特高边坡粗粒径回料施工技术探讨

方文兵

（广州市市政集团有限公司，广东 广州 510030）

1 工程概况

由广州市市政集团有限公司承建的广州东部固体资源再生中心（萝岗福山循环经济产业园）公用配套工程场地平整工程位于广州市萝岗区福山村，工程造价5.77亿元，工程建设周期为270d。由于该项目地处山丘，地貌起伏较大，存在大量填挖方高边坡。根据设计图纸，挖方边坡最大高度为48m，填方边坡最大高度达60m，整个场平工程需挖方约343万m3，填方约250万m3。

场平设计的标高为170m，根据图纸设计的要求，需确保回填材料内部最大粗粒径不得超过200mm，且内部摩擦角应不小于35°。施工人员按照整体施工工艺的要求，对该施工区域展开施工作业，从而提升当前工程质量。并且在该施工区域，现场工作人员布置土工格栅，并且使用麻袋压顶形成台阶坡面。

2 工艺原理与创新应用

在该工程施工中，设计人员使用了有限元强度动态拆减法，借助现场勘查人员的实际材料，在计算边坡内部受力的时候，分析各种不同环境下的稳定性，从而保证边坡整体的施工可靠性。粗粒径回料施工技术的使用，与传统高边坡施工技术相比，存在以下三点创新应用，能够改善整体施工技术，用于提升当前塔高边坡处理质量：（1）在该施工技术中，用于回填的材料来源于挖方过程与爆破工程中产生的碎石土，施工人员使用这两项材料，能够降低工程材料成本。（2）施工技术人员为了提高整体回填施工技术的稳定性，需要展开分层回填施工技术，其中碎石与土之间的比例大于7∶3，从而解决了当前施工中的不能使用碎石与土的掺合料用于加筋土回填施工的难题。（3）特高边坡粗粒径回填施工技术的施工高度与传统的加筋土施工技术相比，整体施工高度有了新的提升，其自身的稳定性适用于高达60m的边坡施工，从而提升了当前建筑施工的质量，其自身稳定性能够达到实际需求[1]。

3 施工流程

3.1 制订合理施工方案

在特高边坡施工中，施工方与业主以及试验单位展开密切协作，从而制订合理的施工工艺，结合当前建筑施工的基本要求，编制整体施工方案，确保特高边坡施工工作有序进行。现阶段施工人员选择合适的施工区域作为试验段，按照粗粒径回填施工技术的要求，确保回填的碎石掺和土料中最大的碎石直径不得超过200mm。

3.2 测量放线

现场施工人员根据整体设计方案，对填筑层面展开有序施工，尤其是在交界处，需要现场施工人员合理设置标高指示桩，便于现场作业人员控制土层厚度，提高整体边坡施工的稳定性。施工人员在进行测量工作时，需要结合实际天气条件，有序开展测量放线操作。测量放线过程中，需要施工人员设置不同高程坐标，为后续放线工作开展提供参考点。现场施工人员需要施工经纬仪与水平仪等设备，有序开展放线工作，并且将工作流程详细记录，做到有据可查。

3.3 混合料填筑

在特高边坡施工中，需要技术人员展开挖方与爆破操作，从而有序开展边坡施工。当前施工区域存在较多直径超过200mm的石块，不符合粗粒径回填施工工作的需要。现场施工人员需要使用炮机，将这些规格不符合的石块破碎，确保整体碎石的尺寸符合预期要求（见图1）。

3.4 整平

在试验区，现场施工人员需要做好地基处理工作，按照10m×10m的间距，布置不同的测量点，便于现场作业人员能够有序开展施工作业。自卸汽车将这些混合料运输到方格网位置之后，需要施工人员及时展开整平工作，二次破碎不符合尺寸的碎石，符合整体施工的要求。在施工现场，施工人员使用推土机推平这些来源于挖方与爆破区域的碎石，并安排工作人员及时清理杂物，避免这些树枝、塑料袋等杂物影响到整体施工质量。当准备工作完成之后，现场施工人员再次使用推土机开展精细平整工作，提高整体工作质量。

3.5 碾压

在该工程设计中，为了将土石混合料有效整平，需要现场作业人员使用振动压路机进行碾压，从而提升当前试验区的碎石层的稳定性。压路机操作人员需要先使用静压技术，然后使用弱振，最后使用强振，从而将碎石土层有效填平[2]。

当前技术人员在进行碾压操作时，需要现场测量人员对该施工的相对沉降量进行记录，并且观测整体沉降量的稳定性，确保整体施工操作达到预期要求（见图2）。现场测量人员统计试验区不同区域的碾压沉降量，并取平均值以计算整体试验区的松铺系数。

4 试验结果分析

图1 挖方过程大石块破碎

图2 试验区沉降量观测

应用特高边坡粗粒径回填施工技术时，使用的碎石回填料大多来源于现场施工环节的挖方与爆破产物，这种碎石土混合料在一定程度上是属于非均质不连续体，自身力学性能变化较大，并且随着时间的推移，整体性质会发生改变，为此在实际施工中，为了验证该施工技术是否符合整体施工的要求，需要通过压板荷载与直剪试验来确定整体施工技术的强度。

4.1 压板荷载试验

现阶段施工人员需要结合整体施工建筑的要求，确保整体施工中混合料的石块直径不得大于200mm，并且每一层压实厚度不得超过500mm，平面布置，从而有效测量压板荷载（见图3）。

图3 压板试验平面布置图

现阶段技术人员在试验区布置了三个测量点，在试验开展之前，需要施工人员准备好试验工具，放置压板，搭建反力平台，及时将相关读数传感器安装到位，并测量特高边坡施工的压板荷载[3]。

4.2 大型直剪试验

为了开展大型直剪试验，需要技术人员及时展开现场原材料的取样工作，按照《土工试验规程》（SL 237—1999）的要求，现场施工人员需要有效筛选碎石料的颗粒，这有利于直剪试验工作有序进行。现场施工人员采集取样区的碎石土混合料，并进行现场筛分试样，使用等量替代法，处理试验中存在的超粒径颗粒[4]。

施工人员使用大型直剪试验设备时，应仔细分析材料，这有利于克服常规直剪仪剪切面单一的缺陷，从而提高整体试验结果的准确性（见图4）。试验人员利用岩土与土工格栅之间的相互作用，可获得材料的抗剪强度等相关参数。

4.3 试验结果分析

试验人员根据实际压板荷载的级配曲线（见图5），可以得出该工程施工中，混合料中碎石与土之间的比例为7∶3。技术人员反算该试验结果，可以得出碎石与土之间比例为7∶3时，材料为中风化或微风化时，其抗剪强度c=25kPa，φ=35°。

图4 大型直剪试验设备

图5 级配曲线

试验人员在进行大型直剪试验时，需要技术人员选择多组数据展开有效试验。在此次试验中，主要选取了三组试验，结合大型直剪试验设备的结果，得出的表格如下（见表1）。

表1 大型直剪试验参数强度结果

通过该试验结果可以发现，第一组数据中，φ的数值偏小，不符合整体设计的需要，而通过第二组数据与第三组数据的比较，发现整体施工中，随着碎石风化程度的降低，其强度会得到提升。

试验人员通过对以上两种试验结果分析，可以发现当碎石∶土=7∶3且碎石种类为中风化或微风化时，该种材料能够满足施工的要求。

5 结束语

总之，现阶段的工程建筑施工，技术人员重视创新精神的应用，结合工程实际，提高了工程建筑质量。在该工程施工中，应用特高边坡粗粒径回料施工技术，能够提升当前建筑工程质量，便于工程建设的有序开展。