城市破损山体修复型弃土场技术探讨

庞保平 曹军

【摘要】党的“十八大”提出“要大力推进生态文明建设，加大自然生态系统和环境保护力度，实施重大生态修复工程，增强生态产品生产能力，推进荒漠化、石漠化、水土流失综合治理”的生态建设要求，加快城市破损山体生态修复工程建设。而部分重要的城市生态山体，现状破损裸露的山体坡面经日晒雨淋后易产生水土流失和滑坡崩塌现象，形成地质灾害，严重影响区域内的生态安全，必须及时对破损山体进行有效的生态修复，利用建筑弃土对破损山体进行生态修复将成为后续山体修复的首选方案，一方面极大地缓解了城市弃土难、成本高、安全隐患大等问题，另一方面将有助于改善城市区域生态环境。因此，对城市破损山体修复型弃土场技术进行研究具有十分重要的意义。本文仅以武汉光谷顶冠峰山体修复工程实践为例，研究城市破损山体修复型弃土场技术措施，为其它相似城市破损山体进行修复起到指导作用。

【关键词】城市破损山体；修复型弃土场技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.086

1、工程实例简介

武汉光谷顶冠峰山体修复工程位于九峰一路以北，武汉外环高速西侧，合围于东湖高新区中北部西北角，场地东西向纵深约800m，南北向纵深约1100m，自然山体东侧及北侧已被开挖成残丘、纵横交错的沟壑和孤立的岩堆、大小不一的崖面等多种形态。修复区面积约49.36公顷，消纳建筑弃土方量约632万方。

按照土方消纳及景观营造要求，结合山体稳定性分析的基础上，提出山体生态修复及土消纳方案，通过地基处理、排水布置、弃土堆填、防护、监测及绿化等治理措施，确保山体治理稳定、渣土填埋安全，在此基础上实施山体复绿工程。

2、破损山体修复技术措施

2.1 基础处理技术措施

（1）软弱基础处理措施

淤泥质地基采用换填或抛石挤淤的方法进行地基处理；软弱基础采用砂石桩或强夯的方法进行地基处理；换填方式待淤泥挖出后，同下文山体堆填技术要求进行回填。

1）抛石挤淤技术

石料选用粒径尺寸不小于30cm，浸水抗压强度不小于20Mpa的块石。抛石前进行测量放线，确定抛石范围。抛石应由单侧抛置，自地面高侧向低侧抛投，采用推土机和挖掘机配合进行，方法为进占法；首先由挖掘机在作业半径内均匀抛第一层块石，完成后，挖掘机来回走动碾压，待块石沉入淤泥齐平后，可进行第二层抛石，完成后用同样方法进行碾压，若块石无明显沉降，可向前延伸进行下一段施工，若块石沉降量较大，则需再抛一层块石碾压，直至块石沉降量较小为止。

2）砂石桩技术

根据处理面积及布桩方式、间距在现场用小木桩标出桩位，桩位偏差不得大于3厘米，竖向偏斜不得大于1%。并做好试桩试验，掌握施工工艺，保证单桩桩体强度不小于3MPa，确定最佳孔心距、振动电流及填料数量等；桩的施工顺序，在软弱土层采用由里向外从一边推向另一边的方式，以利于挤走部分软土，对于抗剪强度较低的软黏土或淤泥地基，为了减少制桩对软土的扰动，宜采用隔桩跳打的方式；为避免缩径或者断桩，必须控制每米桩长投石量，实际每米桩身投石量不得小于计算投石量的1.2倍；砂石桩密度主要靠贯入度控制及“少吃多餐”予以保证，贯入度控制就是在保证桩长和投石量的前提下，每米桩要见到“不进锤”（即在锤击行程大于3m，一次锤击后桩面下降小于5cm的这一锤）；桩位中心与桩点应尽量重合，偏差不得大于桩距的5%，严禁漏桩，垂直度偏差<3度。

3）强夯技术

施工前，应对振动、噪声和扬尘对周围环境等造成的影响及风险进行评估，采取有效的防护措施。强夯过程中采用台阶法进行强夯施工，完成后对台阶部位进行补夯处理；强夯施工过程中安排专人进行盯控，做好夯沉量、隆起量、夯击击数、夯击顺序记录。应采取措施，做好施工期排水。

（2）其他基础处理措施

当填方区域地基情况满足设计要求，但原始地面自然横坡陡于1：6时，应在斜坡上分级挖成宽度不小于2.0m，并向内倾斜2～4%的台阶，若为土质边坡，则用夯实机具加以夯实后方可进行分层碾压填土。

2.2 堆填山体排水措施

（1）堆填山体内部排水措施

堆填山体内部排水采用排水盲沟技术，盲沟采取纵、横向布置，盲沟四周铺裹两层渗水无纺土工布作为反滤层，无纺土工布规格选用不小于300g/㎡；所有纵向、横向渗水无纺土工布搭接面搭接长度≥30cm，盲沟材料为块石、卵（碎）砾石，粒径3cm～10cm，强度≥30MPa，且不得有风化、软化现象。

（2）堆填山体外部排水措施

经调查及研究，山体堆填完成后的3年～5年内存在自然沉降，而常规的硬质材料排水沟随山体沉降后会出现不同程度的拉裂现象，因此，选用柔性材料两布一膜加镀高尔凡覆高耐磨有机涂层雷诺护垫技术成为此類工程山体外部排水的首选方案。根据城市破损山体修复型弃土场技术特点，山体堆填完成后，山体外部将布置有坡脚排水明渠、截洪沟、消能区、马道排水沟，以及在坡体设置急流槽等排水系统。根据实际流速参考流速表选择衬砌方案，拟采用17～30cm雷诺护垫防护，下部铺设两布一膜土工布反滤、防渗；坡脚排水明渠、截洪沟、消能区、马道排水沟以及在坡体设置急流槽等断面尺寸根据计算后的汇水量确定。

2.3 弃土消纳堆填措施

采用城市建筑弃土进行破损山体生态修复前，首先按照土方消纳需求及景观营造要求，结合山体稳定性分析的基础上，确定山形、山势，山体防护及堆山方案。

（1）施工前场地处理

场地堆填前除进行基础处理外还应进行原始面排水、清除浮淤、清除表层耕植土等工作，清表厚度0.5m，清除的淤泥及淤泥质粘土可用于绿化种植花木，但不可作为回填土使用；填方地段现状地面应经检压至无回弹、无明显沉陷后方可填土。

（2）填料及压实要求

压实填土的填料选用粉质粘土、灰土、级配较好的砂土或碎石土，以及质地坚硬、性能稳定、无腐蚀和无放射性危害的工业废料等。回填土不得使用泥炭、淤泥、冻土、膨胀土、污染土、有机质土含量大于5%的土料及工业污染土。

场地范围内压实度要求按重型击实标准，由于采用杂填土进行回填压实，压实度每层回填压实度不低于85%。碾压法和震动压实法施工时，应根据压实机械的压实性能，地基土性质、密实度、压实系数和含水量等，结合现场试验确定碾压分层厚度、碾压遍数、碾压范围等施工参数。

（3）填土碾压技术

填土应按确定的山形、山势，分层填筑、碾压，每层虚铺厚度根据不同压实机具确定最佳厚度，经检验达到压实度要求，其外观无回弹、起皮后，方可进行下一层填土。雨季施工时填土应随铺随压，若土壤含水量过大，有翻浆回弹现象，应开挖晾晒，处理后重新碾压，对地面坡度陡于1：5的地段，应开挖梯坎后进行填土。

采用振动压路机进行碾压，土方填筑松铺土厚度不大于50cm，填方高程误差为+5.5cm，确保坡项以下10m及边坡坡面往内约10m厚度范围应保证回填土料为透水性较小的粉质黏土，防止坡顶及坡面渗水。碾压遍数应为：静压一遍、弱振一遍、强振二遍、弱振一遍（往返为一遍）；面层要求光面再加静压慢走一次，共计6遍（静2动4）。压路机的最大碾压行使速度不宜超过4km/h。分段分区施工时，各段土层之间应设立标志，纵向搭接宽度不小于0.5m，横向搭接长度不小于0.5m，防止漏压、欠压和过压，同时分段碾压时接茬处应做成不陡于1：5的斜坡，上下层分段位置应错开不小于3.0m，碾压时碾迹应重叠1.0m。对每层填土料的规定含水量进行取样检查外，施工土方含水量与设计最优含水量偏差在±2%范围内，填土应严格控制含水量，施工前应检验，当土的含水量大于最优含水量范围时，应采用翻松、晾晒、风干法降低含水量，或采用换土回填、均匀掺入干土或其他吸水材料等措施来降低土的含水量。若由于含水量过大夯实时产生橡皮土，应翻松晾干至最佳含水量时再填筑。如含水量偏低，可采用预先洒水润湿。

（4）边坡修整

为符合山形要求，在山坡的变化处做到坡度的流畅，每堆筑2m高度对山体坡面边线按设计体型进行一次修整，采用人工配合反铲进行作业，以符合山形要求。

整个山体回填完成后，再依据施工图平面等高线尺寸形状和竖向设计的要求自上而下对整个山体的山形变化点精细地修整一次，以人工作业为主、机械配合为辅。要做到山体地形不积水，山脊、山坡曲线顺畅柔和，边坡修整完成后对山体边坡覆盖高密度土工布进行防护。

2.4 山体边坡防护措施

城市破损山体修复型弃土场技术中堆填山体边坡以自稳定为主，但山体修复治理区堆填料高度较高，为防止局部堆填山体边坡发生滑移变形、破坏，在山体内部布置有阻滑键及在坡脚区域布置抗滑桩与加筋土工格栅土坝相结合等措施抗滑移。

（1）加筋土工格栅土坝技术

①按基础处理要求清除基底地表覆盖层及不良岩土，对基底进行碾夯，陡坡处按设计要求在清除后的基岩上开挖台阶（沿路线横、纵方向均要求），开挖后回填中硬质岩；

②填区应严格分层填筑，分层压实，分层检测，经检验合格方可进行下一层土方回填。压实度检验，可采用环刀法、静力触探等方法；

③施工期间应做好临时排水，已填筑好的区域与天然坡面形成临时排水沟。并设高填方观测装置，对填筑过程中沉降变形实行动态监控。

（2）抗滑樁技术

①抗滑桩桩孔施工前应详细了解地质、地下水文情况，桩孔开挖中若发现风化岩层与勘察报告、设计文件有较大差异时，应及时告知监理单位，与建设单位、勘察设计单位共同协商研究处理。开挖桩孔应按由浅至深、由两侧向中间的顺序施工，从两端沿抗滑桩主轴线间隔1～2孔开挖。桩身强度不低于75%时可开挖邻桩，一般为桩身混凝土灌注完毕1d后，方可进行邻桩开挖；

②为确保开挖施工安全和孔壁质量要求，应采用分节开挖，每节高度宜为0.6～2.0m，挖一节立即支护一节。禁止在滑动面或土石层变化处分节；护壁后的桩孔应保持垂直、光滑，必须保证护壁不侵入桩截面净空以内。桩孔开挖过程中应随时校准其垂直度和净空尺寸。必须严格控制成孔质量，孔位偏差不大于10cm，孔径不小于设计桩径，倾斜度不大于0.5%，孔深不小于设计孔深；确定终孔后，应立即对桩孔底进行清理，做10cm厚砂浆垫层，以防止纵向钢筋直接置入桩孔残存渣石中无保护层而锈蚀；

③开挖应在上一节护壁混凝土终凝后进行，护壁混凝土模板的支撑应在混凝土强度达到能保持护壁结构不变形后方可拆除，一般为灌注24h以后。每开挖一节，做好该节护壁，护壁各节纵向钢筋应焊接连接，禁止简单绑扎；

④桩孔开挖过程中应及时排除孔内积水。当滑体富水性较差时，可采用坑内直接排水；当滑体富水性较好、水量较大时，宜采用桩孔外管泵降排水；

⑤纵向钢筋接头采用对头焊接或套筒连接，采用对头焊接连接时，焊缝长度应≥10d，（d为纵筋直径）。每一截面焊接根数不超过50%，接头间距应≥35d，并不得小于500。纵向钢筋与水平钢筋（加劲筋及螺旋筋）采用焊接时，交接处应焊牢。

2.5 堆填山体绿化

破损山体按设计山形填筑完成及陡坡坡面削坡完成后，要根据修复山体地区的气候特点，选择处于同一气候带的植物品种，主要的物种具有自我繁殖能力，易与当地植被融合，有利于保持长久并产生近自然修复效果，优先选用乡土植物、地带性植物对植物群落的健康，加快生态系统的恢复有着重要的意义；同时可以避免由于引进物种而带来的一系列问题甚至是产生物种大量入侵的灾难，坡面绿化按陡坡面绿化和缓坡面绿化布置。

选择根系发达的植被不但能够很好地固持土壤，保护边坡贫瘠的生长基质，还可以吸收岩石裂隙内深层水分，有较强的生命力。建筑弃土填筑山体边坡植被生境恶劣，植物生长、发育非常困难，坡面保水能力差，所以应该坚持以乔灌优先，以乔灌木为主，乔灌木的根系发达，可以穿透建植层深入岩石裂隙中，形成建植层和岩层根系交织的稳定结构，吸收深层水分，这有利于坡面的浅层防护作用。

结语：

工程实践证明，城市破损山体修复型弃土场技术的综合应用在破损山体修复整治中具有广阔的应用前景，因为城市破损山体修复型弃土场技术充分考虑利用城市建筑弃土进行破损山体生态修复，改善了生态环境和提升了城市整体形象；对服务国家中心城市建设，打造生态宜居城市，提高市民文明幸福指数都具有十分重要的现实意义；综合平衡渣土资源及破损山体生态修复需求，体现了技术应用的科学性，在城市破损山体生态修复工程中，城市破损山体修复型弃土场技术是一项首选方案，通过对城市破损山体修复型弃土场技术的研究，为以后类似工程设计提供了参考依据。

参考文献：

[1]郭锋，章梦涛，陈振峰.裸露山体缺口景观影响度及其生态修复技术[J].中国园林，2009， 25（11）：63-66.

[2]丰瞻，李少丽，周明涛.土木建筑工程施工-裸露山体生态修复技术研究[J].中国学术期刊文摘，2008，014（16）：9.

[3]陈仁和，苏静，何菁.裸露山体生态修复技术应用——以六合区银牛山地区为例[C].江苏省水利学会.第5届江苏水论坛论文集.2013：9-11，27.

[4]风景园林景观设计师手册.上海科学技术出版社.2009.8.