一种圆台型可变坡比免压实土方填筑方法

一种 圆台型可变坡比免压实 土方填筑方法

鄢 凡

中冶京诚工程技术有限公司 北京 100176

【摘 要】随着社会的不断发展与进步，各种建筑产品结构形式不断推陈出新，同时在一定程度上对土方填筑技术提出了各种技术要求，根据某种科研基础设施的要求，需要结合各种变化的土质，不得采用机械夯实，并实现统一的坡比要求，通过此文中土方填筑方法和过程质量控制措施的实施，满足科研基础设施的技术要求，同时实现节约土方，保护自然环境的目的。

【关键词】可变坡比；圆台；拉应力

一、应用场景技术指标要求

填筑土堆呈圆台形，土堆内部罐体净空尺寸为：直径7.0±0.02m，侧壁垂直度±0.01m，底板水平度±0.01m；罐体主体为圆柱体，罐顶（盖）为拱形，罐顶圆中央与边缘的高度差为0.5m；土方填筑完成后土堆顶部直径大于等于9m，侧面坡比为1:1。

二、土方填筑方案简图

3. 土方试验

根据现场土源取样进行土工试验，获得试验数据如下：

3. 土方压力计算

4
.1计算简图

4.2参数取值

根据土工试验报告，回填夯实之后土层的密度 ，土体有效黏聚力 ，有效内摩擦角 。

4.3土压力计算

4.3.1计算原则

假定环横截面范围内拉应力为均匀分布；假定土体没有位移，侧土压力按静止土压力考虑，土体侧压力系数取静止土压力系数 ；局部土体侧压力分布参考《建筑边坡工程技术规范》GB 50330-2013中附录B中的计算方法，计算过程中忽略土体黏聚力的有利作用。

图2.2 局部土压力计算方式示意图

图中， 为土体坡脚，没有支护条件下，不得大于土体有效内摩擦角 ；

侧土压力 计算公式如下：

4.3.2顶层环

钢环直径 ，厚度

(1)钢环顶部 ，钢环底部

(2)横截面拉力

(3)横截面拉应力

4.3.3第二层环

钢环直径 ，厚度

由
图2.3可知，由于顶层环的存在，第二层环上部土体仅有图中填实区域对第二层环有影响，可采用《建筑边坡工程技术规范》中附录B的方法进行计算。

图2.3 第二层环以上土体对第二层环的作用示意图

(1)第二层环内土体对环产生的土压力：钢环顶部 ，钢环底部

(2)由阴影区域土体对本层环顶产生的侧土压力：钢环顶部 ，钢环底部

(3)横截面拉力

(4)横截面拉应力

4.3.4第三、四层环

同第二层环计算方法可得：

第三层环横截面拉力

第三层环横截面拉应力

第四层环横截面拉力

第四层环横截面拉应力

3. 围护材料的选择

根据理论计算结果，依据围护材料拉应力大于理论值及经济适用的选材原则，结合市场上的常规建筑材料，本方案围护材料选择使用0.3-0.4mm的彩涂板。

3. 方案实施

6.1适用范围

本方案适用于圆台型可变坡比免压实土方回填施工作业，回填作业一般不需要机械压实，成型土体为圆台，且需要保证填筑坡比，回填材料为土方等松散材料，围护材料拉应力大于回填材料水平侧压力。坡比变化时，通过调整各层的围护材料周长大小而实现坡比要求。

6.2作业条件

6.2.1对施工机械操作人员及作业人员进行施工前的技术交底工作，确保施工机械和作用人员按照要求完成回填覆土工作。

6.2.2确定施工机械土方运输线路及填筑时行进路线，合理安排机械，提高运输效率。

6.2.3所有的装载机、挖掘机、土方运输车等机械及操作人员的各种证件必须齐全，持证上岗。

6.2.4须完成上道工序的所有工作，验收合格后并征得相关方同意后方可进行填筑施工。

6.2.5人工将基坑内及土方掩埋范围内的垃圾、废物清理干净，基底进行机械初平。

6.2.6熟悉图纸，了解填筑技术参数要求。

6.2.7明确土源地，进行土源地实地勘察，并进行安全风险评估。

6.3人员准备

6.3.1根据工程施工需要，配备足够的施工管理人员及作业劳动力，确保按项目总体计划完成该项工作的安全、质量、进度等任务。主要劳动力配备见(附表1)。

6.3.2土方运输车辆司机须具有有效的驾驶证件，且符合交管部门要求。

6.3.3挖掘及装载机械操作人员须具备有效证件并符合相关部门的要求。

6.3.4施工作业人员须完成岗前培训。

6.3.5每班次作业前，组织班前会。明确当班回填作业的区域、工程量、机械设备配置、夜间回填的照明和值班安排、进出场运输车辆的环保要求等。

6.3.6参与土方回填作业和管理的有关人员应按要求配置好个人防护用品，包括安全帽、手套、雨靴、手电筒、口罩、盒尺、对讲机等，个人防护用品的配置符合有关劳动保护和施工作业的需要。

主要劳动力配备(附表1)

6.4机具准备

6.4.1本工程拟用机械、机具进场验收合格后方可使用。

6.4.2拟用车辆须具有相关管理部门的有效证件（如渣土运输证、车辆行驶证等）。

6.4.3检测设备、仪器、工具须具有合格证及有效的检测鉴定合格报告及使用期限。

6.4.4根据现场施工作业条件，科学、合理的安排和使用回填等机具：

主要施工机具配备 附表2

6.5材料准备

6.5.1填料土

填筑所用的土方使用指定的土源，不得随意私自取土回填，单个填筑区使用土方量在550至650立左右，不得破坏现场草坪，同时须对作业区范围内所涉及的草坪进行保护性揭除（根据不同区域的实际地形，初步估计单个填筑区域揭除面积在500㎡左右）。

6.5.2围护材料

根据围护方法不同，可选用不同的围护材料，本方案中单个填筑区域彩涂板用量155米（宽1米）。

6.6技术要点

6.6.1对罐体上方覆土时保证土层厚度均匀、对称覆土，以防止下方罐体顶盖或物体发生位移，影响使用。

6.6.2严禁机械碾压罐体或下方物体，机械回填、覆土、造型时机械在半径为9.45m至14.45m的环形区域内行走，严禁行驶到罐体或下方物体上方。

注：机械行走区域宽度为5m（覆土下部环绕半径9.45m至14.45m ）

6.6.3覆土时应将罐体周围草坪揭开，保证覆土时草坪不被回填土覆盖、有效保护生态环境；

6.6.4土方回填时有专人指挥机械，确保周围安全并保证机械不碰撞、碾压罐体；

6.6.5回填基坑时如土料中有石块，应在保证不碰撞罐体侧壁的情况下缓慢回填，若石块过大，则不得回填；

6.6.6图1示意坡比为1：1，围护材料按图示尺寸进行裁剪，保证搭接尺寸（50CM),安装时保证各层为同心圆。坡比变化时，通过调整各层的围护材料周长大小而实现坡比要求。

6.6.7覆土造型加固多采用挖掘机，当机械触及不到的地方用人工平整压实土方；多采用机械造型，使上顶面直径控制在允许误差范围内，机械粗整后，若超过误差范围，局部可考虑采用人工修整。

6.6.8当土料含水率过低时，洒水适当湿润提高土的粘聚力，达到加固土体和控制扬尘的目

6.7作业流程图

土源选择

土工试验

土场准备

坡比测量

土方装车运输

运至指点卸土区

围护材料敷设

机械沿环形路线循环行进作业

环形均匀对称回填土方

验收

罐体验收合格

测含水率

人工辅助完成

测试仪器安装

围护材料敷设（彩板）

坡比测量

验收

人工辅助完成

围护材料敷设（彩板）

坡比测量

验收

土方装车运输

运至指点卸土区

围护材料敷设

机械沿环形路线循环行进作业

环形均匀对称回填土方

罐体验收合格

测含水率

测试仪器安装

人工辅助完成

围护材料敷设（彩板）

坡比测量

验收

6.8作业要点

1）上道工序验收合格并完成其他工作；

2）进行土工（松散填筑料）试验；获得材料密度、摩擦角、粘聚力数据；

3）根据试验数据计算水平拉压力，从而选择适用的围护材料

4）填筑施工区域进行粗略平整；

5）依据坡比和材料尺寸要求，划分堆土层级，并计算各层圆周直径；

6）对土工材料进行裁剪，裁剪时要考虑搭接预留量；

7）进行土工材料敷设，敷设时利用任何其它辅助材料（木条或竹片），力求彩钢板直立，布置成圆形，圆心为圆台的中心线，彩钢板连接处搭接50CM，采用拉铆枪、铆钉或其它方式连接。

8）使用挖掘机沿环形路线循环行走均匀回填土方（松散填筑料）至平整，此过程中，采用人工辅助保障彩钢板力求达到直立状态，覆土高度与彩钢板上沿基本齐平；至此为止，首层填筑完成，并进行尺寸检测；

9）依次进行其它各层彩钢板敷设与土方填筑，直至达到高度要求；

10）自上向下，使用挖掘机覆盖各层段间隔区域，掩埋全部外漏的彩钢板（彩涂板外漏程度取决于堆土划分层级与各层彩钢板的高度，层级越多，层高越小，掩埋效果越好）；

11）对堆土造型形状及坡比进行测量验收，检查是否符合要求；

6.9质量检验

6.9.1土回填整形过程中进行坡比检测，用自制的坡率测量仪进行检测。其测定后的坡率未达到设计要求的，须进行人工辅助机械修整，直至坡率符合要求为止。回填土坡率标准及填筑要求具体根据设计图纸确定。

坡率设计指标如下：

6.9.2土方回填完成后，应及时组织相应的检验批验收，具体的验收内容和标准、方法可参照下表：

6.9.3外观鉴定：

边坡坡面平顺、稳定，不得亏坡，曲线圆滑。

10