填土对建设工程的影响及填土勘察方法讨论

陆 双

(天津华勘岩土工程有限公司，天津 300181)



填土对建设工程的影响及填土勘察方法讨论

陆 双

(天津华勘岩土工程有限公司，天津 300181)

简要论述了填土的工程地质特性及其对建筑物的影响，并结合工程实例，系统分析了填土的工程地质勘察主要的方法及具体步骤，对确保工程建设的顺利进行有重要意义。

填土，工程特性，勘察，方法

填土根据物质组成和堆填方式，可分为四类：素填土、杂填土、冲填土及压实填土。工程建设中常见的是素填土和杂填土，冲填土是由于水力冲填而沉积的土，近年来多由于沿海滩涂开发及河漫滩造地而形成。填土因其特殊的成因及性质，对工程的影响较大，如常见的不均匀性、欠固结、湿陷性、强度低等，均是不利于工程安全的特性。随着城市建设的快速发展及旧城改造的加速推进，建设用地资源日趋短缺，一些分布有深大坑塘及深厚填土的场地也被用来开发建设。由于对填土的成因、分布范围及厚度、力学性质等认识不足，近年来因填土而引起的工程事故越来越多，造成的影响及损失也越来越大。为了降低填土对工程建设的影响，采取最为经济合理的处理措施，并为设计及建设方提供真实准确的填土资料，对填土分布区域进行详细的勘察显得尤其重要。在近期出现的一些由于填土而造成的工程事故中，很大一部分原因是由于对填土的性质认识不足及对填土的处理措施不当而引起的。因此，在前期勘察时，应采取多种勘察手段、原位测试方法及试验方法，充分的查明及分析填土的成因、分布范围、填垫时间、工程力学性质等，为后期的工程设计提供准确的依据。

1 工程实例分析

1.1 工程概况

某工程拟建物为洋房及高层住宅，单层地下室及地下车库，项目位于天津市武清区下朱庄。据调查，此区域由于早期烧制泥土砖等原因，人工取土后留下了很多深坑，其中最深的20.0 m左右，且坑塘大小不一，分布没有规律。近年来由于城市建设发展的需要，当地政府对这些深坑进行了回填，但在此项目的北侧及东侧仍留存有大坑未回填，形成了人工池塘，经后期测量，最深处水深可达15.0 m左右。此项目的部分拟建物位于回填后的深坑范围内，且紧邻未回填的深水坑。

1.2 水文地质条件

根据钻孔勘察资料，该场地埋深65.0 m范围内，场地地层皆属第四系松散堆积物，以人工填土、粉质粘土、粉土及粉砂为主。本区浅层地下水为第四系松散堆积物中孔隙潜水。主要补给源为大气降水，排泄以蒸发方式为主。据区域地质资料：地下水位年变化幅度一般在0.50 m～1.00 m左右，稳定水位埋深一般为1.4 m～1.9 m。

1.3 填土对拟建物的影响

在前期勘察时，勘察单位对深坑范围内的填土进行了充分的调查与研究，采取了钻探取样、静力触探试验、标准贯入试验、动力触探试验等勘察手段，并对填土区域内的勘探孔进行了加密处理，以便准确的掌握填土的范围及深度。在勘察报告中，对填土的成因、组成成分、厚度、分布范围等进行了详尽的说明，并对填土的各种性质进行了对比分析。在对填土进行评价时，对填土的处理措施也提出了建议，主要建议采取注浆法、重锤夯扩挤密法、局部换填法等方法。同时，对填土对建筑物后期的影响做出了客观的评价。在后期设计施工时，建设方出于对成本的考虑，并未对填土进行处理就进行了施工。基坑支护及止水帷幕采用双轴水泥搅拌桩，桩基类型为载体桩。在施工过程中，由于填土的渗透性相对较差，降水的效果很不明显，且北侧的深水坑也未做处理，因此填土的含水率较高。在进行土方开挖时，由于对填土的影响认识不足，未采取合理的开挖方式，导致绝大部分工程载体桩倾倒、断裂(见图1)，基坑局部坍塌，临时硬化道路塌陷及开裂严重。

针对出现的工程事故，建设单位组织了专家论证，最终清除了断裂的载体桩，并进行了大量的补桩，重新修建了临时道路，并对边坡进行了加固。造成的直接经济损失达上千万元，且严重影响了工期，加大了施工难度。此外，由于对填土未进行处理，后期的附加沉降会很大，对后期的地下管线、小区道路等埋下了隐患。

2 填土的工程特性

由于填土形成原因的多样性，组成成分的复杂性，堆填时间的不均性等原因，导致了填土有其特殊的性质，主要包括以下几个方面：1)不均匀性。在填土的各种性质中，不均匀性尤为突出，对工程的影响也较为明显。由于堆填时间、堆填物质、原始地貌、堆填条件等的不同，造成了填土成分不一、固结时间长短不同，堆填厚度变化比较大等，这些特点对填土的处理造成了很大的困难，因此在岩土勘察时应针对填土的不均匀性采取适当的措施。2)欠固结及高压缩性。填土由于沉积后经历年代不久，其自重固结尚未完成，填土中的有效应力(颗粒承担的应力)小于土的自重应力，随时间增长，孔隙水压力消散，变形持续增大，形成了欠固结土。欠固结土具有较高的压缩性，易引起后期的附加沉降，影响建筑物的正常使用。3)低强度。由于填土的成分复杂，颗粒间生活垃圾的腐烂及堆填的随意性，导致填土局部孔隙较大，颗粒间相互作用力较小，导致填土的强度一般较低。因此，在基坑设计时，对填土的参数应以经验值为准，取相对较小的数值进行验算基坑的稳定性，保障施工的安全。4)湿陷性。填土因其自身的欠压密性及较大的孔隙，在自重压力作用下，自身很难达到完全固结。因此，填土在具有较高压缩性的同时常伴有明显的遇水湿陷性。与黄土的湿陷性类似，填土的湿陷也有自重湿陷和非自重湿陷。堆填时间短，结构松散，这是填土遇水湿陷的主要原因。

3 填土的勘察方法

填土由于其自身特殊的性质，在对填土进行工程勘察时，应采取多种勘察手段、原位测试方法及土工试验方法，综合确定填土的成因、工程力学性质等，为后期的设计及施工提供充分、真实的依据。针对填土的勘察，一般应采取以下的步骤进行：1)应进行拟建场地的工程地质资料、水文地质资料、气象资料等的调查与研究，充分了解填土的形成原因、堆填时间、堆填厚度、填土的主要成分等，这样才能有针对性的对填土进行勘察，同时也节约了勘察成本及提高了勘察的准确性。2)应针对填土区域进行钻探取样，对填土的深度、成分、范围有大概的了解。在前期调查资料的基础上，结合钻探资料，对填土的范围应准确的掌握，并在总平面图上标明填土较为准确的分布范围，为后期的处理提供依据。此外，针对不同深度的填土应采取足够的填土试样，保证后期试验的要求。3)采取各种原位测试方法，对填土的各种工程性质进行定性的描述，并取得准确的指标，为设计提供依据。a.填土的均匀性及密实度：对于以粘性土、粉土为主的填土，宜采用轻型动力触探和静力触探进行辅助查明；对于以建筑垃圾、生活垃圾等物质为主的填土，应采用重型动力触探进行辅助查明；b.填土的强度：对于填土的强度可采用标准贯入试验进行辅助测定，通过对填土不同深度处的标贯试验击数的分析与对比，并结合土工试验，给出较为合理的剪切指标，为基坑设计、桩基设计等提供准确的依据。此外，对于以粘性土、粉土及砂土为主的素填土，也可采用旁压试验来评价填土的强度及变形性质。4)针对填土的不同工程力学性质，采取不同的土工试验方法来确定填土的各项指标。a.填土的压缩性和湿陷性宜采用固结试验、室内压缩试验或浸水压缩试验来确定；b.杂填土的密实度试验宜采用大容积法；c.对压实填土，在压实前应测定填料的最优含水量和最大干密度，压实后应测定其干密度，计算压实系数；d.填土的剪切指标应采用固结剪切试验和直接剪切试验，有条件的可采用三轴试验。5)最后依据现场钻探试验及原位测试资料，并结合土工试验成果及工程经验，对填土的各方面性质进行详尽的说明，对填土的物理力学指标给出合理的取值，并对填土的处理方案给出合理的建议及措施。

4 结语

填土由于其特殊的工程地质性质，对工程建设有着极其重要的影响。然而在很多建设工程中，由于对其认知不足、重视不够等原因，再加上建设方出于对投资的考虑和侥幸的心理，往往造成很大的经济损失及安全事故。因此，在今后的岩土工程勘察中，对填土的勘察应作为重点勘察的部分，力争提供最为真实、准确的数据及成果，保证工程建设的顺利进行。

[1]龚晓南，刘松玉，李广信.土力学.北京：中国建筑工业出版社，2002.

[2]徐 超，石振明，高彦斌，等.原位测试.上海：同济大学出版社，2005.

[3]周景星，李广信，虞石民，等.基础工程.北京：清华大学出版社，2007.

[4]GB 50021—2001，岩土工程勘察规范.

On influence of filled soil on construction projects and discussion of its survey methods

Lu Shuang

(TianjinHuakanGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Tianjin300181,China)

The paper indicates the engineering geological features of the filled soil and its influence on buildings, has the systematic analysis of the main methods and steps for the engineering geological survey by combining with projects, so as to be meaningful of ensuring the engineering construction.

filled soil, engineering feature, survey, method

1009-6825(2015)01-0094-03

2014-10-22

陆 双(1985- )，男，助理工程师

TU412

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