高填方巖土工程設計策略

胡兆江，鄒 愈，曹啟增

（1.信息產業部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710054；2.陜西科技控股集團有限責任公司，陜西 西安 710077）

1 高填方巖土工程設計需要注意的問題

1.1 控制成本

在高填方的巖土工程項目施工作業中，尤其缺少整體化的規劃監控，就會造成一些公司太過于追求經濟效益，一味地去降低工程成本，導致巖土工程施工質量達不到建筑設計的要求。因而，在高填方工程設計工作時，要保證工程項目質量達標，要求工程人員加強對工程的成本管控，減少不必要的資金支出，來提升高填方項目施工的經濟效益。

1.2 計算土方平衡

為了進一步提高巖土工程設計質量，要高度關注土方項目施工中作業的平衡，確定好土方挖掘的精準度，不斷修訂項目的設計方案，并在此環節之上，還要多加注意多個要點問題。很多高填方土層表面有比較豐富的植被覆蓋，因而在計算土方時，還需要對現有的植被加強鏟除的處理，不同植物產出的厚度也不盡相同，喬木類的植物厚度鏟除量約為2 m，而灌木類的植被鏟除量在1 m左右，如圖1所示。如果軟土層有一些水體，那么還要及時將土層去除，確定土層松散系數。在土方內部松散系數也逐步加大，一般狀況下，土方內的松散系數為1.1～1.5。

圖1 高填方

在土方運輸到填筑的工區內，要做好填方的科學處理，還要對填方做好合理的壓實處理，保證其變得更加硬實，進一步控制軟土層內部土層松軟系數，將其數值確定在1.1范圍內。在地基開挖時，會形成大量土方量，因此在高填方巖土工程設計期間，不能夠忽略該土方量挖掘，做好提前測試工作，精準測算出土方量，避免延誤項目施工工期。

2 高填方巖土工程土方平衡設計

2.1 減少前土方和挖土方的作業

在高填方的巖土工程設計的前期，有關設計師還要對現場做好詳細的勘察，盡量選擇比地基工程高出0.5 m的圍巖，避免填方巖土工程地基帶來損傷破壞，還能夠方便后期方案的優化調整和設計。

2.2 重視排水措施的設計

在高填方的巖土工程項目施工期間，有些工程場地位于山區，這些地區、地形復雜而且伴有河流，水流流速偏高，這就給高填方巖土工程作業帶來更大的困難，設計師還要重視這些排水設施的設計。在填方位置之上，鋪設大量排水溝設備，放置過濾池、沉淀池，水流引入到附近河道中來，或者引流到市政排水管道中。

2.3 重視坡面的綠化防護

要加強對高填方巖土工程邊坡的保護，而且防護層，大多會使用種植植物的方式來鞏固土層，用植物根莖去加固土層，鞏固邊坡，還可以有效減少地表徑流，實現保護周邊護坡環境的目的。

3 高填方工程設計的策略方法分析

3.1 重視回填土含水量的把控

在有些高填方巖土工程作業中，填方土的含水量會低于最佳的含水率，如果單純地依靠灑水就很難保證為填土方達到設計的水準要求，而對于含水量比較高的混凝土，可通過晾曬方式來控制土方內部的含水，進一步降低內摩擦角或者提高擋土墻等穩定系數方式，來提高施工的質量。

3.2 使用強夯法來處理地基

一般狀況下，對高填方巖土工程地基都會使用強夯法來分層式地碾壓，使用強夯法進行工程操作，這種施工方法耗時相對較短，而且施工成本比較低，受到了工程企業的青睞。在實際應用中，還存在許多問題，在地基處理上，地基存在不均勻沉降的問題，尤其是地基的深入夯實效果會變弱。部分工程作業人員在施工時，需要挖掘施工區表層土壤，挖掘作業不影響到施工效率和工程資源的使用，針對這種狀況，需要使用強夯法加固，受到回填土粒徑不同影響，地基土就可能會受到雨水沖刷影響，產生了不均勻沉降。針對這種狀況，在回填土施工作業中，可以使用分層回填的方式。工程人員加強土石料分層的調控，并使每層回填土的厚度實際厚度不會超出2 m。

3.3 填土加固處理的質量控制

在巖土工程項目的填土加固作業中，土石方壓實度和選擇土石方石材類型不同，達到最佳化使用狀態。工程公司還要針對現有地基加固的工程效果，注重重點控制外部因素的影響，高邊坡的土壤含量偏低，很難達到工程建設的目標。在土方回填施工操作中，如果僅僅依靠灑水處理作業方式，很難提高土壤排水量，采用工程回填方式操作，施工范圍面比較廣。在高填方邊坡回填作業中，工程人員要以實際工程填土質量規范作為具體依據，對填筑土方還要進一步壓實加固，以使得整體施工作業質量達標。

3.4 擋土墻的選擇

巖土工程擋土墻的設計期間，擋土墻的操作方式較多，但是要特別關注，在高填方巖土工程設計中，有些擋土墻不能應用，其主要原因在于高填方巖土工程因壓力值偏大，采用斜式擋土墻的施工方式，擋土墻會向著地基主方向傾斜，這會造成土方夯實系數下降，影響到整體傾斜式擋墻的施工作業的安全。

3.5 地基處理

在高填方地基處理的作業中，強化處理方式運用的優勢較多，而且施工速度快，能夠顯著提高高層建筑工程施工效率，有效地縮短項目施工時間。工程工藝使用比較簡單，而且施工成本低，可增加更多經營效益。但是高填方的工程在地基夯實處理時，也有許多缺陷，在夯實地基時，還要使用強夯設備來使填筑的地基堅固度達標，采用填筑地基，使周邊地基土層密實度提升，提高土層密實度，有些地層承載力會顯著高于周邊土地承載力，及表面土體密實度比較好。但要進行外填處理，因而可能會造成項目施工效率偏低，高填方巖土工程在軟土環境中起伏較大，會出現土地移動問題，使用強夯的方式來處理地基，就會造成地基產生不均勻沉降，也不能夠確保地基結構體的穩定和項目施工質量達標。對于地基工程作業來講，夯實力度基本相同，填方石料厚度基本一致，進一步確定夯實的密度數值，避免再次出現地基下降的問題發生。

3.6 高填方建筑工程的準備工作

在高填方巖土工程作業中，施工作業人員要準備好充足工作，做好實地的勘察、工程方案的設計及工程設施設備準備。在一些施工案例中會發現，因為沒有做好前期準備工作，會造成整個工程項目施工進度被延遲。如果在項目結束之后遇到這些問題，有可能是因為工程方案設計不合理，設計師并沒有考慮到細致的問題，忽略了外界環境影響因素的問題，存在一些質量問題。因此，在項目工程施工作業期間，還要工程人員做好全方位施工準備工作，工程人員在現場進行地基勘察，制定完善的工程施工計劃，對該地區的工程條件要做好充分的調查，科學安排工期和施工的作業計劃。

3.7 做好高填方巖土工程的排水措施處理

高填方巖土工程項目施工為山區地區，該地區地勢相對陡峭，而且地面起伏較大，減少這些地區給項目施工作業帶來的負面影響，會使用高填方施工方式，使得地基受力更加均衡。在填土排水作業中，面臨突出難題就是由于山地匯水面積大，水流相對湍急，在土方填充區域，并沒有設置臨時排洪設備，科學處理臨時邊坡坡底積水。施工人員還要設置排水溝，填封溝槽，高填方邊坡土層比較松軟，容易被忽略，而且高填方巖土工程排水作業難度大，而且地區土層相對松軟，缺少植被就會造成土層松散凸面土層流失較多，做好及時土層排水設施控制。在高填方過程中，還要重點關注土層完整性，設置永久性急排洪設施。通常來講，在巖土工程項目建設中，還要設計臨時性排水節點，進一步提高排水量，對于邊坡坡底或者坡頂位置，科學鋪設排水溝。由于高填方邊坡表面的土層結構相對來講比較松散，容易發生邊坡下滑的問題，這就要求采用有效措施，避免雨水從上部向下流動，給邊坡坡面帶來巨大沖刷力度。當填方坡面的土層背部破壞后，就會出現土壤流失，因而就要放置沉淀過濾設施設備，避免水土流失，否則造成泥土流入到河道內，或者進入到城市排水管網中，給居民帶來生活的不便。

3.8 保護坡面的綠化

工程人員保護坡面，采用種植綠色樹木綠化防護措施，并鋪設鋼絲網，噴射土漿液來施工，這種加工方式填土結構比較松散，如果雨量大，那么就陷入了坡頂上，也會出現土層顆粒物被沖刷。長時間下，就會造成砂漿液表面脫空，在高層邊坡，可在邊坡表面草皮種植，或鋪上其他類型植物。

3.9 采用分層夯實方法來加固

高填方巖土項目施工作業的夯實作業是一類技術工作，而且是重要工程作業，但是施工作業難度比較大，如果未能夠做到嚴密夯實，就會給周邊施工作業帶來負面影響。在施工工作中，很難使得土層含水密度達到設計標準，而在地下有很多泥漿液，因而在夯實地基前期，還要求工程人員對施工場地做好全方位的勘查。如果發現地下存在較多泥漿液，就可以采用放置填充物的方式，來將地下泥漿液擠出來。當泥漿問題處理完成之后，還要在地上去填土，使用分層填土方式，讓填充土壤都能夠得到密實。在填充土層作業中，工程人員預留一段時間，讓土層自然沉降，使土壤之間縫隙減小，土壤密切接觸，才能夠加固地層。施工人員對施工現場土層全方位勘查，了解開挖區內土層，不同深度中土壤的密實度不同。將這些土層劃分若干層次，針對不同的土層，使用不同夯實方法，以此來加固土體。另外，工程人員還要結合項目施工方案要求和自己施工經驗，選擇恰當的夯實方法和設備，盡量使土體的密實度達到設計方案的標準，增強土層硬度，才能夠保證整個地基穩健安全。

4 實例分析

通過以某學校的填方巖土工程作為實例，該學校的工程區域都是呈現著從高到低走勢，同時在學校周邊有東部地帶，造成建筑物的東面形成了高邊坡。根據當前施工的技術方案需要，將標高超出88 m之上的土層挖出來，將土層回填到凹凸地帶，其余均可以運輸到施工場地之外。為了進一步優化工程方案，要對現場進行全方位的勘察，做好挖方平衡計算，測算出開挖標高值為80 m，使用這種土方填挖方式，減少開挖厚度，也進一步優化填土工程施工方案，提高施工場地內部土層承載力度，也使整個建筑物平面高度下降，降低建筑物周邊邊坡，進一步簡化項目支護方案，提高整個建筑工程安全水平。

5 結束語

在高填方巖土工程項目設計環節中，有關工程單位還要深度分析研究項目方案，開展施工現場調查，優化設計方案，優化設計工程圖紙，顯著降低項目施工成本，保證整體施工安全。高填方工程問題是當前建筑項目中相對繁瑣的問題，在項目建設初期，沒有重點考慮高填方工程的問題，那么對于后期項目建設也會帶來負面影響，甚至會影響到整個建設項目施工，地基沒有打好，而出現失敗風險。工程公司前期投入巨大人力物力耗損，會給公司帶來巨大經濟損失。因此高填方作業中，就處理好地基問題，是當前施工項目中重點內容。公司結合地質勘查結果來確定地基夯實方案，及測算出土方填筑量和夯實強度，根據最終建筑項目施工基本要求，壓實土層，提高土層密實度，減少土層顆粒物，使得土層密實度水平得以提升，避免出現地基沉降問題發生。工程公司還要結合當前土層夯實方案要求，來選擇合適的設備，提高整體巖土工程施工質量。