摘要：近年来，随着我国经济的迅速发展和西部大开发战略的实施，大量造地项目正迅速的开展，由此形成了大面积的高填方地基，土方填筑质量和地下水治理是影响高填方地基稳定性的重要因素，本文对填筑体和地下排水系统的设计及施工技术进行了总结。
关键词：填筑体；压实度；盲沟；排水
0引言
近年来，随着我国经济的迅速发展和西部大开发战略的实施，大量造地项目正迅速的开展，如云南绿春削峰填谷项目、延安新城项目等。受到自然地形条件的限制，这些项目通常都是在山区进行开发建设，由此形成了大面积的高填方地基，其中高填方地基的稳定问题是工程建设中需要特别关注的问题之一。
如何保证填筑体压实度满足设计要求是高填方工程中的重中之重，其直接关系到整个场平工程的使用质量及使用周期。同时高填方地基的底部通常都是原始地形的排水流域和沟渠等，高填方场地形成后，为了确保填土的工程性状不受到地下水的冲刷破坏和降低地下水对场地稳定性的影响，在进行设计时也需要重点考虑场地内地下排水盲沟系统的优化设计与施工。
1填筑工程特点
高填方工程通常位于山区，其工程特点主要如下：
（1）压实体量大：回填土石方量巨大，碾压工作量巨大。
（2）场地复杂、技术难度高、施工难度大：有大面积平整场地碾压，也有局部靠近边坡处临边场地狭窄处碾压；具有超高填方、大土石方量、顺坡填筑及填筑材料选择余地小的特点。
（3）碾压工作制约着土方回填进度，进而制约整个工期。要保证整个工期要求碾压效率必须要高，可通过增加设备数量来加快施工进度。
（4）工作面集中、施工相互干扰大：多个施工标段，多个施工面，施工场地拥挤，工作面集中，施工相互干扰大。
2填料的选择与控制
（1）挖方区内的原状土都可用作场平回填料，不得使用淤泥、耕土、杂填土、冻土以及有机质含量大于5%的土作为填料，不得含有植物残体、垃圾等杂质。
（2）回填土料的含水量应接近最佳含水量的±2%，采用强夯法处理时，回填土的含水量控制在最佳含水量的±6%，含水量偏低时洒水增湿提高含水量。遇雨季场地含水量增大时，采取晾晒。
（3）填方与原地面接触部位应优先填筑硬质骨料。
3填筑体常用压实方案
填筑体常用压实方案主要有：碾压法、夯实法、振动压实法、冲击碾压法等。
（1）碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾及羊足碾等。平碾（光碾压路机）是一种以内燃机为动力的自行式压路机，重量6～15吨。羊足碾单位面积的压力比较大，土壤压实的效果好。羊足碾一般用于碾压粘性土，不适于砂性土，因在砂土中碾压时，土的颗粒受到羊足较大的单位压力后会向四面移动而使土的结构破坏。松土碾压宜先用轻碾压实，再用重碾压实，较好效果。碾压机械压实填方时，行驶速度不宜过快，一般平碾不应超过2km/h；羊足碾不应超过3km/h。
（2）夯实法
夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，土体孔隙被压缩，土粒排列得更加紧密。人工夯实所用的工具有木夯、石夯等；机械夯实常用的有内燃夯土机和蛙式打夯机和夯锤等。夯锤是借助起重机悬挂一重锤，提升到一定高度，自由下落，重复夯击基土表面。夯锤锤重1.5~3T，落距2.5~4m。还有一种强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的。其锤重8~30T，落距6~25m。其强大的冲击能可使地基深层得到加固。强夯法适用于粘性土、湿陷性黄土、碎石类填土地基的深层加固。
（3）振动压实法
振动压实法是将振动压实机放在土层表面，在压实机振动作用下，土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。振动碾是一种震动和碾压同时作用的高效能压实机械，比一般平碾提高功效1～2倍，可节省动力30%。用这种方法振实填料为爆破石渣、碎石类土、杂填土和粉性粘土等非粘性土效果较好。
（4）冲击碾压法
冲击碾压由曲线为边而构成的正多边形冲击轮在位能落差与行驶动能相结合下对工作面进行静压、搓揉、冲击。其高振幅、低频率冲击碾压使工作面下深层土石的密实度不断增加，受冲压土体逐渐接近于弹性状态，具有克服地面隐患的技术优势，是土石工程压实技术的新发展。
4常见排水盲沟形式
排水盲沟根据填充材料、结构形式等不同可分为块碎石盲沟、管式盲沟、洞式渗沟、支撑渗沟等。
4.1 块碎石盲沟
块碎石盲沟是由碎石、块石组成，碎、块石块外包裹土工布反滤。块碎石盲沟具有造价低、易于施工等优点，在地下水排水工程中经常使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但块碎石盲沟具有以下缺点：盲沟过水量少，水流速度慢；保证过水量前提下，盲沟断面尺寸大，开挖、回填土石方量大；盲沟过水所需的空隙容易淤积和堵塞，在重大工程中作为主要排渗体系使用时存在隐患。
4.2 管式盲沟
管式盲沟是在盲沟底部布置各种排水管涵作为主要排水通道，涵管周围填充碎石过滤或收集周边渗水。此类盲沟的排水作用主要通过涵管进行，因此可有利减少块碎石盲沟长期使用情况下的淤堵。受到涵管材料特性的限制，这类盲沟对覆土厚度的要求较高，通常不能超过10m，当覆土高度超过10m时，必须采取合理的结构措施保护管涵不被压坏。
4.3 洞式盲沟
高填方场平项目中，洞式盲沟使用的较少，此类盲沟在公路工程中使用的较多，通常是设置在路基范围外拦截地下水。在渗沟底部以片石浆砌成矩形排水槽，槽顶覆盖水泥混凝土盖板，形成排水洞，排水洞上方回填透水性填料[1]。
4.4支撑渗沟
支撑渗沟在边坡防护和滑坡防治中应用的较多。支撑渗沟分为主渗沟和支渗沟两种，两种沟型配合使用[2]。主渗沟沿坡向布置，支渗沟由主渗沟向两侧呈枝状布置，沟身埋于坡体内一定的深度，沟顶设浆砌片石肋形骨架，以拦截和排除表面径流水。
5盲沟设计要点
盲沟设计中主要涉及两部分内容：流量计算和盲沟断面设计（材料、尺寸等）。由于缺乏相关设计规范，目前在盲沟设计中主要还是参考公路排水设计中的一些规范方法。
根据《公路排水设计规范》，沟或管的泄水能力按照下式计算：
（5.1）
式中，Qc是沟或管的泄水能力（m3/s），v是沟或管内的平均流速（m/s），A是过水断面面积（m2）。
沟或管内的平均流速按下式计算：
（5.2）
式中，n是沟壁或管壁的粗糙系数，R是水力半径，I是水力坡度，可取用沟或管的底坡。各种沟壁和管壁的粗糙系数及水力半径等可参照《公路排水设计规范》相关规定计算。
根据平均降水入渗补给量和安全储备系数，确定盲沟断面设计过流量并最终确定盲沟断面材料和尺寸。
在地下泉眼丰富区域，盲沟设计中还需要将泉眼的渗流量考虑到平均入渗补给量中进行盲沟断面设计。
6盲沟施工要点
6.1 施工前准备工作
（1）排水盲沟施工前，根据施工场地原始地形测量结果，编制详细的排水盲沟施工方案。
（2）盲沟施工前，应首先进行基底清理工作，基岩出露区域，应清除表层覆盖层至基岩面，采用砂石回填，盲沟保持自然地形排水坡度，并确保纵坡坡度不小于1%。
（3）盲沟施工前应当对原地基进行处理，待地基检测合格后方可开始进行盲沟施工。
6.2 施工过程注意事项
（1）盲沟尽量保持原有排水路径，施工时注意调整盲沟长度，尽量保持平顺，避免局部坡度过小或过大。对于修建中遇到了陡坎、水沟、岩石等情况，进行局部妥善处理，使沟体完整，水流畅通。
（2）分段施工时，应严格控制泥量进入。若下游向盲沟方向尚未建成，暂不能将上游向盲沟与其接通，应设临时排水系统，防止淤阻。
（3）采用挖掘机进行主盲沟开挖，人工修整，挖掘时应预留保护厚度避免超挖扰动土层；次盲沟开挖应自低标高向高标高进行；当开挖至基岩时，在保证纵坡的情况下，可改线绕开基岩开挖盲沟；按盲沟设计的断面尺寸、坡度、长度要求修整沟壁和沟底。
7结论
高填方工程体量大、建设周期长、地域性差异大，在设计和施工过程中要综合考虑建设项目的工程地质及项目本身的特点，选取合适的压实方案和排水方案，确保设计和施工方案满足使用要求。同时可以看出，高填方工程的设计和施工目前仍以，经验法为主，在一些问题的设计和处理中仍然有不断改进的方向。以盲沟设计为例，针对堆石材料的渗透系数，很多学者采用了多种试验的方法进行了研究。高玉峰[3]、王勇[3]采用粗粒土进行了一系列的渗透试验，探讨了饱和方式和泥岩含量对堆石材料渗透性的影响；邱贤德[4]、阎宗岭[5]等采用模型试验研究了堆石材料的粒径特征对堆石材料渗透性的影响。在高填方项目中，填土高度对盲沟中块碎石材料渗透性的影响是值得研究的一个方向，可以采用模型试验结合已有的研究成果，综合考虑填土高度、堆石材料的饱和度、材料粒径分布特点等因素对堆石材料渗透性的影响。
参考文献：
[1]《公路排水设计规范》（JTJ 081-97）
[2]杨忠，覃小丽.浅谈支撑渗沟在某高陡岩土质混合边坡治理中的应用[J].岩土工程界，2009，12（12）：75-77
[3]高玉峰，王勇.饱和方式和泥岩含量对堆石料渗透系数的影响[J].岩石力学与工程学报，2007，26（S）：2959-2963.
[4]邱贤德，阎宗岭，刘立，王辉.堆石体粒径特征对其渗透性的影响[J].岩土力学，2004，25（6）：950-954.
[5]邱贤德，阎宗岭，姚本军，陶世宏.堆石体渗透特性的试验研究[J].四川大学学报（工程科学版），2003，35（2）：6-9.
论文作者:郑永磊
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第6期
论文发表时间:2019/10/15
标签：渗沟论文; 碎石论文; 压实论文; 地基论文; 工程论文; 含水量论文; 断面论文; 《建筑细部》2019年第6期论文;