填土場地巖土工程勘察研究

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隨著人類建筑活動空間的不斷延伸，農村人口不斷涌向城市，城市不斷變遷向周邊邊緣發展，同時城市建設中的開挖填土和建筑垃圾不斷向城市周邊堆放，從而造成人工填土的分布范圍也越來越廣，如何正確評價、處理這種特殊土，勘察時應認識對待，稍有疏忽，就可能給工程建設帶來嚴重的后果。本文結合某工程填土區的工程實例，闡述了填土區域的勘察要求、方法及內容，并分析評價了填土的成分、工程特性及物理力學指標，同時結合高層工程建設的特點，對場地內分布的填土提出相應的處理意見及相關建議。

1工程概況

該工程位于新安縣畛河路與金斗路交叉口東南角。由五棟24~26層的高層住宅樓和兩層商場組成，地下一層為車庫。高層住宅樓為剪力墻結構，基底平均壓力為440~455kPa；兩層商場為框架結構，單柱荷載為2000kN；地下一層車庫為框架結構，單柱荷載為2400kN。

2填土勘察要求、方法及內容

本場區填土勘察的工作要點，經過調查及前期勘察工作，本場區分布填土主要為素填土，包括附近建房時整平場地和清理外運的地基土（含有大塊石和少量混凝土塊及預制混凝土塊）。填土勘察應包括以下內容：（1）搜集資料，調查地形和地物的變遷，填土的來源、堆積年限和堆積方式。（2）查明填土的分布、厚度、物質成分、顆粒級配、均勻性、密實性、壓縮性和濕陷性。（3）判定地下水對建筑物的腐蝕性。填土勘察的要求、方法：（1）查明建筑范圍內填土層的類型、深度、分布、工程特性，分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力。（2）查明埋藏物的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物。（3）根據擬建建筑物特征和場地巖土工程條件，提出合理的地基基礎建議。（4）勘探方法應根據填土性質確定。對有粉土或粘性土組成的素填土，可采用鉆探取樣、輕型鉆具與原位測試相結合的方法；對含較多顆粒成分的素填土和雜填土宜采用動力觸探、鉆探，并應布置一定數量的探井。

3填土的成份、成因、分布范圍、厚度、相關參數（包含濕陷量的值）以及濕陷性評價

擬建場地地形總體上呈西部高、東北部低，場地起伏較大，最大高程311.91m，最小高程296.07m，最大高差約15.84m，場地內存在陡坎，坡度約為60°~70°。場地上部表層多為新近回填的人工填土（據調查，場地填土多數在三年以內，局部回填時間在一年以內）。填土成份以粉質粘土為主，含碎石塊15%~30%左右，碎石成份以鈣質膠結物和風化砂巖碎塊為主，碎石粒徑一般⌀3~5cm，局部含有粒徑大于1.0m的大塊石。填土成因分兩種情況：①修建環城道路時，主要為清理溝底后采用素土分層輾壓回填處理，分布于場地北部；②南部為附近建房時整平場地和清理外運的地基土（含有大塊石和少量混凝土塊及預制混凝土塊）。填土的厚度：層厚3.80~19.60m，平均層厚11.38m。填土的相關參數：填土的各項物理性質指標詳見表1。由于該層填土為新近堆填（據調查，場地填土多數在三年以內，局部回填時間在一年以內），層厚及力學性質不均，含約碎石塊15%~30%，碎石粒徑一般⌀3~5cm，局部含有粒徑大于1.0m的大塊石，同時鉆機在該層填土施工過程中鉆進相當困難，較易塌孔，若人工挖取探井安全隱患很大，且不容易采取到原狀土樣。考慮到該層填土在將來地基施工過程中會全部用擠密法處理，處理后可不考慮濕陷性影響。

4場地穩定性與適宜性評價

勘察場地屬于山前坡地，建筑物位于新近回填的邊坡上，場地東側約80~90m為一沖溝，溝深約40m，坡度約為20°~30°。建筑場地與沖溝之間為一擬建小區，場地經素土分層碾實處理。建筑物設計施工時應考慮到土體失穩的可能性，必要時可進行場地地質災害評估或采取適當防治措施。勘察時未發現場地內有活動斷裂通過，采取適當的地基處理方案后，可進行建筑。

5填土處理方案評價

由于填土為新近堆填，土層不均勻，尚未完成自重固結，在未進行擠密處理前，采用鉆孔灌注樁時應考慮該層的側壁負摩阻的影響；在填土進行處理，并達到相關規范要求后，可考慮該層的側摩阻；但是本工程中場地填土處理受當地相關因素影響不能采取強夯措施，采用其他如擠密樁處理后地基承載力的提高不足以滿足主體建筑的荷載要求，故本次對填土的處理主要目的是防止其因欠固結沉降導致建筑物底板懸空和配套管線及附屬結構因不均勻沉降而破壞；結合后期鉆孔灌注樁基礎施工工藝要求，本場地對填土的處理方案建議采用素土擠密樁方案，施工時采用具有擠密效果明顯的設備。同時該場地地質勘察施工時，正好處于雨季，且該場地地勢較低，積水造成土的長時間浸泡，增加了地層的含水量。而填土中含有碎石，需采用泥漿護壁鉆進工藝，再次對地層的含水量形成影響。由此，造成土工試驗時填土部分樣的含水量和飽和度偏高，建議擠密樁施工前進行工藝性試樁，以確定施工可行性，之后再根據擠密樁的地基處理效果，確定鉆孔灌注樁的側摩阻參數。場地整平至設計基礎標高之后，可采用素土擠密樁法進行地基處理。素土擠密樁可按正方形布置，樁徑0.4m，樁間距為1.0m。樁長應穿過素填土處理至原土。處理后復合地基的承載力特征值應不小于150kPa。素土擠密樁處理地基的面積，應大于基礎或建筑物底層平面的面積，并應符合下列規定：當采用整片處理時，超出建筑物外墻基礎底面外緣的寬度，每邊不宜小于處理土層厚度的1/2，并不宜小于2m。復合地基地基竣工驗收時，承載力檢驗應采用復合地基載荷試驗確定。同時為了防止高層建筑物因欠固結沉降導致建筑物底板懸空給建筑物造成不利影響，建議高層建筑物用素土擠密樁地基處理后再進行鉆孔灌注樁施工；另外同時為了避免配套管線及附屬結構因不均勻沉降而破壞，其它附屬設施也可采用上述方法進行地基處理。具體地基處理措施方案應由設計部門根據建筑物結構特征和荷載情況進一步確定。

6結論和建議

填土通常指人類工程和生活活動過程中隨機堆填而成的無規則的無序堆積體，在建設工程中，填土通常位于地層的頂部，或作為新建建（構）筑物的基礎持力層，或作為基坑邊坡的坡體結構與荷載。填土因其特殊的成因，工程意義上有其特殊性，如常見的不均勻、欠固結、濕陷等，均是不利于工程安全的特性。因此，在充分調查了解填土特性的基礎上，提出針對性的合理利用和處理方案，就可將這種“無用”的廢棄填土場地變為有用之地，既可以節約土地資源，又可以保護周邊建（構）筑物，并改善區域環境。同時提出以下幾點建議：（1）對于地質條件復雜的場地，在建筑前必須進行詳細的巖土工程勘察，必要時可進行場地地質災害評估或采取適當防治措施。采取適當的地基處理方案后，可進行建筑。（2）在進行填土場地巖土工程條件評價時，應認識到填土場地所具有的不均勻性、低強度、高壓縮性，重點關注與這些性質相關的指標，以便做出準確判斷和分析。（3）填土地基基坑開挖后應進行施工驗槽。處理后的填土地基應進行質量檢驗。對復合地基，宜進行大面積載荷試驗。

參考文獻:

[1]GB50021-2001巖土工程勘察規范[S].2009.

[2]JGJ79-2002建筑地基處理技術規范[S].

作者:呂軍利 單位:河南省有色金屬地質勘查總院