題：不同棄土點(diǎn)導(dǎo)致運(yùn)距不同，需分別計量；河道開挖（自然方）與綠化帶填筑（壓實(shí)方）土方屬于不同狀態(tài)的土方，如何進(jìn)行土方平衡。

參考定額，自然方（天然密實(shí)）與壓實(shí)方（松填）的比例關(guān)系為1∶1.08，以河道開挖自然方為基數(shù)進(jìn)行土方平衡，如表2所示。

表2 各工序工程量計量表

土方外運(yùn)至不同棄土點(diǎn)需分別計量時，可通過分別統(tǒng)計自卸汽車運(yùn)輸車次的方法，并按所占的比例在計算的總土方外運(yùn)量（V3）中分割。

4.2 對兩側(cè)土體減荷，分段分層流水作業(yè)

如出現(xiàn)質(zhì)量欠佳的軟基土，針對土體承載力不足的問題，可通過兩側(cè)土體局部卸載，必要時全部卸載的方式進(jìn)行減荷，先開挖形成河道邊線以內(nèi)的斷面，后根據(jù)邊坡穩(wěn)定情況及地基承載力情況分階段或一次堆載形成綠化帶斷面。針對土體物理力學(xué)性能低于設(shè)計要求的情況，可通過分層開挖后暫停施工，并進(jìn)行一段時間的翻土晾曬，機(jī)械設(shè)備及人員調(diào)遣至其他作業(yè)面繼續(xù)施工，視翻土晾曬效果安排設(shè)備、人員再次調(diào)遣入場施工。

當(dāng)然，本措施是針對出現(xiàn)質(zhì)量欠佳軟基土后的一種應(yīng)急解決措施，雖能解決問題，但是需相應(yīng)增加投入及成本。針對此類問題，更重要的是要從源頭上進(jìn)行控制，即采用措施進(jìn)一步控制軟基處理的施工質(zhì)量，減少或力求根除質(zhì)量欠佳的軟基土產(chǎn)生。

4.3 以實(shí)際檢測及監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，配合設(shè)計方案調(diào)整與優(yōu)化

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集及總結(jié)，并結(jié)合設(shè)計院的關(guān)于河道邊坡穩(wěn)定性的分析計算，得出以下結(jié)論：針對真空預(yù)壓后的吹填土，當(dāng)河道底部的蓋重厚度達(dá)到4.5m時，底部隆起現(xiàn)象顯著減少或消失。經(jīng)設(shè)計方案優(yōu)化，該工程河道區(qū)域軟基處理優(yōu)化為一次深層處理，處理深度均加深至河道底標(biāo)高以下至少4.5m，其中，圍三河設(shè)計河底標(biāo)高為-1.0m，一次深層處理底標(biāo)高優(yōu)化為-8.5m，覆蓋層厚度達(dá)到7.5m；出口一設(shè)計河底標(biāo)高為+0.0m，一次深層處理底標(biāo)高優(yōu)化為-4.5m，覆蓋層厚度達(dá)到4.5m。

4.4 合理分區(qū)分段，設(shè)置輻射挖區(qū)的車輛進(jìn)出場便道

針對地基承載力低，自卸汽車無法進(jìn)入施工區(qū)的問題，制定了鋪設(shè)鋼板（2cm及以上）施工便道、填筑宕渣施工便道兩種解決措施。在天氣良好的時段，鋪設(shè)鋼板施工便道作為自卸汽車進(jìn)出場通道，效率高，工作量??；在天氣連續(xù)陰雨的時段，填筑宕渣施工便道解決了雨天鋼板濕滑、安全隱患大的問題。通過以上兩種措施的實(shí)施，挖掘機(jī)的投入量明顯減少，土方裝車施工步驟減少，施工成本降低，施工效率提高。

5 結(jié)束語

軟土地基河道機(jī)械開挖工藝傳統(tǒng)、簡單、方便，但是受施工范圍廣、工程量大、施工環(huán)境條件不一等諸多因素影響，施工中可能會遇到諸多制約進(jìn)度、質(zhì)量的問題。針對出現(xiàn)的問題要具體問題具體分析，通過不斷發(fā)現(xiàn)問題，尋找合適的應(yīng)對措施，并進(jìn)一步優(yōu)化施工工藝、施工方法及施工技術(shù)，才能保證施工進(jìn)度、質(zhì)量及安全。