建筑工程土壤保護策略初探

高春泥　劉勇　張雪楊　尹元銀　張雪

摘 要：建筑工程作業時，不可避免地對原生土壤造成損害，因此在建筑工程施工對土壤進行保護已刻不容緩。基于此，從表土資源調查、表土資源保護、表土資源改良等方面總結土壤保護措施，對建筑工程土壤保護策略進行探討，以期為建筑工程施工中的土壤保護工作提供技術支撐。

關鍵詞：建筑工程；土壤退化；土壤保護

中圖分類號：S157? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）12-0095-03

0 引言

隨著建筑工程規模不斷擴大，建筑工程建設往往需要占用大面積土地，并開展規模龐大的拆遷、挖土、爆破等活動。這些活動會導致土壤的物理破壞，進而影響土壤質量，尤其是會破壞表土層原有的土層結構、土壤級配、土壤團聚體組成及土壤生物生存環境[1-2]。

在建筑工程后期進行植被恢復時，表土的保水性、保肥性、透氣性及生產力通常較差，植被難以在遭受破壞的表土中生長。為此在綠化前通常需要對表土進行立地條件改良，即采取表土改良措施。在生態環境惡劣地區，還會存在表土缺口，通常需要外購表土或耕植土，或就地取材、開展土壤熟化作業。

自然條件下，1 cm厚腐殖質層土壤的形成通常需要200～400年。無論是從表土的形成時間，還是從經濟、資源、生態等方面考慮，在建筑工程施工過程中實施土壤保護，都有利于保護地表熟土資源，提高土地生產力，保證耕地占補平衡，堅守耕地紅線，對生態文明建設具有極其重要的作用。

1 建筑工程對土壤的影響

建筑工程施工中對土壤的破壞主要體現在兩方面。一方面，建筑工程在土方開挖過程中將大面積擾動原生土壤及植被，且建筑工程占用的地塊一般是城鎮周圍平坦的土地。這種土地有機質豐富、土壤肥力較高，擾動后土壤結構的改變可能影響土壤質量。雖然后期部分土地空間還能在一定程度或一定比例上復墾或恢復植被，但其通常在拆除廢棄建筑物或在建筑物頂層進行，無法使土壤恢復至原有狀態。

另一方面，建筑工程施工結束后，房屋、道路、廣場、地下水電暖等設施下，用于覆蓋土壤的材料都具有不透水甚至不透氣的特性，如水泥、磚塊兒、金屬制品、玻璃制品、塑料制品等。土壤因長期被建筑物或建筑材料覆蓋且缺乏水、陽光，致使無法生長植物，甚至無法生長微生物。因此在建筑工程施工前，對施工區土壤進行剝離及保護是非常必要的。

2 表土資源調查

在建筑工程開工前開展表土資源精確調查是保護、利用表土資源的前提，其中表土資源精確調查包括資料收集、表土分布調查和表土肥力調查。

建筑工程表土資源調查所需收集資料主要包括：項目區占地范圍圖、土壤圖譜數據、土地利用現狀數據、土地利用總體規劃、基本農田數據、生態紅線數據等相關基礎數據成果。

表土分布調查首先應確定表土調查點位。在滿足調查位點的普遍性、代表性和多樣性的前提下，宜在工程建設區內隨機選擇代表性地段，進行表土調查點位選擇。

確定調查點位后，可通過土壤剖面進行表土厚度調查，并于每一調查樣點隨機選擇面積10 m×10 m的樣方，每個樣方采用對角線五點取樣法。對表層0～20 cm的土壤混合采樣，即可以測定表土的理化性質。

采集的樣品分成兩份，一份采集后立即放入冰箱冷藏用于測定土壤各種胞外酶的活性；另一份土壤樣品用于測定各種理化指標以及陰干后，研磨測定各種土壤營養指標。土壤檢測指標主要包括土壤質地、土壤有機質含量、pH值，以及土壤重金屬污染元素鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳和鋅等。此外，在同一塊樣地中，清除表層凋落物后，常使用容積100 cm3的土壤環刀采集表層土壤，以測定容重。

通過對表土分布、厚度、質量等特性進行分析后，可對工程范圍內表土資源量進行估算，為工程開工后的表土保護工作提供基礎數據支撐。

3 表土剝離與堆存

在建筑工程施工過程中，應先進行表土剝離，并選取特定位置進行表土堆存，同時還要對堆存的表土進行臨時防護。

3.1 表土剝離

表土可剝離量主要受工程區土地利用類型和表土厚度影響。根據前期現場調查的工程區表土分布、厚度情況，在全面保護表土資源的原則下，對土層深厚、肥沃的地方可適當深剝，對土層較薄、肥力不高的地方可適當淺剝。

表土剝離前，應建好施工平面控制網、高程系統，按設計要求精確地放出開挖高程及開挖邊線。表土剝離可采用機械設備淺層集土，并根據地形條件輔以人工集土，剝離的表土集中后采用運輸車運至堆存場集中堆置。

3.2 表土堆存

在表土堆存場選址時要綜合考慮場地條件、周邊設施影響情況等因素。應結合表土剝離量、場地地形地貌、地質條件、匯水面積、運距等初步確定場地，充分考慮堆存場周邊公共設施、基礎設施、工業企業、居民點等的安全影響，分析堆存場是否對周邊防護對象產生重大影響。表土堆存量較大、堆高較高時，還應參照棄渣場進行穩定性分析。

3.3 表土臨時防護

為保護剝離表土質量，需在表土堆存時采取措施進行覆蓋和圍擋。表土堆存場頂部及邊坡可使用可降解塑料膜和密目網進行遮蓋，以防止雨水淋溶。土堆四周可采用袋裝土進行堆砌作為圍擋，并在表土上播撒草籽進行臨時綠化。

4表土資源改良

土壤退化通常包括土壤生產力下降、土壤質地粗骨化、土層結構難保水保肥、土壤生物生境惡化等問題，需要通過復雜的立地條件改良進行綜合治理，包括對土壤生產力、土壤質地（級配或顆分）、土層結構、土壤生物生存環境等問題的改良[3]。

4.1 土壤質地改良

土壤質地對土壤保肥、保水、通氣、排水等特性均有顯著的影響。目前，通常使用美國制土壤質地三角圖確定土壤級配類型（圖1）。在該圖中，土壤主要由砂粒（粒徑0.05～2.0 mm）、粉粒（0.002～0.05 mm）、黏粒（＜0.002 mm）組成，其中壤土、黏壤土是適合絕大多數作物的土壤級配類型。

土壤質地改良主要是通過在待改良土壤中混入原土壤缺乏的顆粒（通常來源于篩分工程開挖所得的棄土），通過充分混合，使改良后土壤的級配盡可能地接近壤土或黏壤土。某些項目中可能存在特殊的土壤質地改良要求，例如水稻、蓮藕適宜栽植于黏土內，需因地制宜，設計具體的土壤質地改良方案。

4.2 土壤結構改良

與土壤級配相似，土層結構對三維空間（立體）內的土壤保肥、保水、通氣、排水等特性均有顯著的影響。土壤層次通常包括有機質層、腐殖質層、淋溶層、淀積層、母質層和母巖層。其中，與植被恢復產密切相關、需要進行土層改良的，通常只有表土層，即有機質層至淋溶層的區域。

表土層可劃分為耕作層和犁底層，其最優狀態是上砂（砂壤土、壤砂土）下黏（黏土、粉黏土、粉黏壤土），十分有利于將養分和水分長期固定于耕作層和犁底層上部，被稱為“蒙金土”。最不利狀態是上黏下砂，極不利于保水保肥，被稱為“砂漏土”。

犁底層因耕作過程形成，硬度較大，不利于水分和養分的交換，通常需對該層進行深耕深松。耕作層因長期的水土流失和農業生產過程，粉粒和黏粒容易流失，留下粗顆粒組分（砂粒的質量百分比很高，甚至出現大量粒徑＞2.0 mm砂礫石和石塊，保水保肥能力差，土壤生物生存環境迅速惡化，作物根系難以展開），通常采取翻耕下層心土、客土法等措施，使其達到改良效果。

4.3 土壤肥力改良

化肥施用后，10年內自然降解≤30%，植物吸收≤40%，進入水中≤30%，約10%會穩定地殘留于土壤內[4]。因此對土壤肥力改良前應對土壤肥力值進行測量，基于土壤測定結果，擬定土壤肥力改良方案。一般以施用不同配比有機物料、生物質炭、保水劑、復合肥等土壤改良劑的方式進行土壤肥力改良。

5 工程實踐的探討

5.1 表土資源精確調查及設計調配規劃

表土分布零散、涉及范圍廣泛，無法做到隨時挖土、隨時取樣，剝離的表土通常成塊存在。若按常規方式，在表土堆內取樣，樣品只能反映取樣土塊的養分情況，不能反映整個表土堆的養分水平。即便完成了調查，如何根據調查數據，對表土進行朔源式管理，仍然是十分困難的[5]。解決方法有以下兩種。

一是嚴格執行條帶表土外移剝離法等經典的表土剝離方式。這樣可對表土進行溯源式管理，在表土剝離前取樣即可準確掌握表土養分水平。缺點是對施工單位的技術水平要求較高，且所需的施工作業場地較大[6]。

二是充分混合剝離后的表土，然后再按常規方式取樣。這樣可以顯著提高土壤樣品的代表性。缺點是會顯著增加工作量，且會破壞土壤原有的大團聚體結構，使水分和部分養分更容易流失，不利于有機質的儲存，對表土造成二次傷害。

5.2 需要整體思考表土資源的保護及綜合利用

在現行的建設作業流程中，表土剝離及回覆、表土資源調配、表土改良、表土臨時堆存及防護、植被恢復等問題，通常被分塊交付于地勘、施工、水保及風景園林等不同專業進行勘察設計工作。

實際上，現行規范體系中涉及表土的內容仍十分有限，例如如何界定表土的可剝離性、如何分析表土的供求關系，如何確定實際的表土剝離量，如何判斷是否需要改良土壤，如何確定表土改良的強度、工作量及具體措施，植被恢復時植物的土壤適應性問題等實際工作中，必須攻克的重難點均未得到解決，無法為表土資源保護及綜合利用問題形成有效支撐[7]。只有打破專業邊界，整體思考表土資源保護及綜合利用的方案，才能真正做好工程建設中的生態恢復工作。

6 結束語

為完善建筑工程中的土壤保護工作，本文從表土資源調查、表土資源保護、表土資源改良等方面總結土壤保護措施，對建筑工程土壤保護策略進行探討，以期為建筑工程施工中的土壤保護工作提供技術支撐。

參考文獻

[1] 張雪楊，馬力，郭鎰維，等.基于工程設計經驗的表土保護與利用設計流程優化及思考[J].中國水土保持，2021（5）：21-26.

[2] 張振超，張琳琳，王冬梅，等.生產建設項目表土保護與利用[J].中國水土保持科學，2015，13（1）：127-132.

[3] 徐建明.土壤學（第四版）[M].北京：中國農業出版社，2019：37-277.

[4] 張福鎖.應對化肥價格暴漲需從四方面入手[N].中國科學報，2022-04-06（7992）：1.

[5] 劉會平，嚴家平，樊雯.不同覆土厚度的煤矸石充填復墾區土壤生產力評價[J]. 能源環境保護，2010，24（1）：52-56.

[6] 付梅臣，陳秋計.礦區生態復墾中表土剝離及其工藝[J].金屬礦山，2004（8）：63-65.

[7] 卞鳳鳴，胡海峰.淺議表土剝離實踐中的問題與對策：以吉林省為例[J].中國土地，2015（12）：41-42.

收稿日期：2023-10-10

作者簡介：高春泥（1993—），女，重慶人，博士，工程師，研究方向：土壤學、水土保持。