特高邊坡粗粒徑回料施工技術(shù)探討

方文兵

（廣州市市政集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510030）

1 工程概況

由廣州市市政集團(tuán)有限公司承建的廣州東部固體資源再生中心（蘿崗福山循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園）公用配套工程場(chǎng)地平整工程位于廣州市蘿崗區(qū)福山村，工程造價(jià)5.77億元，工程建設(shè)周期為270d。由于該項(xiàng)目地處山丘，地貌起伏較大，存在大量填挖方高邊坡。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，挖方邊坡最大高度為48m，填方邊坡最大高度達(dá)60m，整個(gè)場(chǎng)平工程需挖方約343萬m3，填方約250萬m3。

場(chǎng)平設(shè)計(jì)的標(biāo)高為170m，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求，需確?；靥畈牧蟽?nèi)部最大粗粒徑不得超過200mm，且內(nèi)部摩擦角應(yīng)不小于35°。施工人員按照整體施工工藝的要求，對(duì)該施工區(qū)域展開施工作業(yè)，從而提升當(dāng)前工程質(zhì)量。并且在該施工區(qū)域，現(xiàn)場(chǎng)工作人員布置土工格柵，并且使用麻袋壓頂形成臺(tái)階坡面。

2 工藝原理與創(chuàng)新應(yīng)用

在該工程施工中，設(shè)計(jì)人員使用了有限元強(qiáng)度動(dòng)態(tài)拆減法，借助現(xiàn)場(chǎng)勘查人員的實(shí)際材料，在計(jì)算邊坡內(nèi)部受力的時(shí)候，分析各種不同環(huán)境下的穩(wěn)定性，從而保證邊坡整體的施工可靠性。粗粒徑回料施工技術(shù)的使用，與傳統(tǒng)高邊坡施工技術(shù)相比，存在以下三點(diǎn)創(chuàng)新應(yīng)用，能夠改善整體施工技術(shù)，用于提升當(dāng)前塔高邊坡處理質(zhì)量：（1）在該施工技術(shù)中，用于回填的材料來源于挖方過程與爆破工程中產(chǎn)生的碎石土，施工人員使用這兩項(xiàng)材料，能夠降低工程材料成本。（2）施工技術(shù)人員為了提高整體回填施工技術(shù)的穩(wěn)定性，需要展開分層回填施工技術(shù)，其中碎石與土之間的比例大于7∶3，從而解決了當(dāng)前施工中的不能使用碎石與土的摻合料用于加筋土回填施工的難題。（3）特高邊坡粗粒徑回填施工技術(shù)的施工高度與傳統(tǒng)的加筋土施工技術(shù)相比，整體施工高度有了新的提升，其自身的穩(wěn)定性適用于高達(dá)60m的邊坡施工，從而提升了當(dāng)前建筑施工的質(zhì)量，其自身穩(wěn)定性能夠達(dá)到實(shí)際需求[1]。

3 施工流程

3.1 制訂合理施工方案

在特高邊坡施工中，施工方與業(yè)主以及試驗(yàn)單位展開密切協(xié)作，從而制訂合理的施工工藝，結(jié)合當(dāng)前建筑施工的基本要求，編制整體施工方案，確保特高邊坡施工工作有序進(jìn)行?，F(xiàn)階段施工人員選擇合適的施工區(qū)域作為試驗(yàn)段，按照粗粒徑回填施工技術(shù)的要求，確?；靥畹乃槭瘬胶屯亮现凶畲蟮乃槭睆讲坏贸^200mm。

3.2 測(cè)量放線

現(xiàn)場(chǎng)施工人員根據(jù)整體設(shè)計(jì)方案，對(duì)填筑層面展開有序施工，尤其是在交界處，需要現(xiàn)場(chǎng)施工人員合理設(shè)置標(biāo)高指示樁，便于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員控制土層厚度，提高整體邊坡施工的穩(wěn)定性。施工人員在進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際天氣條件，有序開展測(cè)量放線操作。測(cè)量放線過程中，需要施工人員設(shè)置不同高程坐標(biāo)，為后續(xù)放線工作開展提供參考點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要施工經(jīng)緯儀與水平儀等設(shè)備，有序開展放線工作，并且將工作流程詳細(xì)記錄，做到有據(jù)可查。

3.3 混合料填筑

在特高邊坡施工中，需要技術(shù)人員展開挖方與爆破操作，從而有序開展邊坡施工。當(dāng)前施工區(qū)域存在較多直徑超過200mm的石塊，不符合粗粒徑回填施工工作的需要?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員需要使用炮機(jī)，將這些規(guī)格不符合的石塊破碎，確保整體碎石的尺寸符合預(yù)期要求（見圖1）。

3.4 整平

在試驗(yàn)區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要做好地基處理工作，按照10m×10m的間距，布置不同的測(cè)量點(diǎn)，便于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員能夠有序開展施工作業(yè)。自卸汽車將這些混合料運(yùn)輸?shù)椒礁窬W(wǎng)位置之后，需要施工人員及時(shí)展開整平工作，二次破碎不符合尺寸的碎石，符合整體施工的要求。在施工現(xiàn)場(chǎng)，施工人員使用推土機(jī)推平這些來源于挖方與爆破區(qū)域的碎石，并安排工作人員及時(shí)清理雜物，避免這些樹枝、塑料袋等雜物影響到整體施工質(zhì)量。當(dāng)準(zhǔn)備工作完成之后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員再次使用推土機(jī)開展精細(xì)平整工作，提高整體工作質(zhì)量。

3.5 碾壓

在該工程設(shè)計(jì)中，為了將土石混合料有效整平，需要現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，從而提升當(dāng)前試驗(yàn)區(qū)的碎石層的穩(wěn)定性。壓路機(jī)操作人員需要先使用靜壓技術(shù)，然后使用弱振，最后使用強(qiáng)振，從而將碎石土層有效填平[2]。

當(dāng)前技術(shù)人員在進(jìn)行碾壓操作時(shí)，需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員對(duì)該施工的相對(duì)沉降量進(jìn)行記錄，并且觀測(cè)整體沉降量的穩(wěn)定性，確保整體施工操作達(dá)到預(yù)期要求（見圖2）?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)區(qū)不同區(qū)域的碾壓沉降量，并取平均值以計(jì)算整體試驗(yàn)區(qū)的松鋪系數(shù)。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

圖1 挖方過程大石塊破碎

圖2 試驗(yàn)區(qū)沉降量觀測(cè)

應(yīng)用特高邊坡粗粒徑回填施工技術(shù)時(shí)，使用的碎石回填料大多來源于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)的挖方與爆破產(chǎn)物，這種碎石土混合料在一定程度上是屬于非均質(zhì)不連續(xù)體，自身力學(xué)性能變化較大，并且隨著時(shí)間的推移，整體性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，為此在實(shí)際施工中，為了驗(yàn)證該施工技術(shù)是否符合整體施工的要求，需要通過壓板荷載與直剪試驗(yàn)來確定整體施工技術(shù)的強(qiáng)度。

4.1 壓板荷載試驗(yàn)

現(xiàn)階段施工人員需要結(jié)合整體施工建筑的要求，確保整體施工中混合料的石塊直徑不得大于200mm，并且每一層壓實(shí)厚度不得超過500mm，平面布置，從而有效測(cè)量壓板荷載（見圖3）。

圖3 壓板試驗(yàn)平面布置圖

現(xiàn)階段技術(shù)人員在試驗(yàn)區(qū)布置了三個(gè)測(cè)量點(diǎn)，在試驗(yàn)開展之前，需要施工人員準(zhǔn)備好試驗(yàn)工具，放置壓板，搭建反力平臺(tái)，及時(shí)將相關(guān)讀數(shù)傳感器安裝到位，并測(cè)量特高邊坡施工的壓板荷載[3]。

4.2 大型直剪試驗(yàn)

為了開展大型直剪試驗(yàn)，需要技術(shù)人員及時(shí)展開現(xiàn)場(chǎng)原材料的取樣工作，按照《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SL 237—1999）的要求，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要有效篩選碎石料的顆粒，這有利于直剪試驗(yàn)工作有序進(jìn)行?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員采集取樣區(qū)的碎石土混合料，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)篩分試樣，使用等量替代法，處理試驗(yàn)中存在的超粒徑顆粒[4]。

施工人員使用大型直剪試驗(yàn)設(shè)備時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析材料，這有利于克服常規(guī)直剪儀剪切面單一的缺陷，從而提高整體試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性（見圖4）。試驗(yàn)人員利用巖土與土工格柵之間的相互作用，可獲得材料的抗剪強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)人員根據(jù)實(shí)際壓板荷載的級(jí)配曲線（見圖5），可以得出該工程施工中，混合料中碎石與土之間的比例為7∶3。技術(shù)人員反算該試驗(yàn)結(jié)果，可以得出碎石與土之間比例為7∶3時(shí)，材料為中風(fēng)化或微風(fēng)化時(shí)，其抗剪強(qiáng)度c=25kPa，φ=35°。

圖4 大型直剪試驗(yàn)設(shè)備

圖5 級(jí)配曲線

試驗(yàn)人員在進(jìn)行大型直剪試驗(yàn)時(shí)，需要技術(shù)人員選擇多組數(shù)據(jù)展開有效試驗(yàn)。在此次試驗(yàn)中，主要選取了三組試驗(yàn)，結(jié)合大型直剪試驗(yàn)設(shè)備的結(jié)果，得出的表格如下（見表1）。

表1 大型直剪試驗(yàn)參數(shù)強(qiáng)度結(jié)果

通過該試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，第一組數(shù)據(jù)中，φ的數(shù)值偏小，不符合整體設(shè)計(jì)的需要，而通過第二組數(shù)據(jù)與第三組數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)整體施工中，隨著碎石風(fēng)化程度的降低，其強(qiáng)度會(huì)得到提升。

試驗(yàn)人員通過對(duì)以上兩種試驗(yàn)結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)碎石∶土=7∶3且碎石種類為中風(fēng)化或微風(fēng)化時(shí)，該種材料能夠滿足施工的要求。

5 結(jié)束語

總之，現(xiàn)階段的工程建筑施工，技術(shù)人員重視創(chuàng)新精神的應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)際，提高了工程建筑質(zhì)量。在該工程施工中，應(yīng)用特高邊坡粗粒徑回料施工技術(shù)，能夠提升當(dāng)前建筑工程質(zhì)量，便于工程建設(shè)的有序開展。