城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)探討

龐保平 曹軍

【摘要】黨的“十八大”提出“要大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，加大自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)力度，實(shí)施重大生態(tài)修復(fù)工程，增強(qiáng)生態(tài)產(chǎn)品生產(chǎn)能力，推進(jìn)荒漠化、石漠化、水土流失綜合治理”的生態(tài)建設(shè)要求，加快城市破損山體生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)。而部分重要的城市生態(tài)山體，現(xiàn)狀破損裸露的山體坡面經(jīng)日曬雨淋后易產(chǎn)生水土流失和滑坡崩塌現(xiàn)象，形成地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響區(qū)域內(nèi)的生態(tài)安全，必須及時(shí)對(duì)破損山體進(jìn)行有效的生態(tài)修復(fù)，利用建筑棄土對(duì)破損山體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)將成為后續(xù)山體修復(fù)的首選方案，一方面極大地緩解了城市棄土難、成本高、安全隱患大等問(wèn)題，另一方面將有助于改善城市區(qū)域生態(tài)環(huán)境。因此，對(duì)城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)進(jìn)行研究具有十分重要的意義。本文僅以武漢光谷頂冠峰山體修復(fù)工程實(shí)踐為例，研究城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)措施，為其它相似城市破損山體進(jìn)行修復(fù)起到指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】城市破損山體；修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.086

1、工程實(shí)例簡(jiǎn)介

武漢光谷頂冠峰山體修復(fù)工程位于九峰一路以北，武漢外環(huán)高速西側(cè)，合圍于東湖高新區(qū)中北部西北角，場(chǎng)地東西向縱深約800m，南北向縱深約1100m，自然山體東側(cè)及北側(cè)已被開(kāi)挖成殘丘、縱橫交錯(cuò)的溝壑和孤立的巖堆、大小不一的崖面等多種形態(tài)。修復(fù)區(qū)面積約49.36公頃，消納建筑棄土方量約632萬(wàn)方。

按照土方消納及景觀營(yíng)造要求，結(jié)合山體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，提出山體生態(tài)修復(fù)及土消納方案，通過(guò)地基處理、排水布置、棄土堆填、防護(hù)、監(jiān)測(cè)及綠化等治理措施，確保山體治理穩(wěn)定、渣土填埋安全，在此基礎(chǔ)上實(shí)施山體復(fù)綠工程。

2、破損山體修復(fù)技術(shù)措施

2.1 基礎(chǔ)處理技術(shù)措施

（1）軟弱基礎(chǔ)處理措施

淤泥質(zhì)地基采用換填或拋石擠淤的方法進(jìn)行地基處理；軟弱基礎(chǔ)采用砂石樁或強(qiáng)夯的方法進(jìn)行地基處理；換填方式待淤泥挖出后，同下文山體堆填技術(shù)要求進(jìn)行回填。

1）拋石擠淤技術(shù)

石料選用粒徑尺寸不小于30cm，浸水抗壓強(qiáng)度不小于20Mpa的塊石。拋石前進(jìn)行測(cè)量放線，確定拋石范圍。拋石應(yīng)由單側(cè)拋置，自地面高側(cè)向低側(cè)拋投，采用推土機(jī)和挖掘機(jī)配合進(jìn)行，方法為進(jìn)占法；首先由挖掘機(jī)在作業(yè)半徑內(nèi)均勻拋第一層塊石，完成后，挖掘機(jī)來(lái)回走動(dòng)碾壓，待塊石沉入淤泥齊平后，可進(jìn)行第二層拋石，完成后用同樣方法進(jìn)行碾壓，若塊石無(wú)明顯沉降，可向前延伸進(jìn)行下一段施工，若塊石沉降量較大，則需再拋一層塊石碾壓，直至塊石沉降量較小為止。

2）砂石樁技術(shù)

根據(jù)處理面積及布樁方式、間距在現(xiàn)場(chǎng)用小木樁標(biāo)出樁位，樁位偏差不得大于3厘米，豎向偏斜不得大于1%。并做好試樁試驗(yàn)，掌握施工工藝，保證單樁樁體強(qiáng)度不小于3MPa，確定最佳孔心距、振動(dòng)電流及填料數(shù)量等；樁的施工順序，在軟弱土層采用由里向外從一邊推向另一邊的方式，以利于擠走部分軟土，對(duì)于抗剪強(qiáng)度較低的軟黏土或淤泥地基，為了減少制樁對(duì)軟土的擾動(dòng)，宜采用隔樁跳打的方式；為避免縮徑或者斷樁，必須控制每米樁長(zhǎng)投石量，實(shí)際每米樁身投石量不得小于計(jì)算投石量的1.2倍；砂石樁密度主要靠貫入度控制及“少吃多餐”予以保證，貫入度控制就是在保證樁長(zhǎng)和投石量的前提下，每米樁要見(jiàn)到“不進(jìn)錘”（即在錘擊行程大于3m，一次錘擊后樁面下降小于5cm的這一錘）；樁位中心與樁點(diǎn)應(yīng)盡量重合，偏差不得大于樁距的5%，嚴(yán)禁漏樁，垂直度偏差<3度。

3）強(qiáng)夯技術(shù)

施工前，應(yīng)對(duì)振動(dòng)、噪聲和揚(yáng)塵對(duì)周?chē)h(huán)境等造成的影響及風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，采取有效的防護(hù)措施。強(qiáng)夯過(guò)程中采用臺(tái)階法進(jìn)行強(qiáng)夯施工，完成后對(duì)臺(tái)階部位進(jìn)行補(bǔ)夯處理；強(qiáng)夯施工過(guò)程中安排專(zhuān)人進(jìn)行盯控，做好夯沉量、隆起量、夯擊擊數(shù)、夯擊順序記錄。應(yīng)采取措施，做好施工期排水。

（2）其他基礎(chǔ)處理措施

當(dāng)填方區(qū)域地基情況滿足設(shè)計(jì)要求，但原始地面自然橫坡陡于1：6時(shí)，應(yīng)在斜坡上分級(jí)挖成寬度不小于2.0m，并向內(nèi)傾斜2～4%的臺(tái)階，若為土質(zhì)邊坡，則用夯實(shí)機(jī)具加以夯實(shí)后方可進(jìn)行分層碾壓填土。

2.2 堆填山體排水措施

（1）堆填山體內(nèi)部排水措施

堆填山體內(nèi)部排水采用排水盲溝技術(shù)，盲溝采取縱、橫向布置，盲溝四周鋪裹兩層滲水無(wú)紡?fù)凉げ甲鳛榉礊V層，無(wú)紡?fù)凉げ家?guī)格選用不小于300g/㎡；所有縱向、橫向滲水無(wú)紡?fù)凉げ即罱用娲罱娱L(zhǎng)度≥30cm，盲溝材料為塊石、卵（碎）礫石，粒徑3cm～10cm，強(qiáng)度≥30MPa，且不得有風(fēng)化、軟化現(xiàn)象。

（2）堆填山體外部排水措施

經(jīng)調(diào)查及研究，山體堆填完成后的3年～5年內(nèi)存在自然沉降，而常規(guī)的硬質(zhì)材料排水溝隨山體沉降后會(huì)出現(xiàn)不同程度的拉裂現(xiàn)象，因此，選用柔性材料兩布一膜加鍍高爾凡覆高耐磨有機(jī)涂層雷諾護(hù)墊技術(shù)成為此類(lèi)工程山體外部排水的首選方案。根據(jù)城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)特點(diǎn)，山體堆填完成后，山體外部將布置有坡腳排水明渠、截洪溝、消能區(qū)、馬道排水溝，以及在坡體設(shè)置急流槽等排水系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際流速參考流速表選擇襯砌方案，擬采用17～30cm雷諾護(hù)墊防護(hù)，下部鋪設(shè)兩布一膜土工布反濾、防滲；坡腳排水明渠、截洪溝、消能區(qū)、馬道排水溝以及在坡體設(shè)置急流槽等斷面尺寸根據(jù)計(jì)算后的匯水量確定。

2.3 棄土消納堆填措施

采用城市建筑棄土進(jìn)行破損山體生態(tài)修復(fù)前，首先按照土方消納需求及景觀營(yíng)造要求，結(jié)合山體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，確定山形、山勢(shì)，山體防護(hù)及堆山方案。

（1）施工前場(chǎng)地處理

場(chǎng)地堆填前除進(jìn)行基礎(chǔ)處理外還應(yīng)進(jìn)行原始面排水、清除浮淤、清除表層耕植土等工作，清表厚度0.5m，清除的淤泥及淤泥質(zhì)粘土可用于綠化種植花木，但不可作為回填土使用；填方地段現(xiàn)狀地面應(yīng)經(jīng)檢壓至無(wú)回彈、無(wú)明顯沉陷后方可填土。

（2）填料及壓實(shí)要求

壓實(shí)填土的填料選用粉質(zhì)粘土、灰土、級(jí)配較好的砂土或碎石土，以及質(zhì)地堅(jiān)硬、性能穩(wěn)定、無(wú)腐蝕和無(wú)放射性危害的工業(yè)廢料等?；靥钔敛坏檬褂媚嗵?、淤泥、凍土、膨脹土、污染土、有機(jī)質(zhì)土含量大于5%的土料及工業(yè)污染土。

場(chǎng)地范圍內(nèi)壓實(shí)度要求按重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，由于采用雜填土進(jìn)行回填壓實(shí)，壓實(shí)度每層回填壓實(shí)度不低于85%。碾壓法和震動(dòng)壓實(shí)法施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械的壓實(shí)性能，地基土性質(zhì)、密實(shí)度、壓實(shí)系數(shù)和含水量等，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定碾壓分層厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓范圍等施工參數(shù)。

（3）填土碾壓技術(shù)

填土應(yīng)按確定的山形、山勢(shì)，分層填筑、碾壓，每層虛鋪厚度根據(jù)不同壓實(shí)機(jī)具確定最佳厚度，經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到壓實(shí)度要求，其外觀無(wú)回彈、起皮后，方可進(jìn)行下一層填土。雨季施工時(shí)填土應(yīng)隨鋪隨壓，若土壤含水量過(guò)大，有翻漿回彈現(xiàn)象，應(yīng)開(kāi)挖晾曬，處理后重新碾壓，對(duì)地面坡度陡于1：5的地段，應(yīng)開(kāi)挖梯坎后進(jìn)行填土。

采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，土方填筑松鋪土厚度不大于50cm，填方高程誤差為+5.5cm，確保坡項(xiàng)以下10m及邊坡坡面往內(nèi)約10m厚度范圍應(yīng)保證回填土料為透水性較小的粉質(zhì)黏土，防止坡頂及坡面滲水。碾壓遍數(shù)應(yīng)為：靜壓一遍、弱振一遍、強(qiáng)振二遍、弱振一遍（往返為一遍）；面層要求光面再加靜壓慢走一次，共計(jì)6遍（靜2動(dòng)4）。壓路機(jī)的最大碾壓行使速度不宜超過(guò)4km/h。分段分區(qū)施工時(shí)，各段土層之間應(yīng)設(shè)立標(biāo)志，縱向搭接寬度不小于0.5m，橫向搭接長(zhǎng)度不小于0.5m，防止漏壓、欠壓和過(guò)壓，同時(shí)分段碾壓時(shí)接茬處應(yīng)做成不陡于1：5的斜坡，上下層分段位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)不小于3.0m，碾壓時(shí)碾跡應(yīng)重疊1.0m。對(duì)每層填土料的規(guī)定含水量進(jìn)行取樣檢查外，施工土方含水量與設(shè)計(jì)最優(yōu)含水量偏差在±2%范圍內(nèi)，填土應(yīng)嚴(yán)格控制含水量，施工前應(yīng)檢驗(yàn)，當(dāng)土的含水量大于最優(yōu)含水量范圍時(shí)，應(yīng)采用翻松、晾曬、風(fēng)干法降低含水量，或采用換土回填、均勻摻入干土或其他吸水材料等措施來(lái)降低土的含水量。若由于含水量過(guò)大夯實(shí)時(shí)產(chǎn)生橡皮土，應(yīng)翻松晾干至最佳含水量時(shí)再填筑。如含水量偏低，可采用預(yù)先灑水潤(rùn)濕。

（4）邊坡修整

為符合山形要求，在山坡的變化處做到坡度的流暢，每堆筑2m高度對(duì)山體坡面邊線按設(shè)計(jì)體型進(jìn)行一次修整，采用人工配合反鏟進(jìn)行作業(yè)，以符合山形要求。

整個(gè)山體回填完成后，再依據(jù)施工圖平面等高線尺寸形狀和豎向設(shè)計(jì)的要求自上而下對(duì)整個(gè)山體的山形變化點(diǎn)精細(xì)地修整一次，以人工作業(yè)為主、機(jī)械配合為輔。要做到山體地形不積水，山脊、山坡曲線順暢柔和，邊坡修整完成后對(duì)山體邊坡覆蓋高密度土工布進(jìn)行防護(hù)。

2.4 山體邊坡防護(hù)措施

城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)中堆填山體邊坡以自穩(wěn)定為主，但山體修復(fù)治理區(qū)堆填料高度較高，為防止局部堆填山體邊坡發(fā)生滑移變形、破壞，在山體內(nèi)部布置有阻滑鍵及在坡腳區(qū)域布置抗滑樁與加筋土工格柵土壩相結(jié)合等措施抗滑移。

（1）加筋土工格柵土壩技術(shù)

①按基礎(chǔ)處理要求清除基底地表覆蓋層及不良巖土，對(duì)基底進(jìn)行碾夯，陡坡處按設(shè)計(jì)要求在清除后的基巖上開(kāi)挖臺(tái)階（沿路線橫、縱方向均要求），開(kāi)挖后回填中硬質(zhì)巖；

②填區(qū)應(yīng)嚴(yán)格分層填筑，分層壓實(shí)，分層檢測(cè)，經(jīng)檢驗(yàn)合格方可進(jìn)行下一層土方回填。壓實(shí)度檢驗(yàn)，可采用環(huán)刀法、靜力觸探等方法；

③施工期間應(yīng)做好臨時(shí)排水，已填筑好的區(qū)域與天然坡面形成臨時(shí)排水溝。并設(shè)高填方觀測(cè)裝置，對(duì)填筑過(guò)程中沉降變形實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

（2）抗滑樁技術(shù)

①抗滑樁樁孔施工前應(yīng)詳細(xì)了解地質(zhì)、地下水文情況，樁孔開(kāi)挖中若發(fā)現(xiàn)風(fēng)化巖層與勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)文件有較大差異時(shí)，應(yīng)及時(shí)告知監(jiān)理單位，與建設(shè)單位、勘察設(shè)計(jì)單位共同協(xié)商研究處理。開(kāi)挖樁孔應(yīng)按由淺至深、由兩側(cè)向中間的順序施工，從兩端沿抗滑樁主軸線間隔1～2孔開(kāi)挖。樁身強(qiáng)度不低于75%時(shí)可開(kāi)挖鄰樁，一般為樁身混凝土灌注完畢1d后，方可進(jìn)行鄰樁開(kāi)挖；

②為確保開(kāi)挖施工安全和孔壁質(zhì)量要求，應(yīng)采用分節(jié)開(kāi)挖，每節(jié)高度宜為0.6～2.0m，挖一節(jié)立即支護(hù)一節(jié)。禁止在滑動(dòng)面或土石層變化處分節(jié)；護(hù)壁后的樁孔應(yīng)保持垂直、光滑，必須保證護(hù)壁不侵入樁截面凈空以?xún)?nèi)。樁孔開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)校準(zhǔn)其垂直度和凈空尺寸。必須嚴(yán)格控制成孔質(zhì)量，孔位偏差不大于10cm，孔徑不小于設(shè)計(jì)樁徑，傾斜度不大于0.5%，孔深不小于設(shè)計(jì)孔深；確定終孔后，應(yīng)立即對(duì)樁孔底進(jìn)行清理，做10cm厚砂漿墊層，以防止縱向鋼筋直接置入樁孔殘存渣石中無(wú)保護(hù)層而銹蝕；

③開(kāi)挖應(yīng)在上一節(jié)護(hù)壁混凝土終凝后進(jìn)行，護(hù)壁混凝土模板的支撐應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到能保持護(hù)壁結(jié)構(gòu)不變形后方可拆除，一般為灌注24h以后。每開(kāi)挖一節(jié)，做好該節(jié)護(hù)壁，護(hù)壁各節(jié)縱向鋼筋應(yīng)焊接連接，禁止簡(jiǎn)單綁扎；

④樁孔開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)及時(shí)排除孔內(nèi)積水。當(dāng)滑體富水性較差時(shí)，可采用坑內(nèi)直接排水；當(dāng)滑體富水性較好、水量較大時(shí)，宜采用樁孔外管泵降排水；

⑤縱向鋼筋接頭采用對(duì)頭焊接或套筒連接，采用對(duì)頭焊接連接時(shí)，焊縫長(zhǎng)度應(yīng)≥10d，（d為縱筋直徑）。每一截面焊接根數(shù)不超過(guò)50%，接頭間距應(yīng)≥35d，并不得小于500?？v向鋼筋與水平鋼筋（加勁筋及螺旋筋）采用焊接時(shí)，交接處應(yīng)焊牢。

2.5 堆填山體綠化

破損山體按設(shè)計(jì)山形填筑完成及陡坡坡面削坡完成后，要根據(jù)修復(fù)山體地區(qū)的氣候特點(diǎn)，選擇處于同一氣候帶的植物品種，主要的物種具有自我繁殖能力，易與當(dāng)?shù)刂脖蝗诤希欣诒３珠L(zhǎng)久并產(chǎn)生近自然修復(fù)效果，優(yōu)先選用鄉(xiāng)土植物、地帶性植物對(duì)植物群落的健康，加快生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)有著重要的意義；同時(shí)可以避免由于引進(jìn)物種而帶來(lái)的一系列問(wèn)題甚至是產(chǎn)生物種大量入侵的災(zāi)難，坡面綠化按陡坡面綠化和緩坡面綠化布置。

選擇根系發(fā)達(dá)的植被不但能夠很好地固持土壤，保護(hù)邊坡貧瘠的生長(zhǎng)基質(zhì)，還可以吸收巖石裂隙內(nèi)深層水分，有較強(qiáng)的生命力。建筑棄土填筑山體邊坡植被生境惡劣，植物生長(zhǎng)、發(fā)育非常困難，坡面保水能力差，所以應(yīng)該堅(jiān)持以喬灌優(yōu)先，以喬灌木為主，喬灌木的根系發(fā)達(dá)，可以穿透建植層深入巖石裂隙中，形成建植層和巖層根系交織的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，吸收深層水分，這有利于坡面的淺層防護(hù)作用。

結(jié)語(yǔ)：

工程實(shí)踐證明，城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用在破損山體修復(fù)整治中具有廣闊的應(yīng)用前景，因?yàn)槌鞘衅茡p山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)充分考慮利用城市建筑棄土進(jìn)行破損山體生態(tài)修復(fù)，改善了生態(tài)環(huán)境和提升了城市整體形象；對(duì)服務(wù)國(guó)家中心城市建設(shè)，打造生態(tài)宜居城市，提高市民文明幸福指數(shù)都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義；綜合平衡渣土資源及破損山體生態(tài)修復(fù)需求，體現(xiàn)了技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性，在城市破損山體生態(tài)修復(fù)工程中，城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)是一項(xiàng)首選方案，通過(guò)對(duì)城市破損山體修復(fù)型棄土場(chǎng)技術(shù)的研究，為以后類(lèi)似工程設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

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