[发明专利]一种坑塘型洼地土石方填筑结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地基及边坡处理技术。

背景技术

矿山排土场堆放，机场、公路及铁路交通建设等领域均可能遇到池塘、深沟等坑塘型洼地的土石方填筑施工，特别是在山区则十分普遍。这类填方体存在两个突出的工程隐患：1凹坑底部可能形成一个积水区，特别是当底部岩层透水性较差时。底部积水不仅对上部的填土产生较大的浮托力，更会使得底部积水区的饱和土体剪切强度严重降低，进而诱发填方土体灾变。典型如2015年12月20日11时40分，广东省深圳市光明新区凤凰社区恒泰裕工业园发生的山体滑坡，造成至少73人遇难。深圳光明滑坡的主要滑坡原因为深沟堆填造成其底部凹坑内形成大量积水，使得填方底部形成超高水压力，在堆填扰动下易产生整体滑坡。2对于如机场填方体等最终形成较平整地面的大型填筑体，由于池塘等洼地的填筑体厚度大且可能形成积水区，存在地基刚度及沉降变形不匀等隐患。典型如山城重庆江北机场的修建过程中，就遇到很多池塘及深沟洼地，填筑过程中洼地排水及沉降控制问题尤为突出。

因此填筑后洼地底部的排水设计非常重要，现今大多相关的填筑方法如强夯法+坑底置换均没有设计工后洼地底部的排水措施。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种坑塘型洼地土石方填筑结构及施工方法，以解决工后洼地填筑体的地下排水及不均匀沉降两个技术难题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种坑塘型洼地土石方填筑结构，包括填土、坑底碎块石积水垫层、洼地周边基岩、坑底岩层、底部导水孔、导水孔内充填的碎石、填筑体周边截水沟和填筑体地表主排水沟。

所述填土、坑底碎块石积水垫层和导水孔内充填的碎石构成填筑体。

所述洼地周边基岩中间为洼地。所述洼地的侧壁为台阶状开挖面。所述洼地的底部坑底岩层具有若干底部导水孔。所述底部导水孔内填充碎石。所述底部导水孔上方为坑底碎块石积水垫层。所述坑底碎块石积水垫层上方是填土。

所述填土的边界即为填筑体边界。所述填筑体周边截水沟环绕填筑体边界。所述填土的上表面具有若干条排水沟。

进一步，所述底部导水孔直径≥100mm。

所述导水孔穿过洼地的坑底岩层的透水层岩体深度为h。坑底碎块石积水垫层高度为H，h大于或等于5～10倍H。

所述碎石是级配均匀的导水性良好的碎石，且具有抗风化及抗溶蚀能力，碎石最大粒径小于或等于0.2倍底部导水孔直径。

进一步，所述坑底碎块石积水垫层所用碎块石填料具有抗风化及抗溶蚀能力。

所述坑底碎块石积水垫层所用碎块石的最大粒径不大于40cm，不均匀系数Cu≥5，曲率系数Cc＝1～3。

坑底碎块石积水垫层高度为H，H不小于50cm。

进一步，所述台阶状开挖面的每一级台阶高度≤1m，台阶状开挖面的总体坡度为1:1～1:2。

进一步，所述填土需分层夯实或压实，填土的料级配均匀且最大块石粒径不超过80cm，如为强夯施工则每层填土厚度不超过6m，如为碾压措施则不超过2m。

进一步，所述填土的上表面具有若干条排水沟，至少三条。

每一条排水沟均是由填筑体地表主排水沟和填筑体地表排水支沟组成的树状排水沟。

其中一条排水沟为中心排水沟。所述中心排水沟布置于填筑体纵向中心剖面上，其余排水沟等分在中心排水沟两侧地表。

本发明还公开了针对上述坑塘型洼地土石方填筑结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：所述洼地为地表的凹坑或沟。疏干凹坑内积水，并清除坑底及侧壁淤泥及土体至基岩，开挖凹坑的侧壁成台阶状坡面。

S2：在凹坑底部布置并钻导水孔至坑底岩层的透水层岩体，向导水孔内充填碎石。

S3：向凹坑底部填筑积水垫层碎块石并压实。

S4：分层填筑且夯实或压实填土，直至设计标高，形成填土。

S5：施工地面的填筑体周边截水沟、地表排水沟。