藺保云

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350108)

0 引言

隨著人民生活水平的提高，對(duì)居住美好生活環(huán)境的追求越來越強(qiáng)烈，如何經(jīng)濟(jì)有效處理垃圾棄土，美化生活環(huán)境，是一個(gè)非常有意義的研究內(nèi)容。人工堆山造景是一項(xiàng)合理、資源化的解決該難題的有效辦法，既可有效處理大量城市垃圾、降低垃圾處理成本，從而變廢為寶，又可以使城市環(huán)境得到有效治理。

近年來在國內(nèi)的天津、江蘇鎮(zhèn)江、石家莊、武漢等城市采用垃圾填土進(jìn)行了多項(xiàng)堆山工程，堆填面積16萬m2～30萬m2，堆填高度為30 m～58 m[1-5]；也有2009 年5 月江蘇省蘇南某市人工堆山過程中發(fā)生沉陷和垮塌[6]；以及2015年廣東深圳光明新區(qū)紅坳渣土受納場(chǎng)超量超高堆填造成的“12·20”特別重大滑坡事故[7]。

福建省內(nèi)目前尚未發(fā)現(xiàn)有超過一定規(guī)模和高度的堆山工程。由于各地氣候環(huán)境不一，堆填的垃圾成分也各不相同，因此，進(jìn)一步細(xì)化各地區(qū)堆山方法研究，將具有積極的意義。本文結(jié)合福州市牛港山公園改造堆山工程，采用部分抗滑樁+砂性土和碎石對(duì)垃圾填土進(jìn)行混合改良，再分區(qū)分塊碾壓堆山造景，提出山體加固設(shè)計(jì)方案和施工工序的要點(diǎn)，并對(duì)其加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)今后類似工程具有重要的指導(dǎo)意義。

1 工程概況

擬建福州市牛港山公園改造項(xiàng)目堆山工程位于晉安區(qū)岳峰鎮(zhèn)，由于公園改造，擬在現(xiàn)有牛崗山東側(cè)堆填一座山丘，山頂標(biāo)高為50.0 m，坡腳標(biāo)高為17.0 m～21.0 m，山體高度為29.0 m～33.0 m，堆填山體坡度為15°～25°，堆填山體占地面積約為6.2萬m2?，F(xiàn)狀山體已被建筑垃圾和生活垃圾等填土無序堆填，堆填高度約為10 m～30 m。場(chǎng)地原來為拆遷工地，且北側(cè)局部堆填較陡坡面存在開裂現(xiàn)象(圖1)。北側(cè)坡腳為已建的變電站，東側(cè)坡腳存在現(xiàn)狀池塘，東側(cè)和南側(cè)坡腳為擬建寺廟和服務(wù)建筑。

根據(jù)地質(zhì)勘探資料，該堆填場(chǎng)地巖土層主要為近期堆填的①1雜填土和①2淤泥質(zhì)填土，厚度10 m～30 m，下部為②粉質(zhì)粘土、③坡積粉質(zhì)粘土、④殘積砂質(zhì)粘性土土、⑤全風(fēng)化花崗巖和⑥砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，局部含有薄層的②1淤泥質(zhì)土。本場(chǎng)地地下水主要為填土層中的上層滯水和風(fēng)化巖層的孔隙、裂隙潛水。對(duì)本工程影響較大的主要是填土層中的上層滯水和降雨入滲的地表水。

圖1 北側(cè)現(xiàn)狀裂縫位置圖

2 堆山加固措施方案

2.1 堆山加固分析

根據(jù)前人研究資料可知，堆山工程存在的主要工程地質(zhì)問題包括兩個(gè)方面:一是水平和垂直方向的變形問題；二是永久邊坡整體穩(wěn)定性問題[5]。

該工程為人造公園景觀山，山上無修建重要的建構(gòu)筑物，對(duì)沉降的變形要求不是特別高，但是山體建成后游客較多，同時(shí)沿山擬修建園區(qū)道路和景觀步道，因此，也不允許有過大的沉降量和沉降差。另外，場(chǎng)地周邊為已建和在建的建筑物，不允許出現(xiàn)山體的穩(wěn)定性問題。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，場(chǎng)地內(nèi)存在的主要問題是現(xiàn)狀填土堆填過高，達(dá)10 m～30 m，填土成分不均，且現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行堆填碾壓效果較差，周邊沒有足夠空間進(jìn)行盤運(yùn)堆土，因此，無法根據(jù)原方案采用較好的砂性土，分層堆填碾壓。因?yàn)樘钔敛荒艽竺娣e外運(yùn)，若對(duì)現(xiàn)狀山體的填土進(jìn)行加固處理，由于填土厚度較厚，加固難度較大，且范圍廣，造價(jià)特別高。

2.2 堆山加固方案

針對(duì)以上的分析：①現(xiàn)狀垃圾填土較厚、較松散；②填土不能外運(yùn)，碾壓效果差；③用地緊張；④地質(zhì)條件差，周邊環(huán)境較復(fù)雜，穩(wěn)定性要求高。充分發(fā)揮處理垃圾填土，美化生活環(huán)境的特點(diǎn)，采用“部分抗滑樁進(jìn)行支擋+砂性土和碎石對(duì)垃圾填土進(jìn)行混合改良，再分區(qū)分塊碾壓堆填”相結(jié)合的措施。

(1)結(jié)合現(xiàn)狀山形，采用φ1500抗滑樁@2500對(duì)東、南、北三側(cè)坡腳進(jìn)行加固，樁長18 m～28 m，樁頂標(biāo)高24 m～30 m。

(2)從下至上，根據(jù)不同標(biāo)高將整個(gè)堆山區(qū)域進(jìn)行分區(qū)分塊整平密實(shí)，基礎(chǔ)整平碾壓壓實(shí)系數(shù)λ≥0.8，各分區(qū)分塊及整平標(biāo)高數(shù)據(jù)如圖2和表1所示。分區(qū)施工可以分區(qū)盤運(yùn)，臨時(shí)堆放土方，解決場(chǎng)地用地緊張的問題。

圖2 山體分區(qū)分塊圖

表1 分區(qū)整平標(biāo)高數(shù)據(jù)表

(3)每個(gè)分區(qū)回填時(shí)均要求采用改良后的混合土(砂性土占20%，碎石占30%，現(xiàn)狀場(chǎng)地內(nèi)填土占50%，攪拌均勻)，要求碎石的粒徑為φ20 mm～40 mm，每層鋪設(shè)厚度為0.5 m。

(4)從下往上，根據(jù)整平的分區(qū)分層設(shè)置500 mm厚的碎石排水層及PE排水盲管，坡面夯實(shí)減少地表水下滲，并結(jié)合山體等高線圖和園區(qū)道路設(shè)置的主、次排水溝和道路集水溝。

堆山排水系統(tǒng)圖和典型D-D剖面加固處理設(shè)計(jì)圖，如圖3～圖4所示。

圖3 典型D-D剖面加固設(shè)計(jì)圖

圖4 典型D-D剖面加固設(shè)計(jì)圖

3 穩(wěn)定性驗(yàn)算

由于該工程處于7度區(qū)，依據(jù)按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330-2013) ，邊坡穩(wěn)定性計(jì)算①正常工況、②飽和工況和③地震工況下的穩(wěn)定性安全系數(shù)，參數(shù)如表2所示。

表2 計(jì)算參數(shù)

利用簡化畢肖普法公式，采用復(fù)雜土層計(jì)算模塊，計(jì)算步長為1 m，同時(shí)將抗滑樁，等效視為一種具有重度和抗剪強(qiáng)度的土層，采用理正巖土計(jì)算軟件6.5 PB2版驗(yàn)算，該山體邊坡采用改良后的混合土+部分抗滑樁加固處理后，可以到達(dá)規(guī)范要求的安全范圍。

4 處理效果評(píng)價(jià)

目前，該山體已經(jīng)竣工3年，竣工場(chǎng)景如圖5所示。從開始施工至今，經(jīng)歷了多場(chǎng)臺(tái)風(fēng)和暴雨，山上園區(qū)道路和步道未發(fā)生開裂變形，抗滑樁均未發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，坡面生長滿植被，無沖刷的現(xiàn)象，綠化效果較好。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，各項(xiàng)位移監(jiān)測(cè)結(jié)果也均滿足規(guī)范要求，說明該加固方案效果較為理想。

圖5 堆山工程竣工場(chǎng)景圖

5 結(jié)語

該堆山工程，通過采用部分抗滑樁進(jìn)行支擋+砂性土和碎石對(duì)垃圾填土進(jìn)行混合改良，再分區(qū)分塊碾壓堆填，較好解決了垃圾填土較厚、較松散，碾壓效果差，用地緊張等的難題。通過監(jiān)測(cè)顯示，施工過程中均未出現(xiàn)較大位移變形，邊坡趨于穩(wěn)定，同時(shí)山上景觀樹木茂密生長，也大大增加了該山體邊坡的觀感，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。說明該處理方案效果較為理想，對(duì)周邊的環(huán)境影響也較小，為今后類似工程的提供較好的參考價(jià)值。