特高邊坡粗粒徑回料施工技術(shù)探討

方文兵

（廣州市市政集團有限公司，廣東 廣州 510030）

1 工程概況

由廣州市市政集團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)濟產(chǎn)業(yè)園）公用配套工程場地平整工程位于廣州市蘿崗區(qū)福山村，工程造價5.77億元，工程建設(shè)周期為270d。由于該項目地處山丘，地貌起伏較大，存在大量填挖方高邊坡。根據(jù)設(shè)計圖紙，挖方邊坡最大高度為48m，填方邊坡最大高度達60m，整個場平工程需挖方約343萬m3，填方約250萬m3。

場平設(shè)計的標高為170m，根據(jù)圖紙設(shè)計的要求，需確保回填材料內(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，對該施工區(qū)域展開施工作業(yè)，從而提升當前工程質(zhì)量。并且在該施工區(qū)域，現(xiàn)場工作人員布置土工格柵，并且使用麻袋壓頂形成臺階坡面。

2 工藝原理與創(chuàng)新應(yīng)用

在該工程施工中，設(shè)計人員使用了有限元強度動態(tài)拆減法，借助現(xiàn)場勘查人員的實際材料，在計算邊坡內(nèi)部受力的時候，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，存在以下三點創(chuàng)新應(yīng)用，能夠改善整體施工技術(shù)，用于提升當前塔高邊坡處理質(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60m的邊坡施工，從而提升了當前建筑施工的質(zhì)量，其自身穩(wěn)定性能夠達到實際需求[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)主以及試驗單位展開密切協(xié)作，從而制訂合理的施工工藝，結(jié)合當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行。現(xiàn)階段施工人員選擇合適的施工區(qū)域作為試驗段，按照粗粒徑回填施工技術(shù)的要求，確保回填的碎石摻和土料中最大的碎石直徑不得超過200mm。

3.2 測量放線

現(xiàn)場施工人員根據(jù)整體設(shè)計方案，對填筑層面展開有序施工，尤其是在交界處，需要現(xiàn)場施工人員合理設(shè)置標高指示樁，便于現(xiàn)場作業(yè)人員控制土層厚度，提高整體邊坡施工的穩(wěn)定性。施工人員在進行測量工作時，需要結(jié)合實際天氣條件，有序開展測量放線操作。測量放線過程中，需要施工人員設(shè)置不同高程坐標，為后續(xù)放線工作開展提供參考點。現(xiàn)場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。現(xiàn)場施工人員需要使用炮機，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期要求（見圖1）。

3.4 整平

在試驗區(qū)，現(xiàn)場施工人員需要做好地基處理工作，按照10m×10m的間距，布置不同的測量點，便于現(xiàn)場作業(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輸?shù)椒礁窬W(wǎng)位置之后，需要施工人員及時展開整平工作，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，施工人員使用推土機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。當準備工作完成之后，現(xiàn)場施工人員再次使用推土機開展精細平整工作，提高整體工作質(zhì)量。

3.5 碾壓

在該工程設(shè)計中，為了將土石混合料有效整平，需要現(xiàn)場作業(yè)人員使用振動壓路機進行碾壓，從而提升當前試驗區(qū)的碎石層的穩(wěn)定性。壓路機操作人員需要先使用靜壓技術(shù)，然后使用弱振，最后使用強振，從而將碎石土層有效填平[2]。

當前技術(shù)人員在進行碾壓操作時，需要現(xiàn)場測量人員對該施工的相對沉降量進行記錄，并且觀測整體沉降量的穩(wěn)定性，確保整體施工操作達到預期要求（見圖2）。現(xiàn)場測量人員統(tǒng)計試驗區(qū)不同區(qū)域的碾壓沉降量，并取平均值以計算整體試驗區(qū)的松鋪系數(shù)。

4 試驗結(jié)果分析

圖1 挖方過程大石塊破碎

圖2 試驗區(qū)沉降量觀測

應(yīng)用特高邊坡粗粒徑回填施工技術(shù)時，使用的碎石回填料大多來源于現(xiàn)場施工環(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，自身力學性能變化較大，并且隨著時間的推移，整體性質(zhì)會發(fā)生改變，為此在實際施工中，為了驗證該施工技術(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來確定整體施工技術(shù)的強度。

4.1 壓板荷載試驗

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，并且每一層壓實厚度不得超過500mm，平面布置，從而有效測量壓板荷載（見圖3）。

圖3 壓板試驗平面布置圖

現(xiàn)階段技術(shù)人員在試驗區(qū)布置了三個測量點，在試驗開展之前，需要施工人員準備好試驗工具，放置壓板，搭建反力平臺，及時將相關(guān)讀數(shù)傳感器安裝到位，并測量特高邊坡施工的壓板荷載[3]。

4.2 大型直剪試驗

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

施工人員使用大型直剪試驗設(shè)備時，應(yīng)仔細分析材料，這有利于克服常規(guī)直剪儀剪切面單一的缺陷，從而提高整體試驗結(jié)果的準確性（見圖4）。試驗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度等相關(guān)參數(shù)。

4.3 試驗結(jié)果分析

試驗人員根據(jù)實際壓板荷載的級配曲線（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)人員反算該試驗結(jié)果，可以得出碎石與土之間比例為7∶3時，材料為中風化或微風化時，其抗剪強度c=25kPa，φ=35°。

圖4 大型直剪試驗設(shè)備

圖5 級配曲線

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

表1 大型直剪試驗參數(shù)強度結(jié)果

通過該試驗結(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，隨著碎石風化程度的降低，其強度會得到提升。

試驗人員通過對以上兩種試驗結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)當碎石∶土=7∶3且碎石種類為中風化或微風化時，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)，能夠提升當前建筑工程質(zhì)量，便于工程建設(shè)的有序開展。