本文摘要：高填方巖土工程的設計方法是本篇巖土中級職稱論文探討的主題。在山地住宅小區的開發中，應在建筑方案設計階段就重視可能出現的高填方，只有對由高填方帶來的巖土工程問題要有清晰的預見性的認識，才能使關于高填方的巖土工程設計變得更為合理、更為完美。 《
高填方巖土工程的設計方法是本篇巖土中級職稱論文探討的主題。在山地住宅小區的開發中，應在建筑方案設計階段就重視可能出現的高填方，只有對由高填方帶來的巖土工程問題要有清晰的預見性的認識，才能使關于高填方的巖土工程設計變得更為合理、更為完美。
《巖土工程技術》(雙月刊)創刊于1984年，由國防機械工業工程勘察科技情報網主辦。主要刊登巖土工程方面的基礎理論和就用研究的學術論文、報告、實物 (裝置、系統、產品、材料等)、技術方法、工程實錄以及其他有實用價值的文章等。本刊以其技術上的先進性、實用性和可操作性為突出特點，成為巖土工程界廣大科技工作者的良師益友。
摘要：城市化帶動了郊外山地住宅小區的建設，往往會產生高填方，這類高填方引發的巖土工程問題比較復雜、也比較重要，應盡早引起開發商及建筑師的重視。文章對于這類巖土工程設計的各個不同階段提出了相關處理意見。
關鍵詞：山地住宅;高填方;巖土工程;費用分析;工程設計
開發山地建設住宅小區，是大中城市擴張的要求，是城市化的必然。這種住宅小區的占地面積一般較大，開發建設中難免會形成高切坡、高填方。由高填方引起的巖土工程問題比較復雜，解決起來還比較困難，因而應當加以重視。如果能事先預見到并采取有效的預防措施，會變得簡單些、容易些。這就要求開發商和建筑師必須有這種意識，其它與工程建設相關的人員有相應的處理經驗。
一、建筑方案設計階段應盡早考慮高填方問題
(一)方案設計階段是決定工程成本的關鍵階段
高填方、高切坡、土方平衡、基礎選型是山地住宅建設巖土工程設計四大基本問題，巖土工程師應在項目報批前、在建筑方案設計階段盡早介入，介入得越早，對解決問題越有利，也越能杜絕浪費工程成本。
(二)方案設計時要進行土方平衡計算
進行土方挖填與平衡計算，可以幫助總圖豎向設計，達到建筑物合理布局;建筑師調整豎向設計，然后再進行土方平衡計算，如此反復，最終使方案趨于完美。土方平衡計算要重視如下幾個問題：
1.鏟除植被層。表層土中常含有植物根系，應作挖除，且不宜用于回填。植被層厚度按不同種類植物來取值：草本植物0.5m，灌木1.0m，喬木2.0m。有水體存在的底部，應將軟泥挖除。
2.要確定土方的松散系數。土方開挖，從實變虛，方量增大，其最初松散系數在1.1～1.3之間，一般可取1.3;石方在1.3～1.5之間，一般可取1.5。當虛方運到填方區，用之回填，經夯擊、碾壓處理后又轉化為實方，但其密度難以達到原狀土的程度。土的最終松散系數在1.0～1.1之間，通常按1.1估算;石方一般在1.1～1.3之間，通常按1.2估算。
3.要考慮建筑物基礎及基坑開挖產生的土方。山地小區項目，鑒于地基土承載力較高，建筑物很可能采用天然地基，考慮到建筑物有抗滑移、抗傾覆、抗震的要求，基礎要一定的埋置深度。故此，土方量開挖較大。如果沒有顧及這一存在，那么因基礎開挖產生的大量土方只能外運，工期及經濟均將受損，反之，如果考慮到這一問題的存在，在設計方案中進行土方平衡處理，就可節省不必要的費用。
二、土方平衡設計的幾點認識
通常在施工圖設計前，開發商會要求巖土工程師進行土方平整設計及施工，以使在建筑施工圖設計、提交、報批及土建招標期間，場地土方工程就基本完成，不必坐以等待。在土方平整設計階段，高切坡、高填方區域已大致確定，但邊坡平面及空間位置尚未能明確，故形成了臨時性邊坡，多以無支護放坡存在。地基土下層一般多為永久性的，表層日后要進行二次處理，此間土方平整要注意如下事項：
(一)土方要盡量少挖少填
土質地基的土方平整設計標高應高于建筑設計標高0.5～1.0m作為預留層，一則用于保護地基土不受擾動，二則可給建筑物豎向設計留有一定的調整余地。鑒于已有預留層，地面可考慮不采用素砼墊層等防護措施，以節約工程造價。
石方開挖要爭取一次到位，以避免二次爆破。石方地基土的平整設計標高可按建筑設計標高控制。
(二)排水措施要做好
鑒于山地匯水面積較大，水流較急，土方平整期間永久性截排洪設施尚未完善，就需要設置臨時性截排洪設施以妥善處理之。為此臨時邊坡的坡頂、坡底均宜設置排水溝。填方邊坡表面土體松散，容易出現坡面溝蝕，非常需要采取措施防止雨水自上而下的沖刷。更因此時植被層已遭破壞，水土流失難免，必要時應設置較大的沉淀過濾設施，以防止流失泥土被帶入河道或市政管道。
(三)植草綠化以保護坡面
通常邊坡表面的臨時防護多采用掛網水泥砂漿，其存在如下缺點：新填土多呈松散狀，雨水從坡頂入滲，土顆粒逐漸流失，砂漿層面將脫空。其效果不如在邊坡面種植草皮。
(四)填土地基表層質量指標不必過高，以便節省一定的成本
小區用地主要包含三大塊：建筑物、道路、綠化用地。建筑物要向下開挖埋置基礎，道路要向下開挖埋設管線、設置結構層等，二者下挖面在各自設計標高以下一定的深度;而綠化用地則不須較高的壓實度，否則反而不利植物生長�？梢姳韺淤|量指標不必過高。一般土方平整設計標高2～3m內可采用較低的地基處理指標，以下則采用較高的指標，用兩套標準，分別處理。
三、高填方工程設計的幾點經驗
(一)對填土加固處理的質量不宜存太高期望
原因在于土石料種類、粒徑、級配、壓實度等都難于達到理想狀態。山土高處含水量較低，通常小于最優含水量，當進行大規模挖運回填時，很難做到灑水以增加含水量，故影響其壓實度，實際上壓實度能達到0.9就已算不錯。而含水量較大的低山土壤，將其晾曬至最優含水量也非常困難，所以填土的綜合內摩擦角總是不會很高。填方邊坡如采用重力式擋土墻支護，應根據場地實際地質條件合理估算填土質量指標，要么降低綜合內摩擦角，要么提高擋土墻穩定安全系數。
(二)高填方邊坡慎用仰斜式擋土墻
因為這種擋土墻向后向填土方向傾斜，而墻后一定范圍內的填土很難被夯實或壓實，填土的實際主動壓力偏高，對擋土墻的安全不利。
(三)經強夯加固處理的高填方地基慎用獨立基礎
強夯法或分層碾壓法通常是山地慣用的地基處理方法，其優點是施工速度快、設施工藝簡單、工程造價低等，但強夯法也存在較大缺點：
1.夯后地基均勻性不理想。從地基土承載力、壓實度、壓縮模量等力學指標來看，夯點下相對較高，夯點外也即各夯點間卻相對較低，同時表層指標高，下層指標低，且越向下越低。
2.建筑物及道路建設施工時，地表土層要挖除，造成強夯加固效果最好的表土層反而用不上，是一種浪費。故此，遇到填土較厚需分層強夯時，應采用下層強夯法+表層碾壓法處理，既節省成本，又能達到預期效果。
3.受山地地勢高低等條件限制，夯后地基會出現不均勻沉降。
4.因填料粒徑不同也會產生差異沉降。當建筑小區某一小范圍內的挖方為土質，其粒徑一般較為均勻、單一，用作填料時可謂級配不良。當挖方多為強風化、中風化巖石時，則易在填方區小范圍內形成填石層，強夯時，表層石塊直接被擊碎形成細小顆粒，形成土石混合料，自然較為密實;但下層石塊以及夯點間的石塊則多被擊碎為碎屑或碎石，其粒徑仍然很大，這時碎屑間就存在很大的空隙。這種地基土的特征是承載力高但孔隙率大。經雨水作用，碎屑顆粒將排列得更緊，位于表層的土顆粒則隨雨水下滲，充填了碎屑間的空隙，最終導致地表土下沉開裂，破壞了強夯加固效果。
由于填石在場地內的分布呈隨機性，場地地基土的不均勻沉降也相應出現隨機性。防止這種情況發生的措施是：分層回填，把同一土源的土石料分散推鋪，并控制毎層厚度不超過2m，同時考慮上下層填料的粒徑搭配。
四、工程案例
深圳寶安龍華片區某學校場坪及邊坡工程(注：圖1中平行水平線為挖方區，斜線為填方區)如圖1所示：
圖1
該場地為剝蝕山丘，大體東高西低，中西面及南部局部各存在一凹地，建筑方案東面形成高切坡，按坡率法放坡處理，西面為現存廠房，交界處已形成人工邊坡(長約250m)，未加任何支護，西及南面形成填方邊坡(長約112m)，兩類邊坡均擬用毛石擋墻支護。該工程面臨的問題除挖填方平衡計算外，尚有場地西面的邊坡支護、填方邊坡擋土墻支護及兩處凹地回填碾壓等問題。按原建筑方案將標高88m以上土層挖除，除部分用以回填場地兩處凹地外，其余需外運處理。經巖土工程師和設計人員現場踏勘、分析，再經挖填方平衡計算，認為開挖面標高定在85m，較為合適。其外運方量及費用、兩類擋墻邊坡支護高度及費用、回填碾壓方量及費用對比見表1：
表1 外運方量及費用、兩類擋墻邊坡支護高度及費用、回填碾壓方量及費用對比
方案 外運 已有邊坡支護(毛石擋墻) 填方邊坡支護(毛石擋墻) 回填碾壓 新舊方案費用比較
方量 費用 高度 費用 高度 費用 方量 費用
原方案 約17.5萬方 約610萬元 8～14m
(平均11m) 約55萬元 2～13m
(平均9m) 約30
萬元 約6.6
萬方 約33
萬元 約728萬元
新方案 約19萬方 約660萬元 5～11m
(平均7.5m) 約38萬元 2～10m
(平均5m) 約16
萬元 約2
萬方 約10
萬元 約724萬元
按新方案進行場坪及邊坡擋墻支護，要比原方案略為經濟，但新方案有如下好處：
1.降低了回填層厚度之后，填土處理將變得較為簡單、處理效果也會變得較好，土層承載力及強度將提高。
2.建筑平面降低后，西面的邊坡及填方擋墻變低，支護將變得容易、邊坡及擋墻穩定安全系數提高。
3.建筑平面降低后，(作為坡頂建筑物)樓房穩定安全系數提高，另外，能與外界交通、各種管線相順接。
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