浅谈某大型园区项目土石方及高边坡工程处理

2015-08-26 115 0

 
 
  前言
 
  某市大型园区项目,该项目占地面积约500亩,包含田地和山地,先期建设建筑面积25万m2,主要为5~6层的多层框架结构。场地北面和东面为山体,地面高程从北至南为16m至8m缓降的微坡地地形。场地南面为一河流,需设置防洪堤坝。
 
  1规划思路
 
  根据总平规划,建筑物有1/3分布于原山体位置,需对该区域山体进行爆破和开挖。根据地质勘探情况,山体地质条件复杂,不同立面上地质变化较大,考虑对周边的影响及尽可能保持山体开挖后的完整性,采用爆破、控爆、挖掘机相结合的形式。防洪堤设计根据20年一遇洪水水面线设计后,防洪堤面标高在15m。
 
  综上所述,整个规划会导致如下几个问题:(1)山体开挖区域将产生近一百万方的土石方量,需要外运,将产生一笔庞大的土石方外运问题。(2)整个场区在东北部是山地,南部是防洪堤的情况下,会处在一个洼地,下大雨时山体泄水量较大,虽然可设置抽水装置,但会有积水的风险。(3)园区处于洼地会影响总体美观。
 
  根据地质勘探数据,开挖山体除部分微风化和中风化花岗岩外,其余多为碎石粉质粘土、岩残积粘性土、砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩。根据方案比较和经济测算,将开挖出的微风化和中风化花岗岩外运,其余部分用于将场区下半部分场地回填至防洪堤标高,使整个场区位于防洪堤面标高以上,结合山景形成一个微坡地景观建筑群。
 
  2回填地基加固
 
  场地回填高度达到3~6m,最大的问题就是需考虑后期的地面沉降,为了防止建筑物一层地面沉降,建筑物一层地板采用钢筋混凝土楼板结构。水电管接头在建筑物伸缩缝、沉降缝和交接处等位置采用伸缩接头处理,防止水电管线的沉降。室内部分考虑完之后,室外和道路部分采用强夯加固方式处理。室外总平工程施工时,在管沟底部采用混凝土加钢筋网的形式加固处理。下面重点对强夯加固法的施工工艺和注意事项进行论述。
 
  强夯加固法是通过重锤高举下落所产生的瞬时冲击能量对加固土体的冲击震动,使得加固土体形成超压密土体,从而提高其地基承载能力,并消除部分沉降,减少差异沉降。该种加固方法比较适合于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、素填土和杂填土等地基,强夯加固有效深度根据其强夯能量大小,一般可达5~8m。
 
  强夯加固法主要有如下施工工序:施工准备工作→场地回填、平整→测量定位放线→第一遍点夯施工→场地回填、推平→第二遍点夯施工→场地回填、推平→第三遍满夯施工→资料整理→竣工验收。强夯施工采用25吨的夯锤,锤底直径2.5m,圆形带气孔的夯锤。
 
  本工程强夯地基处理分二层完成,每一层的施工分三遍强夯,第一、二遍为点夯,单击夯击能量均为2500KN.M,每点夯击4击,夯点间距3m×3m(梅花形)。第一遍点夯结束后,用回填料对夯坑进行回填、整平后,即进行第二遍点夯;第二遍点夯结束后,用回填料对夯坑进行回填、整平后,即进行第三遍满夯;第三遍满夯夯击能量为1000KN.M,每点夯击2遍,夯锤搭接宽度不小于1/3锤径。
 
  经过上述加固方案处理后,在使用过程中均未有沉降情况发生。
 
  3高边坡处理
 
  山体开挖后在园区东侧形成高40~70m不等的边坡,边坡坡顶为山坡地,坡顶设计标高为43.0~83.0m,边坡坡脚为拟建园区道路,坡脚设计标高为16.00~17.00m,边坡总长约为600m。边坡开挖影响范围内土层为含碎石粉质粘土、岩残积粘性土、砂土状强风化花岗岩、碎块状强风化花岗岩、中风化花岗岩。地质条件较为复杂,考虑边坡安全稳定性的前提下,还需结合园区景观考虑高边坡处理后的美观性,同时需考虑整个工程造价的合理性和经济性。
 
  本边坡工程安全等级为一级,边坡重要性系数为1.1,设计使用年限为50年,抗震设防烈度为6度。综合场地工程地质条件、场地现状及周边环境,边坡在不同位置采用锚杆+框架地梁、自然放坡等不同支护形式,以确保坡顶(脚)建(构)筑物的安全及正常使用。
 
  3.1边坡支护结构
 
  边坡长度约600m,高度约40~70m,坡顶为山坡地,坡脚为园区道路,采用锚杆+框架地梁或自然放坡,坡率0.6~1.0。采用自然放坡的坡面:(1)当岩土层主要为中风化花岗岩时,采用主动防护网挂网防护;(2)当岩土层主要为碎块状强风化花岗岩时,采用镀锌网防护;(3)当岩土层主要为砂土状强风化花岗岩、粉质粘土,残积土时,采用三维网防护。
 
  现对主动防护网、三维网和镀锌网的施工工艺和注意事项做些论述:
 
  3.1.1主动防护网
 
  主动防护系统是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌,本项目采用高强度钢丝格栅。
 
  施工前重点应清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整。按设计深度钻凿锚杆孔并清孔,锚杆孔与水平面夹角呈15夹角,孔深应大于设计锚杆长度5cm~10cm,孔径不小于38mm;当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时,可以采用断面尺寸不小于0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段。注浆并插入锚杆,采用标号不低于M20的水泥砂浆,宜用灰砂比1:1~1.2、水灰比0.45~0.50的水泥砂浆或水灰比0.45~0.50的纯水泥浆,水泥宜用42.5普通硅酸盐水泥,优先选用粒径不大于3mm的中细砂,确保浆液饱满,在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。从上向下铺挂SteelgridMO钢绳复合网面,相邻网面间采用绞合钢丝按单、双圈交替交合的方式连接,将网片的边端钢丝绳两端与锚杆联结,顶部网片折叠长度为0.3~0.5m,上下网片连接时钢丝绳处每端采用2个绳卡连接固定,钢丝网面处采用直径2.0绞合钢丝按单、双圈交替交合,顶、底部横向布置一根钢丝绳,并且与网片连接。
 
  3.1.2三维防护网
 
  三维防护网适用于稳定的土质边坡,当任意一阶边坡为土质且坡率大于1:1时,边坡采用三维网加播草籽防护,若最后一阶边坡高度小于5m时,仅采用播植草籽防护。
 
  三维防护网的施工工艺为:坡表处理→挂网→固定→回填土→喷播→揭膜。(1)坡表处理:坡面应倾斜一致、平整且稳定,将坡面不稳定的石块或杂物清除。(2)挂网:三维网在坡顶延伸0.8~1.0m固定后,埋入截水沟或土中至少0.50m,然后自上而下平铺至坡底相邻网与网间搭接宽度至少20cm,网紧贴坡面,无褶折和悬空现象。(3)固定:8mm钢筋做成U型钉进行固定,坡面固定间距100cm,坡顶间距50cm,固定时,钉与网紧贴坡面。(4)回填土:选用路基清表的耕植土或粘性土填入三维网内,填土平均厚度7cm,填土后坡面应平整,无网包外露、悬空和空包现象。(5)喷播草籽:在填好土的坡面上喷播符合要求的草籽,喷播后,用30g~40g/m的无纺布覆盖好。(6)揭膜:喷播后应加强管理,适时适度喷水。当幼苗植株长到5~6cm或2~3片叶时,揭去无纺布。
 
  3.1.3镀锌防护网
 
  镀锌防护网适用于岩体破碎或强风化的岩质或半岩质边坡。镀锌铁丝网采用机编2.8mm镀锌铁丝网,也可现场编制(网周采用挂网锚杆固定,间距200cm),砂料袋采用土工布缝制,内径5.0cm,内装中细砂及锯土屑或草木渣。
 
  镀锌防护网施工工序为:整平坡面,清除危石浮土→打入挂网锚杆→挂止水砂料袋→挂镀锌铁丝网→喷土或培土→喷播草籽。具体施工时可据现场地质条件调整喷土程序。应注意边坡开挖到设计要求的边坡后(超挖允许误差15cm以内),应清除坡面各处浮石或孤石,突出坡面大于10cm的岩石应予以消平,以求坡面平整、并清除坡面草皮树根。在喷射第一层土前,应用水或高压风将坡面上的粉尘杂物冲洗干净。
 
  3.2边坡排泄水系统
 
  3.2.1边坡坡趾及平台设置一道排水沟,排水沟采用钢筋砼结构,沟内排水坡度为0.5%,坡脚排水沟结合整个园区排水系统,设置一个两米宽的大型排水沟以解决园区的主要排水问题。
 
  3.2.2场地内坡顶采用截水沟,边坡坡顶应设置截洪沟,坡顶应结合现状设置排水系统,以防止地表水直接渗入坡体或沿坡面渗流。
 
  3.2.3沿边坡走向约50~60m设置一道急流槽,并在坡脚设置消能池。
 
  3.2.4边坡坡体内设置直径80软式透水管进行深层排水,上斜10%,长度以进入潜在滑裂面2m为准。
 
  3.3坡面绿化系统
 
  (1)对于框架地梁坡面,喷播种植草籽,定期浇水维护使之形成绿化坡面。(2)沿各坡段的坡脚及平台种植爬山虎等进行坡面绿化处理。(3)对于自然放坡坡面,结合采用三维网、镀锌网或主动防护网进行绿化。值得一提的是,在草籽喷播中混杂花种,在生成养护后形成了一大片花海,为园区增添了一道美丽的风景线。
 
  4结语
 
  通过这个项目的案例,可以窥一斑见全豹,做为工程项目管理者,我们必须在满足使用功能的前提下,从规划设计、成本控制、施工管理、材料选取等各方面通盘考虑项目的安全性、美观性和经济性。希望以此文抛砖引玉,通过大家的工程实例,多进行工程项目管理上的阐述和探讨。
 
  参考文献:
 
  [1]赵华新,凌敏.强夯法研究现状分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2009(10)
 
  [2]陈祖煜.土质边坡稳定分析原理·方法·程序[M].北京:中国水利水电出版社,2003
 
  [3]张有天,周维垣.岩石高边坡的变形与稳定[M].北京:中国水利水电出版社,1999

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