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摘要：承载层回填质量的好坏对后续建筑地基处理的二次费用投入和基础施工工期可能产生了重大影响，同时承载层上部超载预压堆渣工程量大、安全风险高，为保证本工程承载层回填及堆渣开挖合理实施，应编制与现场相适应的施工方案。
关键词：回填质量；堆渣开挖方案
1.前言
田湾核电站扩建区土石方工程前后经历了山体开挖、承载层回填施工、超载预压堆渣、超载堆渣开挖等施工工序，其中承载层回填应重点关注施工质量，而承载层以上超载预压堆渣的开挖则需要考虑施工方案的安全、成本、进度等多种因素。在工程实施阶段施工人员做了大量基础技术分析工作，本文主要针对承载层回填施工、超载堆渣开挖等重点技术进行归纳总结。
2.承载层回填施工
厂区填方征地区域为原始耕地，局部分布有鱼塘、河沟，原始标高2～3m，设计场平标高5.8～7.6m，下卧持力层主要物理力学指标复杂多变。根据整体规划，填方区域拟用作生产临建区、设备材料堆放场地、施工活动区等，局部存在永久构筑物（打插塑料排水板并堆载预压处理，本文不作详述）。填方材料为开挖区爆破石渣，其中约80%为七～八类土，其余为微、中风化第六类土。规范[1]要求填方厚度以振动平碾0.6～1.5m计（8～15吨振动平碾，根据工程经验对爆破石渣宜进行6～8次碾压），爆破石渣粒径不超过压实厚度3/4（按振动碾计算），经计算填方石渣粒径应为0.45～1.125m，而设计要求地基处理区域回填石料粒径上限为0.5m，要求较规范标准偏高。但该要求在现场实施时需要区别对待：
（1）、对于存在淤泥的河沟或池塘，如果上部回填厚度过小，淤泥受到挤压作用力较弱，块石落底效果和挤淤效果不明显，导致回填层承载力局部不均匀，此种情况必须对淤泥进行清理，否则上部重车行驶存在重大安全隐患，极可能出现陷车、翻车的情况。如无清除淤泥的条件，尽可能选用大粒径块石换填处理后再填土，对于淤泥厚度较深处推土机应增加平推下压力度和推填遍数，保证该处重车行驶安全。
（2）、规范[1]虽未说明爆破石渣不可用作表层回填材料，但在表层中若出现粒径较大块石，将可能影响平板荷载试验等原位试验结果。平板载荷试验影响因素很多，包括填方材料的性质、级配、压实系数、含水率等，其有效深度范围为0.4m～0.5m，在这个深度范围内存在大块石会影响荷载的均匀传递，同时会对地基刚度和沉降均匀性产生较大影响，导致试验测试结果不稳定或不达标，严重影响后续施工。综上所述，在0.4m～0.5m深度范围内宜严格控制大于载荷板直径1/4的各类土和土石混合填料的含量，且表层摊铺过程中应使用推土机将碎石和细屑推至缝隙中填充，再施以振动碾压6～8遍并且在顶层表面凹凸处铺设混合料或粗粒砂。
（3）、因厂区回填面积较大，回填工作会分区进行，那么各施工区的接合部位应尽量保证回填料级配均匀和碾压质量，以提高结合部位力学性能，在上述部位尤其应控制大块率。
与主体结构或安装、调试工程相比，土石方工程质量要求简单、工期压缩性较大，但一概而论的话将会严重危害工程质量。由于客观条件限制，爆破效果不稳定，需要二次破解量较大，但限于进度目标的要求，在填方过程中难免存在超粒径块石，那么在施工过程中如何控制大块率？根据三门核电地基处理的实践经验，超出0.5m粒径块石体积含量应控制在一定比率内，宜按照20%控制[2]，并且应该均匀分布，不能过于集中或处于填方分段搭接处，大径面朝下，加以碎石及细小填方材料填充，且在碾压前洒水湿透，以提高压实效果。但实际施工过程中，我们发现按照第八类土的压实后可松性系数1.25，以及填土材料为爆破石渣等因素（标准最大干密度为原石密度）考虑，压实系数的设计值很难保证，且结果局部差异很大。有两种方法解决：一是在填方施工前应综合考虑上部结构基础形式和地基承载力需求，有重点有区别地确定合理的压实度、回填分层厚度、碾压遍数等指标，分类、分区域进行回填施工；二是为了保证密实度和压缩沉降周期现场采用了超载堆渣的方案。
3. 超载堆渣开挖
3.1挖方作业通道的选择
现结合3#核岛东侧石渣开挖进行简单分析，本次石渣堆量约为130万m3，占地约为90000m2，南北向长450m，东西向宽200m，以开山块石、碎石和砂土充填物为主的堆料场，工程量多、局部高差大，方案中必须重点考虑两个因素：一、安全因素；二、效率因素（进度、成本）。
（1）、因堆渣区高差较大，本工程采用自上而下的施工順序，逐层开挖。
（2）、施工初期，为保证道路纵坡坡比达到允许值，从堆料区东侧设置南北向上层坡道，以拉长坡道纵向长度、降低坡比，同时为施工初期上层作业面提供较长范围的挖掘作业面，在上层开挖过程中以“双口倒U型”坡道为主施工坡道，一边路口上车、一边路口下车的设计也正好缓解初期平台错车、调头的困难。
（3）、当上层作业面满足由中心向四周扩散的条件时，为减小运输距离和增加坡道安全性，在“双口倒U型”坡道中心位置可逐步调整为双车道或三车道的直上直下型东西向坡道。
（4）、下层作业面陆续跟进挖掘时，上下层作业面必须形成30m进深错台[3]。
3.2挖方平台高度的选择
对于开挖平台高度的选择，本次工程主要考虑了两方面因素：一，为满足施工手册中安全技术要求[3]，硬土质临时性挖方边坡不高于8m（本次分层开挖按基坑开挖考虑），碎石类土（充填坚硬、硬塑性粘土）的放坡比为1：0.5；二，由于工期非常紧迫、堆料场地紧张，堆渣区大部开山石料未经筛选便堆置在一起，而最终石料使用需要分规格分粒径。实践表明在采用单斗式反铲挖掘机进行挖掘作业时，大块石（较重）会优先滑落至底部，向上石料粒径依次递减，合理的分层挖方高度会提供现场所需不同尺寸规格的石料。结合施工规范和现场经验，经过一段时间的现场摸索，6～8m的分层挖方高度既能保证安全又可以经济高效地筛分石料。
3.3 局部高差较大处的开挖方案
本工程堆料局部最大高差达到24m，按照6-8m的分层要求，至少需要分三层。但堆料区高差达到24m的部位平面空间很小且不规则，因此两处不妥：一、第二层至第三层坡道的纵坡不够长，坡度满足不了重车行驶安全需要，将极可能引发安全事故；二、第三层开挖和第二层如果同时开挖必须形成30m进深错台，则第三层此时可展开的作业面已经相当小，对机械调度和进度推进极为不利。
那施工现场如何在分两层的前提下保证安全安全呢？首先，在第二层坡道开挖过程中应严格控制坡道顶面高度（保证顶标高为6～8m），在第二层开挖过程中，逐步朝纵深方向向上起坡，坡度不宜过大，一般以2%为宜，也就是说每起坡100m可以抬高作业面标高2m；同时，对于局部高差较大且无法消除的部位，在施工时配合修筑挖掘平台形成缓冲沟（严禁随意挖除坡脚石料，可能形成塌方），可适当将分层高度调高1-2m，由于缓冲沟的存在，石料全部滑落至沟中；最后，必须安排挖掘机对坡面、坡顶上大块悬石进行清除，作业时保证下部无施工活动。按此操作，挖方分层厚度实际已提升可8～12m，并且通过现场实践，以上施工措施完全满足安全需要。
4、结语
土石方工程之于施工承包商，可能会更注重效率、成本的考虑，而作为发包方，应加强工程质量、安全的监督，使工程四大控制更加合理、平衡。
参考文献：
[1]GBJ201-83，土方与爆破工程施工及验收规范 [S].1983
[2]黄小林，王明弹.排水固结法在大面积地基处理中的应用[R].上海：上海核工程研究设计院五所.2005：6
[3]建筑施工手册（第四版）编写组.建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003，283
关键词：回填质量；堆渣开挖方案
1.前言
田湾核电站扩建区土石方工程前后经历了山体开挖、承载层回填施工、超载预压堆渣、超载堆渣开挖等施工工序，其中承载层回填应重点关注施工质量，而承载层以上超载预压堆渣的开挖则需要考虑施工方案的安全、成本、进度等多种因素。在工程实施阶段施工人员做了大量基础技术分析工作，本文主要针对承载层回填施工、超载堆渣开挖等重点技术进行归纳总结。
2.承载层回填施工
厂区填方征地区域为原始耕地，局部分布有鱼塘、河沟，原始标高2～3m，设计场平标高5.8～7.6m，下卧持力层主要物理力学指标复杂多变。根据整体规划，填方区域拟用作生产临建区、设备材料堆放场地、施工活动区等，局部存在永久构筑物（打插塑料排水板并堆载预压处理，本文不作详述）。填方材料为开挖区爆破石渣，其中约80%为七～八类土，其余为微、中风化第六类土。规范[1]要求填方厚度以振动平碾0.6～1.5m计（8～15吨振动平碾，根据工程经验对爆破石渣宜进行6～8次碾压），爆破石渣粒径不超过压实厚度3/4（按振动碾计算），经计算填方石渣粒径应为0.45～1.125m，而设计要求地基处理区域回填石料粒径上限为0.5m，要求较规范标准偏高。但该要求在现场实施时需要区别对待：
（1）、对于存在淤泥的河沟或池塘，如果上部回填厚度过小，淤泥受到挤压作用力较弱，块石落底效果和挤淤效果不明显，导致回填层承载力局部不均匀，此种情况必须对淤泥进行清理，否则上部重车行驶存在重大安全隐患，极可能出现陷车、翻车的情况。如无清除淤泥的条件，尽可能选用大粒径块石换填处理后再填土，对于淤泥厚度较深处推土机应增加平推下压力度和推填遍数，保证该处重车行驶安全。
（2）、规范[1]虽未说明爆破石渣不可用作表层回填材料，但在表层中若出现粒径较大块石，将可能影响平板荷载试验等原位试验结果。平板载荷试验影响因素很多，包括填方材料的性质、级配、压实系数、含水率等，其有效深度范围为0.4m～0.5m，在这个深度范围内存在大块石会影响荷载的均匀传递，同时会对地基刚度和沉降均匀性产生较大影响，导致试验测试结果不稳定或不达标，严重影响后续施工。综上所述，在0.4m～0.5m深度范围内宜严格控制大于载荷板直径1/4的各类土和土石混合填料的含量，且表层摊铺过程中应使用推土机将碎石和细屑推至缝隙中填充，再施以振动碾压6～8遍并且在顶层表面凹凸处铺设混合料或粗粒砂。
（3）、因厂区回填面积较大，回填工作会分区进行，那么各施工区的接合部位应尽量保证回填料级配均匀和碾压质量，以提高结合部位力学性能，在上述部位尤其应控制大块率。
与主体结构或安装、调试工程相比，土石方工程质量要求简单、工期压缩性较大，但一概而论的话将会严重危害工程质量。由于客观条件限制，爆破效果不稳定，需要二次破解量较大，但限于进度目标的要求，在填方过程中难免存在超粒径块石，那么在施工过程中如何控制大块率？根据三门核电地基处理的实践经验，超出0.5m粒径块石体积含量应控制在一定比率内，宜按照20%控制[2]，并且应该均匀分布，不能过于集中或处于填方分段搭接处，大径面朝下，加以碎石及细小填方材料填充，且在碾压前洒水湿透，以提高压实效果。但实际施工过程中，我们发现按照第八类土的压实后可松性系数1.25，以及填土材料为爆破石渣等因素（标准最大干密度为原石密度）考虑，压实系数的设计值很难保证，且结果局部差异很大。有两种方法解决：一是在填方施工前应综合考虑上部结构基础形式和地基承载力需求，有重点有区别地确定合理的压实度、回填分层厚度、碾压遍数等指标，分类、分区域进行回填施工；二是为了保证密实度和压缩沉降周期现场采用了超载堆渣的方案。
3. 超载堆渣开挖
3.1挖方作业通道的选择
现结合3#核岛东侧石渣开挖进行简单分析，本次石渣堆量约为130万m3，占地约为90000m2，南北向长450m，东西向宽200m，以开山块石、碎石和砂土充填物为主的堆料场，工程量多、局部高差大，方案中必须重点考虑两个因素：一、安全因素；二、效率因素（进度、成本）。
（1）、因堆渣区高差较大，本工程采用自上而下的施工順序，逐层开挖。
（2）、施工初期，为保证道路纵坡坡比达到允许值，从堆料区东侧设置南北向上层坡道，以拉长坡道纵向长度、降低坡比，同时为施工初期上层作业面提供较长范围的挖掘作业面，在上层开挖过程中以“双口倒U型”坡道为主施工坡道，一边路口上车、一边路口下车的设计也正好缓解初期平台错车、调头的困难。
（3）、当上层作业面满足由中心向四周扩散的条件时，为减小运输距离和增加坡道安全性，在“双口倒U型”坡道中心位置可逐步调整为双车道或三车道的直上直下型东西向坡道。
（4）、下层作业面陆续跟进挖掘时，上下层作业面必须形成30m进深错台[3]。
3.2挖方平台高度的选择
对于开挖平台高度的选择，本次工程主要考虑了两方面因素：一，为满足施工手册中安全技术要求[3]，硬土质临时性挖方边坡不高于8m（本次分层开挖按基坑开挖考虑），碎石类土（充填坚硬、硬塑性粘土）的放坡比为1：0.5；二，由于工期非常紧迫、堆料场地紧张，堆渣区大部开山石料未经筛选便堆置在一起，而最终石料使用需要分规格分粒径。实践表明在采用单斗式反铲挖掘机进行挖掘作业时，大块石（较重）会优先滑落至底部，向上石料粒径依次递减，合理的分层挖方高度会提供现场所需不同尺寸规格的石料。结合施工规范和现场经验，经过一段时间的现场摸索，6～8m的分层挖方高度既能保证安全又可以经济高效地筛分石料。
3.3 局部高差较大处的开挖方案
本工程堆料局部最大高差达到24m，按照6-8m的分层要求，至少需要分三层。但堆料区高差达到24m的部位平面空间很小且不规则，因此两处不妥：一、第二层至第三层坡道的纵坡不够长，坡度满足不了重车行驶安全需要，将极可能引发安全事故；二、第三层开挖和第二层如果同时开挖必须形成30m进深错台，则第三层此时可展开的作业面已经相当小，对机械调度和进度推进极为不利。
那施工现场如何在分两层的前提下保证安全安全呢？首先，在第二层坡道开挖过程中应严格控制坡道顶面高度（保证顶标高为6～8m），在第二层开挖过程中，逐步朝纵深方向向上起坡，坡度不宜过大，一般以2%为宜，也就是说每起坡100m可以抬高作业面标高2m；同时，对于局部高差较大且无法消除的部位，在施工时配合修筑挖掘平台形成缓冲沟（严禁随意挖除坡脚石料，可能形成塌方），可适当将分层高度调高1-2m，由于缓冲沟的存在，石料全部滑落至沟中；最后，必须安排挖掘机对坡面、坡顶上大块悬石进行清除，作业时保证下部无施工活动。按此操作，挖方分层厚度实际已提升可8～12m，并且通过现场实践，以上施工措施完全满足安全需要。
4、结语
土石方工程之于施工承包商，可能会更注重效率、成本的考虑，而作为发包方，应加强工程质量、安全的监督，使工程四大控制更加合理、平衡。
参考文献：
[1]GBJ201-83，土方与爆破工程施工及验收规范 [S].1983
[2]黄小林，王明弹.排水固结法在大面积地基处理中的应用[R].上海：上海核工程研究设计院五所.2005：6
[3]建筑施工手册（第四版）编写组.建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003，283