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[摘要]阐述了某工程填土区域的勘察要求、方法及内容,并分析评价了填土的成分、工程特性及物理力学指标,同时结合高层工程建设的特点,对区域分布的填土提出相应的处理意见及相关建议。
[关键词]填土 勘察 地基处理
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-166-2
随着城市发展步伐加快,城市规模不断扩大,人口不断增多,原位于城市外围边缘或近郊区区域已发展成为城市规划区,这些场地已经或将要进行工程建设。本文结合某工程填土区的工程实例,阐述了填土区域的勘察要求、方法及内容,并分析评价了填土的成分、工程特性及物理力学指标,同时结合高层工程建设的特点,对某区域分布的填土提出相应的处理意见及相关建议。
1工程概况
根据历史资料,拟建场区原为乱掘地,分布有较多采石坑,同时近期挖掘现象也时有发生。场区内原分布的采石坑已基本掩埋,现状地表难以确定采石坑位置及规模。然而,填土地基的处理方法,直接影响到工程的工期、造价以及建( 构) 筑物的使用。因此,查明采石坑的位置,准确、客观地评价采石坑填埋物,在岩土工程勘察中尤为重要。
2本场区填土勘察的工作要点
经过调查及前期勘察工作,本场区分布填土主要为杂填土,包括建筑垃圾、砖灰渣等,局部分布生活垃圾等。
2.1填土勘察的主要内容
(1)地形和地物的变迁过程,堆填物的堆填时间、来源、物质成分、堆填方法。
(2)查明填土的分布、厚度、深度、均匀程度及相互接触关系。
(3)查明填土是否存在下卧软弱层,若存在查明其物理力学性质。
(4)查明填土的含水量、密度、颗粒级配、有机质含量、密实度、压缩性、湿陷性及腐蚀性。
2.2填土勘察的要求、方法
(1)勘探点的密度应能查明暗埋的塘、浜、坑的范围。本场区原为乱掘地,填土坑分布无规律、大小不一,为查明填土坑的分布位置,在一般工程勘察所规定的勘探点间距基础上,对于疑似存在填土坑的区域加密勘探点间距,勘探点的间距一般不大于 15 m,以进行有目的的追索、圈定。
(2)勘探孔深度应能穿透填土层,并应满足工程设计及地基加固施工的需要。根据场区内填土的物质组成,并结合类似工程地基处理经验,满足规范及设计的要求。
(3)勘探方法应根据填土性质确定。由于场区内杂填土含较多大块建筑垃圾,分布无序,主要采用动力触探、钻探的勘探手段,并适当布置了探井。
2.3各类施工方法对填土勘察的要求
该工程高层区部分拟采用桩基施工,停车场及低层商铺工程拟采用明挖施工。
2.3.1对于桩基施工
高层建筑部分拟采用桩基施工,承载力及变形要求较高,施工难度较高,对填土勘察工作提出很高的要求。地基勘察时,除应满足常规勘察要求外,还应重点查明填土的物质组成,包含物( 尤其建筑垃圾等) 大小、填土的湿陷性、对建筑材料的腐蚀性等。
2.3.2对于明挖施工
该工程停车场及低层商铺均拟采用明挖施工。场区内停车场配套设施埋深较浅,重要性级别较高,基底标高在填土层底面以上,该类地基勘察时,除满足对填土的常规勘察要求外,重点查明填土的密实度( 容重、空隙比) 、压缩模量、湿陷性、均匀性、承载能力。若建筑物基底标高在填土层底面以下,或拟定采用换填地基方案时,则主要查明填土的空间分布范围、主要物质成分和地下水分布特征等。
2.3.3基坑边坡工程
当基础开挖深度范围内存在较厚填土,对基坑边坡稳定有影响时,勘察前应掌握或了解基坑开挖深度、基坑周边管线、建( 构) 筑物等环境条件。勘察时应主要查明基坑开挖深度影响范围内填土的空间分布、厚度、密实度( 容重)、抗剪强度、湿陷性、均匀性; 查明填土的物质成分,特别是大块建筑垃圾含量、块体大小等; 查明地下水类型、水位、含水层厚度等
3场区填土的成分、分布情况及工程特性
(1)场区填土的成分:依据场区勘察,填土坑分布无规律、大小不一,分布范围很大,堆填物厚度变化大,几乎无层理,成分复杂,组成物质大小混杂,主要为杂填土、粉土素填土、卵石填土,局部含塑料袋、木块、布条等生活垃圾。
(2)场区填土的分布情况通过走访调查,场区内填土回填时间不一,早至20 世纪50 年代取砂形成,晚至近期时有挖掘现象,形成的时间跨度大。场区内填土坑原为采石坑,分布无序,规模差别较大,平面分布各异,深度变化较大,钻探揭露采砂坑内填土一般厚度为5m~16m之间。
(3)场区填土的工程特性:
①不均匀性。由于填土成分复杂,回填的时间、厚度等具有很大差异,回填块体相差较大,造成杂填土的性质不均匀。受原地形地貌影响,杂堆土的厚度可从 2 m ~ 15 m 不等,其分布范围又带很大的随意性,往往在很小的范围内就有很大的变化,缺乏规律性。由于时间跨度大,形成了性质各异的堆填层。
②低强度、高压缩性。杂填土成分复杂,堆填随意,未经过压实处理,故导致密实度较差,同时场区内局部含有的生活垃圾腐烂,导致孔隙比较大,从而致使杂填土强度低、压缩性大。不同的物质成分直接影响杂填土的工程性质。以建筑垃圾的砖块、混凝土块等和工业废料为主的杂填土,一般情况下强度较高; 对有机质含量较多的生活垃圾,因有机质的分解与降解,即使堆积时间较长,仍具很大的压缩性和很低的强度。场区内杂填土的原位测试成果见表1。
③湿陷性。根据调查,场区内近期有开挖回填现象,堆填随意,为欠固结土,在自身重力作用下有沉降变形的特点,同时应具有较强的湿陷性( 遇水发生较大沉降的性质) ,应充分考虑对上部结构的不利影响及对桩侧( 桩基或复合地基) 可能产生的负摩阻力影响。 ④腐蚀性、污染性。场区内分布的杂填土中局部含生活垃圾,随着有机物的降解,有害物质逐渐弥散到周围土体中,对土壤造成污染。钻探过程中,含生活垃圾的土质有恶臭味。同时通过对生活垃圾取样进行腐蚀性试验,生活垃圾对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有弱腐蚀性。
4填土地基处理方案建议
高层工程对承载力、地基变形、地层均匀性和地基整体稳定性等的要求较高,填土未作处理,不宜作为拟建建( 构) 筑物的地基直接持力层。场区内填土厚度差别较大,且极不均匀。在填土地基处理上,其处理方法的选择,应从施工工法着手,综合考虑加固效果、经济费用、工程周期、环境影响,以及地区经验等方面综合比较。
4.1明挖部分
根据工程经验,常用的杂填土地基处理方法的技术、经济对比。对于填土埋深较浅的部位( 填土埋深不大于 3 m) 建议采用人工换填地基方案,须采用与周边地层相近的换填材料,并满足相应的压实系数。对于填土埋深较大的部位建议采用复合地基方案( 如碎石桩) ,进行加固处理。复合地基方案的竖向增强体抗压强度及复合地基的承载力、变形控制、稳定性均须全面满足工程设计要求,具体的复合地基方案选择应根据工程建设特点,结合场地地质条件、类似工程建设与施工经验综合分析、研究后确定。施工阶段,该场区对于埋深较大部位采用了碎石桩地基加固方案。实践证明,该工法施工方便,安全可靠,加固效果好,较好解决了杂填土的不均匀性,通过施工过程控制( 填料量、夯实次数等) ,能够有效解决杂填土的承载力和湿陷性问题,同时造价亦可得到有效控制。
4.2桩基部分
本工程均拟采用钻孔灌注桩方案。在桩基方案设计和施工当中,应结合场区地层分布条件( 尤其杂填土) 选择适宜的桩型和采用可靠的施工工艺,以及确定合理的桩长。在确定桩径、桩长时,应充分考虑填土层分布较厚地段,回填土层对桩侧摩阻力的不利影响( 如对桩基的负摩阻问题) 。
5结语
填土勘察应注重前期调查,并针对不同的建( 构) 筑物特点、施工工法,重点查明填土的不良特性。本文阐述了某填土区域的填土物质组成、平面分布、厚度分布以及工程特性,为填土地基处理设计提供了充分的依据。在填土地基处理上,应根据施工方法,结合技术、经济以及环境影响等多方面因素,综合考虑,选取合理的处理方法。
参考文献
[1]张宏伟.填土地基勘察与评价[J].山西建筑,2008,34(18):113-114.
[2]岩土工程勘察规范(GBJ50021-2001).
[3]黄昌乾、张建青、陈昌彦.人工填土的勘察与评价[J].工程勘察,2010( S1):187-191.
[4]李志忠.杂填土地基处理方法比较与择定[J].山西建筑,2009,35(25):142-143.
[关键词]填土 勘察 地基处理
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-166-2
随着城市发展步伐加快,城市规模不断扩大,人口不断增多,原位于城市外围边缘或近郊区区域已发展成为城市规划区,这些场地已经或将要进行工程建设。本文结合某工程填土区的工程实例,阐述了填土区域的勘察要求、方法及内容,并分析评价了填土的成分、工程特性及物理力学指标,同时结合高层工程建设的特点,对某区域分布的填土提出相应的处理意见及相关建议。
1工程概况
根据历史资料,拟建场区原为乱掘地,分布有较多采石坑,同时近期挖掘现象也时有发生。场区内原分布的采石坑已基本掩埋,现状地表难以确定采石坑位置及规模。然而,填土地基的处理方法,直接影响到工程的工期、造价以及建( 构) 筑物的使用。因此,查明采石坑的位置,准确、客观地评价采石坑填埋物,在岩土工程勘察中尤为重要。
2本场区填土勘察的工作要点
经过调查及前期勘察工作,本场区分布填土主要为杂填土,包括建筑垃圾、砖灰渣等,局部分布生活垃圾等。
2.1填土勘察的主要内容
(1)地形和地物的变迁过程,堆填物的堆填时间、来源、物质成分、堆填方法。
(2)查明填土的分布、厚度、深度、均匀程度及相互接触关系。
(3)查明填土是否存在下卧软弱层,若存在查明其物理力学性质。
(4)查明填土的含水量、密度、颗粒级配、有机质含量、密实度、压缩性、湿陷性及腐蚀性。
2.2填土勘察的要求、方法
(1)勘探点的密度应能查明暗埋的塘、浜、坑的范围。本场区原为乱掘地,填土坑分布无规律、大小不一,为查明填土坑的分布位置,在一般工程勘察所规定的勘探点间距基础上,对于疑似存在填土坑的区域加密勘探点间距,勘探点的间距一般不大于 15 m,以进行有目的的追索、圈定。
(2)勘探孔深度应能穿透填土层,并应满足工程设计及地基加固施工的需要。根据场区内填土的物质组成,并结合类似工程地基处理经验,满足规范及设计的要求。
(3)勘探方法应根据填土性质确定。由于场区内杂填土含较多大块建筑垃圾,分布无序,主要采用动力触探、钻探的勘探手段,并适当布置了探井。
2.3各类施工方法对填土勘察的要求
该工程高层区部分拟采用桩基施工,停车场及低层商铺工程拟采用明挖施工。
2.3.1对于桩基施工
高层建筑部分拟采用桩基施工,承载力及变形要求较高,施工难度较高,对填土勘察工作提出很高的要求。地基勘察时,除应满足常规勘察要求外,还应重点查明填土的物质组成,包含物( 尤其建筑垃圾等) 大小、填土的湿陷性、对建筑材料的腐蚀性等。
2.3.2对于明挖施工
该工程停车场及低层商铺均拟采用明挖施工。场区内停车场配套设施埋深较浅,重要性级别较高,基底标高在填土层底面以上,该类地基勘察时,除满足对填土的常规勘察要求外,重点查明填土的密实度( 容重、空隙比) 、压缩模量、湿陷性、均匀性、承载能力。若建筑物基底标高在填土层底面以下,或拟定采用换填地基方案时,则主要查明填土的空间分布范围、主要物质成分和地下水分布特征等。
2.3.3基坑边坡工程
当基础开挖深度范围内存在较厚填土,对基坑边坡稳定有影响时,勘察前应掌握或了解基坑开挖深度、基坑周边管线、建( 构) 筑物等环境条件。勘察时应主要查明基坑开挖深度影响范围内填土的空间分布、厚度、密实度( 容重)、抗剪强度、湿陷性、均匀性; 查明填土的物质成分,特别是大块建筑垃圾含量、块体大小等; 查明地下水类型、水位、含水层厚度等
3场区填土的成分、分布情况及工程特性
(1)场区填土的成分:依据场区勘察,填土坑分布无规律、大小不一,分布范围很大,堆填物厚度变化大,几乎无层理,成分复杂,组成物质大小混杂,主要为杂填土、粉土素填土、卵石填土,局部含塑料袋、木块、布条等生活垃圾。
(2)场区填土的分布情况通过走访调查,场区内填土回填时间不一,早至20 世纪50 年代取砂形成,晚至近期时有挖掘现象,形成的时间跨度大。场区内填土坑原为采石坑,分布无序,规模差别较大,平面分布各异,深度变化较大,钻探揭露采砂坑内填土一般厚度为5m~16m之间。
(3)场区填土的工程特性:
①不均匀性。由于填土成分复杂,回填的时间、厚度等具有很大差异,回填块体相差较大,造成杂填土的性质不均匀。受原地形地貌影响,杂堆土的厚度可从 2 m ~ 15 m 不等,其分布范围又带很大的随意性,往往在很小的范围内就有很大的变化,缺乏规律性。由于时间跨度大,形成了性质各异的堆填层。
②低强度、高压缩性。杂填土成分复杂,堆填随意,未经过压实处理,故导致密实度较差,同时场区内局部含有的生活垃圾腐烂,导致孔隙比较大,从而致使杂填土强度低、压缩性大。不同的物质成分直接影响杂填土的工程性质。以建筑垃圾的砖块、混凝土块等和工业废料为主的杂填土,一般情况下强度较高; 对有机质含量较多的生活垃圾,因有机质的分解与降解,即使堆积时间较长,仍具很大的压缩性和很低的强度。场区内杂填土的原位测试成果见表1。
③湿陷性。根据调查,场区内近期有开挖回填现象,堆填随意,为欠固结土,在自身重力作用下有沉降变形的特点,同时应具有较强的湿陷性( 遇水发生较大沉降的性质) ,应充分考虑对上部结构的不利影响及对桩侧( 桩基或复合地基) 可能产生的负摩阻力影响。 ④腐蚀性、污染性。场区内分布的杂填土中局部含生活垃圾,随着有机物的降解,有害物质逐渐弥散到周围土体中,对土壤造成污染。钻探过程中,含生活垃圾的土质有恶臭味。同时通过对生活垃圾取样进行腐蚀性试验,生活垃圾对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有弱腐蚀性。
4填土地基处理方案建议
高层工程对承载力、地基变形、地层均匀性和地基整体稳定性等的要求较高,填土未作处理,不宜作为拟建建( 构) 筑物的地基直接持力层。场区内填土厚度差别较大,且极不均匀。在填土地基处理上,其处理方法的选择,应从施工工法着手,综合考虑加固效果、经济费用、工程周期、环境影响,以及地区经验等方面综合比较。
4.1明挖部分
根据工程经验,常用的杂填土地基处理方法的技术、经济对比。对于填土埋深较浅的部位( 填土埋深不大于 3 m) 建议采用人工换填地基方案,须采用与周边地层相近的换填材料,并满足相应的压实系数。对于填土埋深较大的部位建议采用复合地基方案( 如碎石桩) ,进行加固处理。复合地基方案的竖向增强体抗压强度及复合地基的承载力、变形控制、稳定性均须全面满足工程设计要求,具体的复合地基方案选择应根据工程建设特点,结合场地地质条件、类似工程建设与施工经验综合分析、研究后确定。施工阶段,该场区对于埋深较大部位采用了碎石桩地基加固方案。实践证明,该工法施工方便,安全可靠,加固效果好,较好解决了杂填土的不均匀性,通过施工过程控制( 填料量、夯实次数等) ,能够有效解决杂填土的承载力和湿陷性问题,同时造价亦可得到有效控制。
4.2桩基部分
本工程均拟采用钻孔灌注桩方案。在桩基方案设计和施工当中,应结合场区地层分布条件( 尤其杂填土) 选择适宜的桩型和采用可靠的施工工艺,以及确定合理的桩长。在确定桩径、桩长时,应充分考虑填土层分布较厚地段,回填土层对桩侧摩阻力的不利影响( 如对桩基的负摩阻问题) 。
5结语
填土勘察应注重前期调查,并针对不同的建( 构) 筑物特点、施工工法,重点查明填土的不良特性。本文阐述了某填土区域的填土物质组成、平面分布、厚度分布以及工程特性,为填土地基处理设计提供了充分的依据。在填土地基处理上,应根据施工方法,结合技术、经济以及环境影响等多方面因素,综合考虑,选取合理的处理方法。
参考文献
[1]张宏伟.填土地基勘察与评价[J].山西建筑,2008,34(18):113-114.
[2]岩土工程勘察规范(GBJ50021-2001).
[3]黄昌乾、张建青、陈昌彦.人工填土的勘察与评价[J].工程勘察,2010( S1):187-191.
[4]李志忠.杂填土地基处理方法比较与择定[J].山西建筑,2009,35(25):142-143.