高填方区园林地面铺装基础回填施工技术

焦艳彬，凡 伟

(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081)

0 引言

随着城市环境、城市形象的不断提升,园林景观成为人民休闲娱乐生活的重要组成部分[1],地面硬质铺装是园林景观工程的重点项目之一,其广泛应用于公园园区、居民小区、城市绿道等。铺装区基础回填工作是保证基础牢固性的一个极为重要的环节,目前多个园区存在高填方区铺装问题,回填材料存在不均匀性,回填效果不佳将造成回填区地面铺装的不均匀沉降[2],造成较大的安全隐患。因此,采取妥善有效的基础回填施工技术对于高填方区园林地面铺装显得尤为重要。

1 工程概况

1.1 公园概况

织金FH公园位于贵州省织金县城南侧织金河上游,距离织金县城约5.5 km。FH公园南起起凤坡,北至上大寨水保碑附近,最大长度约为2 200 m,最大宽度约为1 090 m,总占地面积约为122.99 hm2(见表1)。设计整体构建了“一带、四区”的环境空间。一带:滨水景观带,景观带位于公园东侧,设计依托现有织金河改造,通过生态水草区、生态护坡将河流打造成一条连续的生态廊道,主要承载“亲水、戏水、游水”的生态休闲与文化展示功能。四区为游览服务区、生态运动休闲区、生态环保示范休闲区及山地游憩区。

表1 公园面积特性表

公园区涉及河道、人工湖体、铺装区及附属建筑物的开挖与回填,开挖总量约88.26万m3,以土方为主;回填共计79.82万m3,主要为铺装区、绿化区、园路等回填,其中公园铺装硬化场地较大,约23.21万m2,高填方区较多,对回填质量要求高,施工难度大。

1.2 水文、气象

1)水文。流域处于贵州省暴雨高值区之一,年暴雨出现次数平均为4.1次,24 h降水大于100 mm的暴雨,平均两年出现一次。多年平均最大一日降水量99.6 mm,超过100 mm的最大一日暴雨的就有23 a,占到42.6%,实测最大一日降水量196.4 mm。设计流域一般在5月份进入汛期,10月份结束,年最大一日降水量主要发生在6月和7月,占60%以上。

2)气象。工程流域属亚热带湿润季风气候,境内气候温和,冬无严寒,夏无酷暑,降水丰富,无霜期长,水热同步,多云寡照是该区域的气候特点。多年平均气温14.1 ℃,最冷月(1月)平均气温4.3 ℃,最热月(7月)平均气温22.5 ℃。年平均日照时数1 176.3 h,以夏季为多,冬季为少。年平均相对湿度82%,大风日数12 d,冰雹日数18 d,雷暴日数57.8 d,年平均无霜期279 d。多年平均蒸发量(E20)1 200.6 mm。该流域多年平均降水量为1 374.2 mm,降水年际变化不大,但年内分配不均,5月—10月降水量占全年总降水量的83.3%。

1.3 地质条件

工程区内高程一般1 300 m～2 000 m,相对高差一般为100 m～400 m,其间发育娄山关期、山盆期及乌江期等三级夷平面。区域多为山盆二期溶蚀盆地,广泛分布第四系冲积与残坡积物等。外围多为岩溶中山,其间峰丛洼地遍布。纵贯县城的织金河及支流化跨河,切割了山盆二期形成的织金盆地,切割深度为5 m～8 m,现河床或岸边局部有基岩出露。工程区地下水以岩溶管道水为主,其次为基岩裂隙水,再次为第四系松散堆积层中的孔隙水。

2 工程特点及难点

园区硬质铺装区区域大,占地面积约23.21万m2,铺装基础以回填方为主,回填土石方来源为原沼泽地开挖料、河道开挖料、园区开挖料、周边洞渣料及少量外购石方等,园区开挖料以块碎石夹黏土、粉质黏土、黏土夹砂卵砾石为主,开挖料含水率偏高,保水性好,直接用于铺装基础回填压实度不易保证。铺装回填区为工程重要土石方消纳区,园区湖体及隧洞开挖区(少量)为主要料源供应区,工程工期紧张,如何将开挖料直接用于回填以降低中转对于保证工期、降低投资至关重要。工程多数铺装区基础为高填方,填方高度范围0 m～19 m,项目施工期雨水丰富,导致回填料含水率偏高,分层回填压实质量很难达到规范要求,根据类似工程案例,基础不密实铺装区会出现沉降断裂问题。

3 回填施工方案的选择与实施

由于项目工期紧张,施工期雨水丰富,对回填土料采取晾晒等工艺以达到最优含水率目标很难实现,需采取针对性措施。通过现场试验,制定了分区分层分部位回填施工方案(见表2),具体为:1)针对淤泥、软弱地层,原始地基采取抛石挤淤,中间层采用改良土、加块石、加松木桩等分层压实,与铺装层上部接触层宜采用块碎石或含水率满足要求的土进行回填;2)针对一般土基,先进行清表,而后进行分层回填碎石土、改良土+土工格栅施工,上部接触层宜采用块碎石或土压实;3)针对岩石基础,可分层回填原状土、碎石土、改良土后压实。

表2 不同地层基础回填方案

3.1 总体要求

基础回填施工时,不得危及周边园区构筑物的结构及施工安全,且应与相邻设备设施保持一定的安全距离,对周边有构筑物的回填料应采用轻型碾压设备或人工夯实。施工过程中重点对回填土石料质量及回填后的现场检测成果进行重点检查和控制,严格把控回填料与回填施工工艺过程,以确保回填质量。

回填料种类较多,施工前需针对不同性质回填料进行分类并统筹规划回填区域。含草皮、树根、腐殖质的土不得作为回填料,开挖料中淤泥、强膨胀土及易溶盐超过允许含量的土,应作为弃方处理;确需使用时必须采取技术措施进行改良处理。开挖细粒土若其液限大于50%、塑性指数大于26,一般情况下应做弃方处理;需要使用时,必须采取掺加碎石、石灰等改性措施进行处理。铺装基础层1.0 m范围内不宜采用粉质土、黏土直接回填。

对于高填方区,在回填完成后应尽量预留3个～6个月沉降期后再进行铺装结构层施工,以最大限度减小铺装层沉降。根据铺装传力效应,为最大程度降低投资确保工程质量,铺装回填区各项技术要求分为铺装结构层1 m以下和1 m内进行分别控制。

3.2 铺装基础以下1.0 m范围外回填施工

1)填方地基表层处理。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压。将地基表层或已回填区域碾压密实,在一般土质地段,基底的压实度(重型)应不小于85%。在淤泥、软土和素填土地基段,先采用抛石挤淤而后上部采用块石铺设碾压处理,铺设厚度可按30 cm～50 cm或结合现场实际条件进行确定。

2)填料要求。铺装区填料尽量选用砂卵砾石含量较多的土石渣进行回填。回填土料含水率应控制在最优含水率(质量分数,其应通过试验确定)±2%范围内,当无法满足或无法达到压实度要求时,应进行改良,可采用加石灰、粉煤灰或碎石的方法,掺加量通过现场试验确定。对于局部软弱区域可采用附近区域内加土工格栅的方式,改善区域地基刚度和受力条件。浸水侧铺装区及挡墙墙背区应选用渗水性良好的材料,如块碎石等进行回填。

3)土质回填区压实度及填料最小强度。回填压实采用重型击实标准,填料最小强度根据不同深度进行选取,压实度及填料最小强度要求见表3。

表3 铺装区回填压实度要求

4)回填要求。碾压机械宜选用自重18 t以上的重型振动碾压设备。施工前应对不同填筑料类型开展现场碾压试验,确定各不同回填料能达到设计压实度的铺料厚度、碾压设备型号、行走速度、碾压遍数、沉降差等参数。土石回填料应分层填筑压实,松铺厚度控制在30 cm～50 cm内,振动碾强振。摊铺回填料时应使大粒径石料均匀分布,避免大料、细料集中而导致孔隙率偏大无法碾压密实;细料摊铺时应控制摊铺厚度,确保碾压质量。土石混合料宜分层、分区进行填筑。填料由土石混合料变化为其他填料时,应控制最后一层填料厚度和填料最大粒径,压实后厚度应在30 cm以内且填料最大粒径宜小于15 cm,压实后表层应土石均匀。铺填大块料不应集中[3],且不得填在分段接头处。

对于淤泥段原始地基,应先进行抛石挤淤处理,而后在此基础上分层回填;对于含水率偏高回填土,回填时采取加块石、松木等方法以提高密实度。松木应按区域进行实施,松木直径宜小于15 cm,施工时松木方向垂直于填筑面或平行于填筑面均可,当垂直于填筑面时应在土石回填压实后进行松木作业,利用夯实机械将松木压入土体;当松木平行于填筑面时,应平行交错布置,先铺筑松木而后进行土石回填料摊铺,摊铺厚度宜控制在35 cm以内,而后采用振动碾压设备进行夯实碾压。

5)施工技术要求。填土区必须根据设计断面分层填筑并压实,其分层最大厚度必须与压实机具功能相适应。土石填筑从最底处由低到高进行,施工时应尽量减少不同填筑土的层数,用透水性较差的土填筑下层时,其工作面应做成利于排水的2%～4%的横坡。若高填方区分多个区域回填施工,各区交接处不在同一时间填筑时,则先填区域按1∶1放坡并预留填筑台阶;若两个区域同时填筑,则分层面应错高程面进行交叠衔接,搭接长度不小于2 m。土质变化较大的区域,须分层取土,避免各层料混杂,回填区域加入土工格栅以提高区域受力条件和层间结合效果;地下水位较高的区域,取土坑须设集水坑或集水井,随时抽干集水坑或井中地下水[4],以降低土的含水量。

当日降水量大于5 mm时应停止土料回填施工,当日降水量大于30 mm时,雨后复工前应停工一日;雨后复工应先排除表层积水,若表层未压实含水率过大,可采用翻松、晾晒、清除或掺加石灰等方法处理后方可继续回填。砂砾料或石料回填期间,当日降水量小于30 mm时可照常施工,当日降水量大于30 mm时应雨日停工、雨后照常施工。

3.3 铺装基础以下1.0 m范围内回填施工

高填方区离铺装基础层1 m高范围宜采用级配良好的块石(或掺土)进行回填,回填高度约1 m,表层采用级配碎石整平,级配碎石层厚15 cm～30 cm。块石最大粒径应小于200 mm,最小强度(CBR)应不小于4%,填石孔隙率不大于22%。

块石回填应分层摊铺碾压,松铺厚度30 cm～50 cm,采用重型机械压实。块石料在铺料或碾压过程中应洒水,洒水量约为10%～15%(体积比)。

根据回填石料强度,分别采用不同的回填层厚和压实控制标准。压实质量标准由孔隙率和施工参数(铺筑层厚、碾压机械、行走速度、碾压遍数等)多指标综合控制。填石区施工采用大功率推土机与重型碾压机械施工,在施工前,通过铺筑试验区确定合适的回填层厚、压实工艺以及质量控制标准。当采用孔隙率作为回填区压实质量的控制指标有困难时,其压实质量也可用压实沉降差进行控制,压实沉降差平均值不大于5 mm,标准差不大于3 mm。

4 结语

硬质铺装是园林景观中的一个重要组成部分,铺桩区基础回填质量对于硬质铺桩质量至关重要。本文通过采取分层分区控制技术,结合地质条件对高回填区进行平面和立面划分,对料源按粒径、质量、含水率等进行划分,根据铺装区对不同高程回填料提出了相应的技术要求,实现了科学、精细化施工又节约成本的目的。实践证明,采取的分层分区基础回填方案符合现场管控和铺装质量要求,较好地克服了高填方区中回填原材料含水率高不易密实且易发生不均匀沉降的问题;运行过程中,硬质铺装平整性好,未出现沉降现象,铺装优良率达到96%,较好地实现了园区施工过程中开挖料与回填料的土石方平衡,缩短了工期、降低了工程投资。