高填方區(qū)園林地面鋪裝基礎(chǔ)回填施工技術(shù)

焦艷彬，凡 偉

(中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司,貴州 貴陽 550081)

0 引言

隨著城市環(huán)境、城市形象的不斷提升,園林景觀成為人民休閑娛樂生活的重要組成部分[1],地面硬質(zhì)鋪裝是園林景觀工程的重點項目之一,其廣泛應(yīng)用于公園園區(qū)、居民小區(qū)、城市綠道等。鋪裝區(qū)基礎(chǔ)回填工作是保證基礎(chǔ)牢固性的一個極為重要的環(huán)節(jié),目前多個園區(qū)存在高填方區(qū)鋪裝問題,回填材料存在不均勻性,回填效果不佳將造成回填區(qū)地面鋪裝的不均勻沉降[2],造成較大的安全隱患。因此,采取妥善有效的基礎(chǔ)回填施工技術(shù)對于高填方區(qū)園林地面鋪裝顯得尤為重要。

1 工程概況

1.1 公園概況

織金FH公園位于貴州省織金縣城南側(cè)織金河上游,距離織金縣城約5.5 km。FH公園南起起鳳坡,北至上大寨水保碑附近,最大長度約為2 200 m,最大寬度約為1 090 m,總占地面積約為122.99 hm2(見表1)。設(shè)計整體構(gòu)建了“一帶、四區(qū)”的環(huán)境空間。一帶:濱水景觀帶,景觀帶位于公園東側(cè),設(shè)計依托現(xiàn)有織金河改造,通過生態(tài)水草區(qū)、生態(tài)護坡將河流打造成一條連續(xù)的生態(tài)廊道,主要承載“親水、戲水、游水”的生態(tài)休閑與文化展示功能。四區(qū)為游覽服務(wù)區(qū)、生態(tài)運動休閑區(qū)、生態(tài)環(huán)保示范休閑區(qū)及山地游憩區(qū)。

表1 公園面積特性表

公園區(qū)涉及河道、人工湖體、鋪裝區(qū)及附屬建筑物的開挖與回填,開挖總量約88.26萬m3,以土方為主;回填共計79.82萬m3,主要為鋪裝區(qū)、綠化區(qū)、園路等回填,其中公園鋪裝硬化場地較大,約23.21萬m2,高填方區(qū)較多,對回填質(zhì)量要求高,施工難度大。

1.2 水文、氣象

1)水文。流域處于貴州省暴雨高值區(qū)之一,年暴雨出現(xiàn)次數(shù)平均為4.1次,24 h降水大于100 mm的暴雨,平均兩年出現(xiàn)一次。多年平均最大一日降水量99.6 mm,超過100 mm的最大一日暴雨的就有23 a,占到42.6%,實測最大一日降水量196.4 mm。設(shè)計流域一般在5月份進入汛期,10月份結(jié)束,年最大一日降水量主要發(fā)生在6月和7月,占60%以上。

2)氣象。工程流域?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候,境內(nèi)氣候溫和,冬無嚴寒,夏無酷暑,降水豐富,無霜期長,水熱同步,多云寡照是該區(qū)域的氣候特點。多年平均氣溫14.1 ℃,最冷月(1月)平均氣溫4.3 ℃,最熱月(7月)平均氣溫22.5 ℃。年平均日照時數(shù)1 176.3 h,以夏季為多,冬季為少。年平均相對濕度82%,大風(fēng)日數(shù)12 d,冰雹日數(shù)18 d,雷暴日數(shù)57.8 d,年平均無霜期279 d。多年平均蒸發(fā)量(E20)1 200.6 mm。該流域多年平均降水量為1 374.2 mm,降水年際變化不大,但年內(nèi)分配不均,5月—10月降水量占全年總降水量的83.3%。

1.3 地質(zhì)條件

工程區(qū)內(nèi)高程一般1 300 m～2 000 m,相對高差一般為100 m～400 m,其間發(fā)育婁山關(guān)期、山盆期及烏江期等三級夷平面。區(qū)域多為山盆二期溶蝕盆地,廣泛分布第四系沖積與殘坡積物等。外圍多為巖溶中山,其間峰叢洼地遍布。縱貫縣城的織金河及支流化跨河,切割了山盆二期形成的織金盆地,切割深度為5 m～8 m,現(xiàn)河床或岸邊局部有基巖出露。工程區(qū)地下水以巖溶管道水為主,其次為基巖裂隙水,再次為第四系松散堆積層中的孔隙水。

2 工程特點及難點

園區(qū)硬質(zhì)鋪裝區(qū)區(qū)域大,占地面積約23.21萬m2,鋪裝基礎(chǔ)以回填方為主,回填土石方來源為原沼澤地開挖料、河道開挖料、園區(qū)開挖料、周邊洞渣料及少量外購石方等,園區(qū)開挖料以塊碎石夾黏土、粉質(zhì)黏土、黏土夾砂卵礫石為主,開挖料含水率偏高,保水性好,直接用于鋪裝基礎(chǔ)回填壓實度不易保證。鋪裝回填區(qū)為工程重要土石方消納區(qū),園區(qū)湖體及隧洞開挖區(qū)(少量)為主要料源供應(yīng)區(qū),工程工期緊張,如何將開挖料直接用于回填以降低中轉(zhuǎn)對于保證工期、降低投資至關(guān)重要。工程多數(shù)鋪裝區(qū)基礎(chǔ)為高填方,填方高度范圍0 m～19 m,項目施工期雨水豐富,導(dǎo)致回填料含水率偏高,分層回填壓實質(zhì)量很難達到規(guī)范要求,根據(jù)類似工程案例,基礎(chǔ)不密實鋪裝區(qū)會出現(xiàn)沉降斷裂問題。

3 回填施工方案的選擇與實施

由于項目工期緊張,施工期雨水豐富,對回填土料采取晾曬等工藝以達到最優(yōu)含水率目標很難實現(xiàn),需采取針對性措施。通過現(xiàn)場試驗,制定了分區(qū)分層分部位回填施工方案(見表2),具體為:1)針對淤泥、軟弱地層,原始地基采取拋石擠淤,中間層采用改良土、加塊石、加松木樁等分層壓實,與鋪裝層上部接觸層宜采用塊碎石或含水率滿足要求的土進行回填;2)針對一般土基,先進行清表,而后進行分層回填碎石土、改良土+土工格柵施工,上部接觸層宜采用塊碎石或土壓實;3)針對巖石基礎(chǔ),可分層回填原狀土、碎石土、改良土后壓實。

表2 不同地層基礎(chǔ)回填方案

3.1 總體要求

基礎(chǔ)回填施工時,不得危及周邊園區(qū)構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)及施工安全,且應(yīng)與相鄰設(shè)備設(shè)施保持一定的安全距離,對周邊有構(gòu)筑物的回填料應(yīng)采用輕型碾壓設(shè)備或人工夯實。施工過程中重點對回填土石料質(zhì)量及回填后的現(xiàn)場檢測成果進行重點檢查和控制,嚴格把控回填料與回填施工工藝過程,以確?；靥钯|(zhì)量。

回填料種類較多,施工前需針對不同性質(zhì)回填料進行分類并統(tǒng)籌規(guī)劃回填區(qū)域。含草皮、樹根、腐殖質(zhì)的土不得作為回填料,開挖料中淤泥、強膨脹土及易溶鹽超過允許含量的土,應(yīng)作為棄方處理;確需使用時必須采取技術(shù)措施進行改良處理。開挖細粒土若其液限大于50%、塑性指數(shù)大于26,一般情況下應(yīng)做棄方處理;需要使用時,必須采取摻加碎石、石灰等改性措施進行處理。鋪裝基礎(chǔ)層1.0 m范圍內(nèi)不宜采用粉質(zhì)土、黏土直接回填。

對于高填方區(qū),在回填完成后應(yīng)盡量預(yù)留3個～6個月沉降期后再進行鋪裝結(jié)構(gòu)層施工,以最大限度減小鋪裝層沉降。根據(jù)鋪裝傳力效應(yīng),為最大程度降低投資確保工程質(zhì)量,鋪裝回填區(qū)各項技術(shù)要求分為鋪裝結(jié)構(gòu)層1 m以下和1 m內(nèi)進行分別控制。

3.2 鋪裝基礎(chǔ)以下1.0 m范圍外回填施工

1)填方地基表層處理。天然地面在排水、清除地表耕植土后,可直接在天然地面上回填碾壓。將地基表層或已回填區(qū)域碾壓密實,在一般土質(zhì)地段,基底的壓實度(重型)應(yīng)不小于85%。在淤泥、軟土和素填土地基段,先采用拋石擠淤而后上部采用塊石鋪設(shè)碾壓處理,鋪設(shè)厚度可按30 cm～50 cm或結(jié)合現(xiàn)場實際條件進行確定。

2)填料要求。鋪裝區(qū)填料盡量選用砂卵礫石含量較多的土石渣進行回填?；靥钔亮虾蕬?yīng)控制在最優(yōu)含水率(質(zhì)量分數(shù),其應(yīng)通過試驗確定)±2%范圍內(nèi),當(dāng)無法滿足或無法達到壓實度要求時,應(yīng)進行改良,可采用加石灰、粉煤灰或碎石的方法,摻加量通過現(xiàn)場試驗確定。對于局部軟弱區(qū)域可采用附近區(qū)域內(nèi)加土工格柵的方式,改善區(qū)域地基剛度和受力條件。浸水側(cè)鋪裝區(qū)及擋墻墻背區(qū)應(yīng)選用滲水性良好的材料,如塊碎石等進行回填。

3)土質(zhì)回填區(qū)壓實度及填料最小強度。回填壓實采用重型擊實標準,填料最小強度根據(jù)不同深度進行選取,壓實度及填料最小強度要求見表3。

表3 鋪裝區(qū)回填壓實度要求

4)回填要求。碾壓機械宜選用自重18 t以上的重型振動碾壓設(shè)備。施工前應(yīng)對不同填筑料類型開展現(xiàn)場碾壓試驗,確定各不同回填料能達到設(shè)計壓實度的鋪料厚度、碾壓設(shè)備型號、行走速度、碾壓遍數(shù)、沉降差等參數(shù)。土石回填料應(yīng)分層填筑壓實,松鋪厚度控制在30 cm～50 cm內(nèi),振動碾強振。攤鋪回填料時應(yīng)使大粒徑石料均勻分布,避免大料、細料集中而導(dǎo)致孔隙率偏大無法碾壓密實;細料攤鋪時應(yīng)控制攤鋪厚度,確保碾壓質(zhì)量。土石混合料宜分層、分區(qū)進行填筑。填料由土石混合料變化為其他填料時,應(yīng)控制最后一層填料厚度和填料最大粒徑,壓實后厚度應(yīng)在30 cm以內(nèi)且填料最大粒徑宜小于15 cm,壓實后表層應(yīng)土石均勻。鋪填大塊料不應(yīng)集中[3],且不得填在分段接頭處。

對于淤泥段原始地基,應(yīng)先進行拋石擠淤處理,而后在此基礎(chǔ)上分層回填;對于含水率偏高回填土,回填時采取加塊石、松木等方法以提高密實度。松木應(yīng)按區(qū)域進行實施,松木直徑宜小于15 cm,施工時松木方向垂直于填筑面或平行于填筑面均可,當(dāng)垂直于填筑面時應(yīng)在土石回填壓實后進行松木作業(yè),利用夯實機械將松木壓入土體;當(dāng)松木平行于填筑面時,應(yīng)平行交錯布置,先鋪筑松木而后進行土石回填料攤鋪,攤鋪厚度宜控制在35 cm以內(nèi),而后采用振動碾壓設(shè)備進行夯實碾壓。

5)施工技術(shù)要求。填土區(qū)必須根據(jù)設(shè)計斷面分層填筑并壓實,其分層最大厚度必須與壓實機具功能相適應(yīng)。土石填筑從最底處由低到高進行,施工時應(yīng)盡量減少不同填筑土的層數(shù),用透水性較差的土填筑下層時,其工作面應(yīng)做成利于排水的2%～4%的橫坡。若高填方區(qū)分多個區(qū)域回填施工,各區(qū)交接處不在同一時間填筑時,則先填區(qū)域按1∶1放坡并預(yù)留填筑臺階;若兩個區(qū)域同時填筑,則分層面應(yīng)錯高程面進行交疊銜接,搭接長度不小于2 m。土質(zhì)變化較大的區(qū)域,須分層取土,避免各層料混雜,回填區(qū)域加入土工格柵以提高區(qū)域受力條件和層間結(jié)合效果;地下水位較高的區(qū)域,取土坑須設(shè)集水坑或集水井,隨時抽干集水坑或井中地下水[4],以降低土的含水量。

當(dāng)日降水量大于5 mm時應(yīng)停止土料回填施工,當(dāng)日降水量大于30 mm時,雨后復(fù)工前應(yīng)停工一日;雨后復(fù)工應(yīng)先排除表層積水,若表層未壓實含水率過大,可采用翻松、晾曬、清除或摻加石灰等方法處理后方可繼續(xù)回填。砂礫料或石料回填期間,當(dāng)日降水量小于30 mm時可照常施工,當(dāng)日降水量大于30 mm時應(yīng)雨日停工、雨后照常施工。

3.3 鋪裝基礎(chǔ)以下1.0 m范圍內(nèi)回填施工

高填方區(qū)離鋪裝基礎(chǔ)層1 m高范圍宜采用級配良好的塊石(或摻土)進行回填,回填高度約1 m,表層采用級配碎石整平,級配碎石層厚15 cm～30 cm。塊石最大粒徑應(yīng)小于200 mm,最小強度(CBR)應(yīng)不小于4%,填石孔隙率不大于22%。

塊石回填應(yīng)分層攤鋪碾壓,松鋪厚度30 cm～50 cm,采用重型機械壓實。塊石料在鋪料或碾壓過程中應(yīng)灑水,灑水量約為10%～15%(體積比)。

根據(jù)回填石料強度,分別采用不同的回填層厚和壓實控制標準。壓實質(zhì)量標準由孔隙率和施工參數(shù)(鋪筑層厚、碾壓機械、行走速度、碾壓遍數(shù)等)多指標綜合控制。填石區(qū)施工采用大功率推土機與重型碾壓機械施工,在施工前,通過鋪筑試驗區(qū)確定合適的回填層厚、壓實工藝以及質(zhì)量控制標準。當(dāng)采用孔隙率作為回填區(qū)壓實質(zhì)量的控制指標有困難時,其壓實質(zhì)量也可用壓實沉降差進行控制,壓實沉降差平均值不大于5 mm,標準差不大于3 mm。

4 結(jié)語

硬質(zhì)鋪裝是園林景觀中的一個重要組成部分,鋪樁區(qū)基礎(chǔ)回填質(zhì)量對于硬質(zhì)鋪樁質(zhì)量至關(guān)重要。本文通過采取分層分區(qū)控制技術(shù),結(jié)合地質(zhì)條件對高回填區(qū)進行平面和立面劃分,對料源按粒徑、質(zhì)量、含水率等進行劃分,根據(jù)鋪裝區(qū)對不同高程回填料提出了相應(yīng)的技術(shù)要求,實現(xiàn)了科學(xué)、精細化施工又節(jié)約成本的目的。實踐證明,采取的分層分區(qū)基礎(chǔ)回填方案符合現(xiàn)場管控和鋪裝質(zhì)量要求,較好地克服了高填方區(qū)中回填原材料含水率高不易密實且易發(fā)生不均勻沉降的問題;運行過程中,硬質(zhì)鋪裝平整性好,未出現(xiàn)沉降現(xiàn)象,鋪裝優(yōu)良率達到96%,較好地實現(xiàn)了園區(qū)施工過程中開挖料與回填料的土石方平衡,縮短了工期、降低了工程投資。