薛 冰(山西紅星新世界置業(yè)有限公司,山西 太原 030000)
關(guān)鍵字:錨索;加筋土;水文地質(zhì);雨水截流;土方平衡
山地建筑項目常常出現(xiàn)大挖大填的情況,對于由場地平整而出現(xiàn)的挖填方邊坡,應(yīng)及時支護(hù),并應(yīng)對邊坡周邊環(huán)境進(jìn)行保護(hù)和整治;因勢利導(dǎo),設(shè)置地表及內(nèi)部排水系統(tǒng),使其對周邊環(huán)境的危害性降至最低限度,保證自然環(huán)境的安全。
太原市某小區(qū)建筑項目由于場地平整形成了填方邊坡,坡高29.0m,邊坡東側(cè)緊鄰規(guī)劃城市主干道,路寬50m;北側(cè)緊鄰一座現(xiàn)狀橋梁,橋?qū)?2m,長約150m。邊坡所處位置原為沖溝,為一條河流上游的匯水支溝,邊坡回填后將堵塞沖溝溝底見圖1。
圖1 工程俯視圖
在邊坡區(qū)域內(nèi)勘察報告揭露的土層分布由淺及深分別為:素填土、濕陷性黃土、粉質(zhì)黏土、粉土與粉質(zhì)黏土、泥巖、砂巖。
邊坡設(shè)計前期,根據(jù)場地邊界條件情況,設(shè)計了幾種方案。
緊鄰用地紅線處有一條現(xiàn)狀露天排污管溝、一條居民用電線路以及幾處拆遷未完成的舊建筑,邊坡擴(kuò)出用地紅線實施的干擾因素非常多,故優(yōu)先考慮以用地紅線為邊坡邊線進(jìn)行初步設(shè)計。
場地內(nèi)規(guī)劃建筑距離用地紅線僅20m,而邊坡設(shè)計高度為29m,場地進(jìn)深短,高差大。因此,常規(guī)土質(zhì)邊坡無法滿足邊坡整體穩(wěn)定、抗滑移穩(wěn)定驗算及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算。
經(jīng)結(jié)構(gòu)受力分析,雙排樁+預(yù)應(yīng)力錨索的結(jié)構(gòu)形式(以下簡稱雙排樁+錨索)結(jié)合水泥土回填的支護(hù)方式可以滿足邊坡整體穩(wěn)定性及抗滑移穩(wěn)定性的要求。為安全、合理的設(shè)計,現(xiàn)場采集土樣進(jìn)行了不同配比水泥土的物理力學(xué)參數(shù)試驗,確定了回填水泥土的配比參數(shù)。
如果進(jìn)行外擴(kuò)設(shè)計則需先處理解決好邊坡周邊的限制問題:①原露天排污溝需進(jìn)行封閉入地處置;②搭設(shè)新用電線路代替原用電線路;③與土地供方協(xié)商,征用紅線外用地并完成拆遷。
根據(jù)征用土地范圍的大小,擴(kuò)出紅線的方案可以采用兩種形式。
2.2.1 加筋土邊坡(以下簡稱加筋土)
采用分級放坡,自上而下分3~4級臺階支護(hù),頂部一階采用直立式加筋土擋墻,高8.0m~8.25m,墻面采用預(yù)制混凝土面板;下部2~4階采用斜坡式加筋土擋墻,臺階高度不大于8.0m,墻面采用細(xì)石混凝土噴射面層。此方案擴(kuò)出用地紅線外24m。
2.2.2 壓實填土邊坡(以下簡稱壓實填土)
自上而下分三級放坡,平臺寬3.0m,單級邊坡高8.0m~8.8m,坡率1:1.5,坡面采用植被防護(hù)。此方案需擴(kuò)出用地紅線外47m。
對上述三種方案進(jìn)行多維度比較,從成本維度進(jìn)行分析,三種方案的成本對比數(shù)據(jù)如下:雙排樁+錨索:加筋土:壓實填土=2.7:1.7:1.0。
從施工技術(shù)難度比較,雙排樁+錨索邊坡工程,涉及鋼筋混凝土工程、回填水泥土工程、錨索工程等多個子項工程,對施工質(zhì)量、工序穿插要求高,難度最大。加筋土邊坡包含回填土工程、鋼塑復(fù)合筋帶鋪設(shè)、預(yù)制混凝土面板安裝等子項工程,對填土質(zhì)量要求高,難度次之。壓實填土邊坡,施工內(nèi)容單一,施工質(zhì)量易于控制,難度最低。
從施工周期比較,雙排樁+錨索邊坡施工中混凝土養(yǎng)護(hù)周期、錨索張拉周期占總施工周期的比例高,施工周期最長;加筋土邊坡筋帶鋪設(shè)層數(shù)多,筋帶鋪設(shè)與填土壓實工序穿插交織、工藝復(fù)雜,施工周期次之;壓實填土工藝簡單,易于控制,施工周期最短。經(jīng)成本、施工工藝、施工周期的綜合比較,壓實填土邊坡方案最優(yōu)。
經(jīng)綜合分析,東側(cè)邊坡設(shè)計總體采用分級放坡,單級邊坡高度8.0m~8.8m,平臺寬度3.0m,坡率為1:1.5,坡面采用植被護(hù)坡;南側(cè)邊坡受邊界條件限制,外擴(kuò)距離受限,采用直立式加筋土擋墻,墻面采用預(yù)制混凝土板。
邊坡所在區(qū)域為某河流的上游支溝,流域面積約0.9km2,流域內(nèi)部為灌叢山地,部分植被破壞,土壤裸露,有一座現(xiàn)狀橋梁橫跨此沖溝。
邊坡工程的實施在一定程度上改變了地形地貌、雨水的徑流路徑,如不妥善處置容易在汛期形成堰塞效應(yīng),造成安全隱患。
在邊坡工程的設(shè)計中考慮了地形地貌改變帶來的影響,進(jìn)行了雨水截流專項設(shè)計,綜合截流水量及排水坡度在邊坡中設(shè)置了雨水涵管,及時疏導(dǎo)截流的雨水。同時,在邊坡中設(shè)置盲溝,疏導(dǎo)邊坡區(qū)域的淺層地表水,最大限度地保持水文地質(zhì)現(xiàn)狀,排除安全隱患。
為保護(hù)橋梁安全,在邊坡施工期間及邊坡竣工后一年內(nèi),對橋梁進(jìn)行變形監(jiān)測,并協(xié)同橋梁相關(guān)單位擬定安全處理措施預(yù)案,保障市政設(shè)施安全。
填料采用場地內(nèi)挖方區(qū)挖出的第四系上更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)黃土,土中不得含有建筑及生活垃圾等,有機(jī)質(zhì)含量不得大于5%;填料的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水率±2%左右,最優(yōu)含水量由重型擊實試驗取得。
4.2.1 邊坡回填土壓實
壓實方式采用振動碾壓,分層填筑厚度0.5m~0.6m,壓實遍數(shù)為6~8遍,以滿足壓實填土密實度要求為原則,碾壓機(jī)械采用25t位振動碾壓壓路機(jī)。
4.2.2 鋼塑筋帶的鋪設(shè)要求
鋼塑筋帶的下料長度為2倍的單向鋪設(shè)長度另加3.0m~3.5m的余量,長度從墻背起算。
鋼塑筋帶無須張拉,在填料表面垂直于墻面鋪設(shè),呈扇形輻射狀鋪在壓實整平的填土上,不應(yīng)重疊、卷曲或折曲;不可與硬質(zhì)棱角填料直接接觸。
在加筋帶尾部采用胞腔袋方法固定筋帶,可減小填土碾壓對筋帶造成的擾動。
筋帶與面板連接時,將筋帶的一端從面板預(yù)留拉環(huán)或預(yù)留孔中穿過,折回至另一端。單個節(jié)點(diǎn)處筋帶數(shù)量較多時,可在前端匯集成束進(jìn)行連接。
4.2.3 填土攤鋪及壓實
卸料車不得在未覆蓋填料的筋帶上行駛,防止造成筋帶壓斷或損傷,卸料時機(jī)具距離面板不應(yīng)小于1.5m。
可采用人工或機(jī)械攤鋪,攤鋪厚度應(yīng)均勻,厚度為0.5m~0.6m,表面平整。采用機(jī)械攤鋪時,機(jī)械距面板應(yīng)大于1.5m,運(yùn)行方向應(yīng)與筋帶垂直,攤鋪機(jī)械不得在未覆蓋填料的筋帶上行駛及停車。距離面板1.5m范圍內(nèi),必須采用人工進(jìn)行攤鋪。
每層填料攤鋪平整后應(yīng)及時進(jìn)行碾壓,采用振動碾壓的方式,碾壓順序為先輕碾后重碾,先碾壓筋帶中部,后向筋帶尾部推進(jìn),再碾壓靠近面板的部位。距面板1.5m的范圍內(nèi),應(yīng)采用小型機(jī)械或人工由面板后輕壓,距離面板由近及遠(yuǎn),避免造成面板擾動。
4.2.4 面板安裝要求
面板在運(yùn)輸及堆放時,應(yīng)注意輕搬輕放;當(dāng)面板平放時,堆積高度不宜超過8塊,板塊之間應(yīng)采用方木襯墊。安裝時,在條形基礎(chǔ)上準(zhǔn)確畫出面板外緣線,曲線部分加密畫線;按板長劃線分割,進(jìn)行水平測量,整平基座,用M10水泥砂漿砌筑調(diào)平。安裝水平縫及豎縫內(nèi)側(cè)不做處理,板外側(cè)進(jìn)行勾縫處理,起到展示面美觀的效果。
在面板安裝中嚴(yán)禁采用堅硬石子或鐵片進(jìn)行支墊,每三層面板安裝完成后應(yīng)進(jìn)行標(biāo)高及軸線復(fù)核,同層相鄰面板水平誤差不應(yīng)不大于10mm,軸線偏差每15m不應(yīng)大于10mm。
采用環(huán)刀法或灌水法進(jìn)行邊坡的壓實度檢測,測點(diǎn)隨機(jī)選取,均勻分布,分層回填厚度0.5m,回填完畢后對壓實填土做相應(yīng)檢測試驗。每500m2至少檢測一個點(diǎn),不足500m2檢測一個點(diǎn)。施工完成后檢驗邊坡坡率是否與設(shè)計相符。
當(dāng)檢測結(jié)果不符合設(shè)計要求時,應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢;當(dāng)復(fù)檢結(jié)果滿足設(shè)計要求時,可針對檢測不合格區(qū)域進(jìn)行處理;當(dāng)復(fù)檢結(jié)果仍達(dá)不到設(shè)計要求時,應(yīng)對檢測不合格區(qū)域進(jìn)行范圍劃定,范圍內(nèi)必須重新處理,直至達(dá)到設(shè)計要求。
山地建筑以其豎向高程的大幅度變化及場地邊界條件的多變,較多出現(xiàn)擋土墻、邊坡治理等工程。此類工程設(shè)計施工難度比較大,對質(zhì)量控制及工期要求較高,占用工程成本比例較大,而且往往成為制約項目工期的短板。
從使用功能上看,此類工程多為建設(shè)工程的圍護(hù)類結(jié)構(gòu),主要起防護(hù)安全作用,對于項目的展示效果及使用品質(zhì)影響不大,而占用工程成本金額比例卻不小。
本項目通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工工藝和工期的綜合對比分析,較好地實現(xiàn)了項目技術(shù)安全和經(jīng)濟(jì)合理。
從項目經(jīng)營和管理的維度繼續(xù)思考,如果合理的優(yōu)化項目規(guī)劃布局可以有效降低此類工程成本,提升項目的利潤。在保證利潤不變的前提下,可以把節(jié)約的成本更多地用于品質(zhì)提升,反饋業(yè)主,從而帶來產(chǎn)品溢價和樹立良好的品牌口碑。
在項目前期階段,土地獲取階段即開始項目策劃,進(jìn)行土方平衡方案的比選測算、巖土勘察,提出合理的場地豎向設(shè)計方案、弱化不利地質(zhì)條件及不利邊界條件的影響,從而能夠優(yōu)化建設(shè)工程成本。
前期的科學(xué)評判必然會對項目建設(shè)合理控制成本及提高建設(shè)品質(zhì)產(chǎn)生積極意義。