山區頁巖氣開發高填方土體加固方法

王遂瀘,歐海湖,高興寶,余 勇,吳 建

(1.四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司，四川成都 610017；2.四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司成都分公司，四川成都610056)

1 傳統高填方土體工程處理方法

1.1 強夯法

強夯法是通過將重錘吊起一定高度后自由落下，利用其所產生的沖擊波對土體進行加固，從而使得土體的強度有所提高，壓縮性有所降低，均勻性得到進一步的改善。

強夯法在高填方地基處理工程項目中應用廣泛，具有經濟、快捷等優點，對于目前高填方工程填筑體主要由塊、碎石混合物構成的現狀，強夯具有很強的適用性。但強夯施工過程中會對周邊的環境產生振動和噪聲影響，因此強夯施工應盡量避開對振動和噪聲敏感的建、構筑物區域，并且強夯時可能會對邊坡造成破壞，因此強夯施工應與邊坡保持一定的安全距離。

1.2 碾壓法

碾壓法在各種工程項目中較為常見。它通過沖擊或振動對土體施加動能，再加上施工機械本身的重力作用，使所作用土體密實，孔隙比減小、均勻性增加、承載力提高以及壓縮性降低。高填方工程中常用的碾壓法主要包括振動碾壓和沖擊碾壓兩種。

對于高填方工程而言，碾壓法可單獨使用，也可以配合強夯法使用。單獨使用時，分層碾壓的厚度需要根據壓實機械的種類進行確定。碾壓法與強夯法配合使用時，通常用在強夯施工完成后的表層碾壓，或對一些強夯施工難以達到的區域進行碾壓。

1.3 擠密樁法

擠密樁法是指先采用一定的方式在需加固的地基中成孔，再將樁體材料填入并擠壓密實，從而成樁。擠密樁法具有擠密和置換等加固機理，適用于處理地下水位以上的多種土類，某些情況下在高填方地基處理中也有應用。

對于高填方地基而言，擠密樁有其適用條件。首先，高填方填筑體材料一般由散體材料組成，其中不乏有粒徑較大的飄石、塊石，在此類地基中進行施工時，擠密樁將面臨成樁困難的風險，可能由于大粒徑障礙物的存在，導致成樁深度達不到要求，從而影響處理效果；其次，擠密樁地基處理布樁較密，施工效率較低，對于大面積地基處理的情況，擠密樁的工期較長、造價較高。

1.4 CFG樁法

CFG樁又稱為水泥粉煤灰碎石樁，是由水泥、粉煤灰、碎石等材料復合而成的半剛性樁。CFG 樁適用于處理填土、粘性土、粉土、砂土等各種土類。CFG 樁比碾壓法、強夯法及擠密樁具有更深的處理深度，處理以后能達到更高的承載力和更小的變形。

針對于高填方地基而言，CFG 樁與擠密樁一樣同樣面臨遇到障礙物時成樁困難的風險，對于大面積而承載力要求不是很高的工程項目，同樣不具備較好的經濟性，施工時間也較長。

強夯、碾壓、擠密樁、CFG樁等方法都已在實際工程中得到了應用，取得了良好的工程效果，其中強夯法、碾壓法應用最為廣泛，我國已建成的大部分高填方工程均用到了此兩種比較經濟、高效的方法。

2 土工格柵及土工布加固方案

李鴻提出了土工格柵技術在高速公路路基施工中的應用[1]；宋海峰總結了土工格柵在高填方路基施工中的應用[2]；袁士才研究了加筋土工格柵在高填方樁板式擋土路基及較陡邊坡中的應用[3]；胡勒蘭總結了路基施工中壓實度控制的方法[4基于各位同仁的研究以及作者的現場經驗，結合實際工程提出以下針對高填方工程的加固施工方案。

2.1 邊坡設計

試驗現場采用常規10 m高填土，此填土設計成土工布與干砌片石護坡，采用清除塌陷物質源表層土后，回填干砌片石、漿砌片石封閉隔斷地表水與地下通道方式進行處理。

邊坡設計采用土工格柵加筋并包邊護坡土工格柵，寬3 m，層間距0.6 m，達到穩定邊坡的目的。土工格柵加筋護坡采用現場挖方土體填土，每層填土加鋪一層土工布，填土厚度由下往上逐漸增加，最底層填土厚度為30 cm。采用土工布包邊，邊坡坡率一般為1∶1，土工布加筋寬度為5 m。

2.2 格柵包邊護坡的施工技術

格柵包邊護坡施工流程見圖1。

圖1 格柵包邊護坡施工流程示意

(1)邊坡的超挖在邊坡開挖前，應先開挖截水溝，截水溝縱坡不小于0.5 %，并及時進行現澆水泥混凝土加固，水泥混凝土厚8 cm。邊坡開挖過程中，每50 cm應預留1個臺階，臺階寬度為0.75 m，以保證填挖交界部分能碾壓密實。

(2)邊坡超挖完畢后，先修整坡面臺階，然后用壓路機對超挖的地面進行壓實，壓實度要求達到85 %。按設計圖進行盲溝施工。盲溝施工完畢后，鋪設碎石透水層，用壓路機靜壓碎石層3遍，碎石透水層靜壓后厚度控制在20 cm。

(3)土工格柵按設計長度剪裁土工格柵并鋪第一層土工格柵。具體操作方法為：將土工格柵一端緊靠超挖邊坡臺階的內側，自內側向外側沿橫斷面方向攤鋪展開，用“U”形熱鍍鋅鋼釘將土工格柵尾部固定于土中。土工格柵包邊時須拉緊，預留的包邊長度沿修后的邊坡反包上來，在用“U”形熱鍍鋅鋼釘將它與上一層壓實好的土和上一層的土工格柵在外邊緣向內20 cm處固定。沿縱方向相鄰2塊土工格柵的搭接長度為30 cm并固定。

(4)土工格柵鋪設完成后在坡腳位置鋪設反濾土工布，土工布寬2.54 m，鋪設寬度為1 m，剩余部分應疊好，防止施工中刮破。待碎石墊層施工完成后，將折疊部分反濾土工布反折到碎石單層頂面，要求土工布與碎石墊層結合緊密，不得有空包和破損。然后使用填料將土工布壓好并及時進行上層施工。

2.3 回填施工方案

回填土時要求每一層回填土用同一種黏性土，回填土的松鋪厚度不大于30 cm，回填土含水量等于或小于最優含水量，壓實后的厚度不大于25 cm，其壓實度要求為大于等于85 %。對每層回填土回填壓實后都要進行抽檢，當連續壓實好2層或者達到規定的厚度后，進行土工格柵反包。

翻卷格柵：在第一層填土達到預定厚度并經碾壓到設計密實度后，將格柵翻卷回包2 m綁扎在上一層土工格柵上，并人工修整錨固，在翻卷外側培土1 m，保護格柵，防止人為破壞。

3 加固方案施工要點

3.1 邊坡施工注意事項

(1)坡面干砌片石護坡為保證工程質量及外觀整齊，施工時應按設計坡率及厚度準確掛線砌筑。

(2)干砌片石護坡基礎埋置深度除應符合設計要求外，當其外側有取土坑時還應采取必要的措施保護基腳；設有墊層的護坡，應按墊層設計厚度隨墊隨。

3.2 鋪設土工格柵注意事項

(1)施工前應將坍塌、剝落、沖刷等清除或回填夯實。與未防護坡面的銜接封閉處理，防止水從縫隙侵入；鋪設土工格柵時，施工保持連續性，土層表面應平整。

(2)嚴禁車輛、機械在已鋪設好并張緊定位的土工格柵表面上直接碾壓；施工時注意對土工格柵的保護；土工格柵有任何破損、老化、污染的不允許使用。

(3)沿試驗場地橫向必須按整幅設計寬度進行鋪設，縱向、橫向搭接處要密貼、牢固，不允許有翹曲現象。

3.3 回填土注意事項

(1)在鋪完格柵后，應及時進行填筑。填筑按“先兩邊，后中間”的原則對稱進行。填料不允許直接卸在土工格柵上。在土工格柵上鋪土壓實時，勿使筋材卷曲或位移。

(2)在任何時候，碾壓機械輪胎距土工格柵的上層厚度均不得小于0.15 m。土工格柵上、下側及距土工格柵層8 cm內的填料粒徑不得大于6 cm。