周勤勞
【摘要】本文通過西安市清涼山森林公園建設選址,規(guī)劃設計的基本理念,功能分區(qū),主要構筑物的選址和建設過程中處理垃圾土地基的案例分析,總結設計過程中的雜填土處理方法,為今后同類問題的建設提供參考。
【關鍵詞】垃圾;地基;處理
隨著城市建設的不斷擴大,城市建設的用地越來越少,尤其是房地產的持續(xù)擴張,公用綠地越來越受到擠壓,建設城市綠地只能選擇那些地形復雜,垃圾堆積成山、電纜縱橫交錯或者是遺址文保等開發(fā)難度較大的地塊,這種地塊開發(fā)成本高,不利于房地產開發(fā)。
清涼山森林公園位于西安市長安區(qū)上塔坡村,東臨東儀路,南臨西部大道,東臨規(guī)劃路。占地約494畝。東側為清涼寺(唐代遺址),場地內分布11條高壓線路(15千伏-330千伏),東北部為垃圾填埋區(qū)域,屬于典型難開發(fā)地塊。
1、地形特征
工程場地地貌單元主要為黃土臺塬,西南的局部為皂河一級階地??傮w趨勢北高南低,場地地形起伏,地面高程431.20~470.92m,最大高差39.72m。
場地中存在東北-西南走向的兩道陡坎,一般高度5.0~15.0m。場地北側為廢棄的磚窯,局部取土深度較大,后經人工回填,場地北部的人工填土(垃圾土)深度最大19.8m。場地表層局部堆積有拆遷后遺留的建筑垃圾,厚度最大8.7m。
圖1 地貌分界線及建筑垃圾區(qū)域
皂河一級階地:第四系全新統(tǒng)雜填土、沖洪積黃土狀土、中細砂、礫砂、粉質黏土、中更新統(tǒng)沖洪積粗礫砂、粉質黏土組成。
黃土臺塬:在勘探深度45m范圍內的地層巖性主要由第四系全新統(tǒng)雜填土、上更新統(tǒng)風積黃土、殘積古土壤及中更新統(tǒng)風積黃土、殘積古土壤組成。
陡坎邊坡:場地南側、西南側、西北側均有陡坎,局部高差約14.0m,長度較大,可能產生坍塌,影響坡下構筑物,應對其修坡固坡或采取相應的支擋等措施。
2、公園總體布局
擬建公園按照場地周邊的現(xiàn)狀及規(guī)劃、場地的自然高差和土壤物理及力學特性,劃分不同的功能分區(qū),按照垃圾不外運,減少土方的原則。規(guī)劃公園以休閑為主,植物覆蓋率80%,主要建筑物為竹林茶社、紫薇臺、休閑亭、老年活動中心、兒童活動中心、人工湖、佛緣廣場瀑布、停車場及商業(yè)配套設施等。
圖2 功能分區(qū)
臺地景觀區(qū):西北部垃圾的填埋區(qū),設有石峽、半山亭、景觀平臺、木棧道等園林小品,綠化種植為高密度種植區(qū)。會所服務區(qū):東部皂河一級階地。中心景觀區(qū):中部黃土臺塬和皂河一級階地,主要構筑物為安濟橋、鳳棲亭、主題雕塑,人工湖。南入口區(qū): 場地南側,本區(qū)與西部大道存在0-18米的高差,主要構筑物為入口大門、停車場、擋土墻構成的臺地。東北部為老年兒童活動區(qū)。
3、主要構筑物的地基處理方案
3.1人工湖
規(guī)劃人工湖位于皂河一級階地,地表以下除有部分垃圾外,主要是墓坑,埋深一般在2米至3.8米左右。場地屬于II自重濕陷性黃土。地基處理方案:完全探明墓穴和垃圾區(qū)域,挖除空洞、垃圾,采用黃土夯填,采用整片土(或灰土)墊層。湖底和湖側做HDPE防水膜,湖底為0.1米素混凝土。
3.2竹林茶社、半山亭、杜甫學館
規(guī)劃在北部垃圾填埋區(qū),由于雜填土厚度較大,其地基處理方案:設計基礎邊沿外放2.0m,挖除基礎下1.0m厚的雜填土,然后對地基土進行強夯,然后做整片1.0m厚灰土墊層,0.5厚的整體鋼筋混凝土筏板基礎。
3.3其它建(構)筑物地基基礎方案見下表
3.4安濟橋地基
根據場地的巖土工程條件,橋采用鉆孔灌注樁基礎。依據土工試驗結果,按規(guī)范JGJ94-2008查得各層土的鉆、挖孔灌注樁的極限側阻力標準值qsik和極限端阻力標準值qpk。根據擬建橋梁荷載分布特點進行經濟技術對比后,選取直徑800mm摩擦樁,其單樁豎向極限承載力通過試樁結果最后確定為35米。
3.5垃圾的填埋及種植區(qū)的土壤
由于垃圾土含有較大的空隙,不利于水分的儲存,而且含有有害物質,不利于植物的生長,且經雨水和澆灌用水易產生地面沉降。在設計中利用地形處理將垃圾下埋,地表覆蓋一米黃土。場地其他倒運垃圾分層堆積,要求邊填埋邊壓實,同時灑水增加其含水量,虛鋪1.0m,進行碾壓。填埋至設計高度后覆蓋1.0m黃土,植樹,與道路接壤部分設計重力式擋土墻。
3.6一級主環(huán)路地基
一級環(huán)路采用瀝青道路,路寬6.0米。一級道路設計為公園服務類車輛和消防車通道。在道路規(guī)劃上盡量避開不利地段。施工時先推出道路基槽,垃圾埋深較淺地段,全部挖除垃圾用黃土夯填,局部地段垃圾較深,采用強夯處理。利用施工期間的重型車輛碾壓,用現(xiàn)場磚廠的磚渣鋪設道路墊層。碾壓密實后鋪二灰石。
3.7佛緣廣場、瀑布地基
佛緣廣場,位于雜填土(垃圾)區(qū)域,垃圾層在15.6米以上。廣場上設有水池兩座,廣場與瀑布相連,高差13.0米。設計上采用強夯和注漿處理地基。瀑布背靠佛緣廣場,設計瀑布為兩層跌水,總高度為13.2米。結構設計為鋼筋混凝土筏板式扶壁擋土墻。地基處理:挖除建筑垃圾,強夯,黃土夯填,砂石墊層下用2:8灰土換土,厚度1.0m,寬度為基礎外放2.0m。
4、主要技術措施
為了減少地基變形引起的構筑物破壞,采用以下減少地基變形的措施:①減輕地基上的荷載,或擴大基礎底面面積,以減少基底附加應力。②加強基礎剛度,調整基礎形式、大小和埋置深度,以減少不均勻沉降。③ 合理安排建筑物平面使荷載分布均勻,控制加載速率。④安排合理的施工方案和施工順序,來調整一部分沉降差異。
4.1強夯法整片方案分析
強夯法的設計、施工和檢測應按規(guī)范GB50025-2004和其它規(guī)范的相關規(guī)定執(zhí)行。在強夯土表面設置0.5m厚的整片灰土墊層;強夯范圍應外擴2米,單擊夯擊能4000kN·m,點夯一遍,夯點布置為6x6米,中間加一點,每點8擊,錘印重疊1/4,每點1擊。其最終承載力值通過靜載荷試驗確定。
4.2灰土擠密樁方案分析
根據場地地質條件,為消除地基濕陷性,采用灰土擠密樁方案,樁長選5.0~6.0m。經灰土擠密樁處理后,濕陷性黃土層的剩余濕陷量不大于200mm。基底宜設置0.5m厚的整片灰土墊層,最終承載力值通過靜載荷試驗確定。
4.3注漿處理方案分析
垃圾土和雜填土,其級配不均勻,松散,有空隙,采用水泥注入漿法加固填土地基。處理方案:注漿深度為下方2.0米,注漿孔采用梅花形布置,孔間距0.7米,漿液為水泥漿,水灰比0.7,注漿壓力0.6mpa,注漿管為35mm端頭注漿式鋼管,采用震動沉管方法下沉至2.0米深,自下而上分段式注漿。
4.4 灰土整片地基方案分析
采用整片土(或灰土)墊層。根據《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-2004,在自重濕陷性黃土場地,設1.00~2.50m厚的土(或灰土)墊層。土(或灰土)墊層的壓實系數(shù)不得小于0.97。做鋼筋混凝土整片筏板基礎,減少不均勻沉降。
結語:
本工程建成三年來,除種植區(qū)產生部分不均勻沉降以外,構筑物,廣場、道路等未見明顯的不均勻沉降,達到了設計要求。合理處理了城市垃圾的堆放、填埋,具有環(huán)保、節(jié)約用地,節(jié)約資金、施工簡單、可操作性強、施工方便等優(yōu)點。
參考文獻:
[1]《清涼山森林公園項目巖土工程勘察報告》
[2]《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》(GB50025-2004)
[3]《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002
[4]《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011-2010)
[5]《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ94-2008)
作者簡介:
周勤勞,西安市古建園林設計研究院,陜西西安。