刍议高填方岩土工程的设计

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摘要：山地建设住宅小区的开发，是城市扩建的必然要求。这种住宅小区的面积一般较大，开发建设中会形成高切坡、高填方等现象。由高填方引起的岩土工程问题比较复杂，解决起来还比较困难，因而应当加以重视。

关键词：高填方，岩土工程，设计

中图分类号：S611文献标识码： A

前言

在山地住宅小区的建设过程中，建筑方案设计阶段就应该重视高填方问题，只有对由高填方带来的岩土工程问题有了清晰的认识，才能使关于高填方的岩土工程设计变得更为合理。

一、方案设计阶段应该对土方平衡进行计算

方案设计上进行土方平衡与挖填方面的计算，有助于总设计图的竖向设计，以实现建筑物布局的合理性。由建筑师对竖向设计进行调整，接着再对土方平衡进行计算。这样循环反复，最后趋于完美的设计方案就能够形成。在这个过程中土方平衡的计算应该对如下几个问题加以重视：

1.植被层的铲除。土地表层的土壤中通常都会含有各种植物的根系，应当将它们挖除掉，而且不适宜将这些挖除物用于土地的回填。对于植被层的厚度应该按照不同的植物的种类来进行取值：灌木1.0m，草本植物0.5m，乔木2.0m。对于有水体存在的植物的底部，还应当将其底部的软泥挖除掉。

2.应该对土方的松散系数加以确定。开挖土方，由实到虚，其方量有所增大，其刚开始的松散系数是介于1.1和1.3之间的，通常可以取1.3；而石方的系数介于1.3和1.5之间，通常可以取1.5为值。当虚方被运送到填方区用于回填的时候，经过对它的夯击和碾压处理之后会转化为实方，但是它的密度却很难回复到原状土的密度程度。土地上的土最终的松散系数会介于1.0与1.1之间，一般我们按照1.1来进行估算；石方的系数通常介于1.1与1.3之间，一般我们按照1.2来进行估算。

3.应该考虑建筑物基础以及开挖基坑而产生出来的土方。一般的山地小区建设项目，鉴于其地面基土的承载能力相对比较高，因此其上的建筑物很大程度上可以采用天然的地基，再考虑到对于建筑物在抗倾覆和有抗滑移以及抗震方面的要求，其地基的基础应该具有一定的埋置深度。因此，开挖产生的土方量相对比较大。倘若没有考虑到这个问题，则因为开挖基础而产生出来的大量的土方只能够运往别处，而会导致工期和经济都将受到影响。相反，倘若提前预料到了这一问题的存在，那么在设计的方案阶段就对土方进行平衡处理，则能够节省很多不必要的开支。

二、土方平衡设计

（一）要尽量少地挖土方或者填土方

对于土质地基的土方平整设计的标高，应该比建筑设计的标高要高出0.5至1.0m用作预留层，目的有两个：一是用来保护地基的土层不会受到扰动；二是能够给予建筑物在竖向设计上留有一定程度的调整的余地。因为已经有了预留层，所以地面就可以考虑不再采用素砼垫层这样的一些防护措施，如此能够节约工程建设的经费。争取开挖石方能够一次就到位，才能尽量避免二次爆破带来的问题。对于石方的地基土的平整设计的标准高度可以按照建筑设计的标准高度进行控制。

（二）做好相关的排水措施

因为山地的汇水面积相对比较大，水流也比较湍急，而土方的平整期间的永久性截排洪设施还没有足够地完善。这就需要在工程建设期间设置临时性的用于截排洪的相关设施以便妥善应对。因此，那些临时边坡的坡底和坡顶都应当有排水沟的设置。填方的边坡表面的土体比较松散，因而容易出现坡面的沟蚀现象，十分地需要采取相应的措施以防止雨水从上而下造成的冲刷。在这样的情况下土地的植被层已遭破坏，难免会造成水土流失，所以在必要的时候应改设置比较大的沉淀过滤的相关设施，如此来防止流失的泥土被带入河道或者被带入市政管道，给城市居民的生活造成问题。

（三）绿化植草以使坡面得到保护

通常在边坡的表面的临时防护大都采用的是挂网的水泥砂浆，这样的设置存在的缺点如下：新的填土较多都是呈松散的状态，当雨水由坡顶渗入的时候，它的土颗粒就会逐渐地流失掉，经过一段时间砂浆的层面将会脱空。因此，它的效果还不如在边坡的那面种植一些草皮。

（四）填土的地基表层的质量指标可以不用过高

建设小区的用地主要包含着以下三个方面：道路和建筑物以及绿化用地。建筑物的修建要朝下开挖以埋置基础，而道路则需要向下开挖以便埋设管线以及设置结构层，两者向下开挖面在各自设计的标准高度以下的一定深度；但是绿化用地则不需要比较高的压实度，不然，反而会对植物的生长不利。由此可见，表层的质量指标可以不需要那么高。通常的土方的平整设计的标准高度为2～3m之内的可以采用相对较低的地基处理的指标，在其以下的则需要采用相对较高的指标，应该用两套不同的标准分别对其进行处理。

三、高填方工程设计经验

（一）注意填土的加固处理的效果

因为土石料的种类、级配、粒径、压实度等因素想要达到最理想的状态都是非常困难的。高处山土的含水量相对较低，一般比最优的含水量要低，如果要进行较大规模的挖运回填，那么要以洒水来增加山土的含水量，会对其压实度造成一定程度的影响。事实上，压实度能够达到0.9的程度就已经很不错了。而对于含水量相对比较大的低山部分的土壤，要想把它通过晾晒达到最佳的含水量同样也是相当困难的。因此，填土的综合内摩擦角不应该很高。对于填方的边坡，如果采用重力式的挡土墙以使其起到支护的作用，应该根据施工场地的实际环境的地质条件，对填土质量的指标进行合理的估算，或者低于综合内的摩擦角度，或者将挡土墙的稳定性方面的安全系数加以提高。

（二）强夯和加固处理的高填方的地基要谨慎使用

分层碾压的方法或者强夯法一般都是山地开发惯常使用的对于地基的处理方法，这些方法的优点是有着比较快的施工速度、相对较低的工程造价以及比较简单的设施工艺，但是强夯法同时也会存在着较大缺点：

1.在对建筑物以及道路建设进行施工的时候，挖除地表的土层，就会造成一种浪费，使得那些强夯加固效果最好的表土层反而使用不上。因此，当遇到填土相对比较厚，需要进行分层强夯的时候，就应采用：下层强夯法＋表层碾压法，进行互补处理。这样不仅节省了成本，而且能够达到建设施工所预期的效果。

2.受到山地的地势高低等自然条件的限制，夯实以后的地基也会出现不均匀沉降现象。

3.因为填料的粒径各不相同，也会造成差异性的沉降。如果在建筑小区内的某一小范围，它的挖方的土质粒径一般较为均匀而且单一，那么它用作填料的时候可以说是级配不良。如果挖方大多为中风化或者强风化的岩石的时候，那么容易在填方区小范围之内造成填石层。当强夯的时候，位于表层的石块将会直接被击碎形成比较细小的颗粒，从而形成土石的混合材料，当然就会比较密实。但是位于下层的石块，以及夯点之间的石块大多数会被击碎为碎石甚至是碎屑。那么它的粒径仍然会比较大，这个时候碎屑之间必然会存在着比较大的空隙。

这样的地基土的特征是：虽然承载力很高，但是孔隙率很大。经过雨水的作用，已经形成的碎屑的颗粒将会排列得更加紧密，那么位于表层的土颗粒就会随着雨水的下渗，而填充了碎屑之间存在的空隙，最后就会导致地表土的下沉和开裂，因此对强夯和加固效果造成了破坏。因为填石分布于场地之内是很随机的，场地的地基土的不均匀沉降就也会相应地出现同样的随机性。为了防止这样的情况发生，可以采取这一措施：分层回填，即将来自同一土源的土石料进行分散的推铺，并且将其厚度控制在毎层不超过2m的限度内，当然，同时还要考虑上下层之间填料的粒径之间的搭配。

四、结语

对山地的住宅小区进行开发，应该从建筑方案的设计阶段开始就高度重视和预测可能会出现的高填方区域。对于由高填方而带来的一系列的岩土工程问题，应该有着清晰明确的预见性的认识，如此一来，才能够使得与高填方的岩土工程设计建设更加富有合理性和完美性。

参考文献

[1] GB50021-2001岩土工程勘察规范[S] .

[2] GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S] .