人工填土所引发的工程问题

■陆家宝 ■云南锡业设计院，云南 个旧 661099

在工程建设中，往往需要对斜坡场地通过挖高填低进行整平，平坦场地的低洼地段也需要进行回填整平，在这些过程中，会产生厚薄不一的人工填土。这些填土多具有均匀性差，压缩性高，强度低的特点，如果对其利用和处置不当，会引发很多工程地质问题。

1 人工填土的定义和分类

人工填土是由于人类活动而形成的堆积土。物质成分较杂乱，均匀性差，根据组成物质或堆积方式，又可分为素填土(碎石、沙土、粘性土等)、杂填土(含大量建筑垃圾及工业、生活废料)、冲填(水力充填)及压实填土(分层压实土)等。

根据填土的成因和物质组成，作如下分类:

(1)素填土:主要由粘性土、砂或碎石组成，不含杂物或含杂物很少，有机质含量不超过10%。素填土，按其堆积年限可分为新素填土和老素填土两类。当年限不易确定时，可根据其孔隙比指标判定其类别;粘性老素填土:堆积年限在10 年以上或孔隙比≤1.10;非粘性老素填土:堆积年限在5 年以上或孔隙比≤1.0;新素填土:堆积年限少于上述年限或指标不满足上列数值的素填土。填土堆积时间愈长，土的密实度愈好，作为地基的强度愈高。

(2)杂填土:主要为建筑垃圾、生活垃圾或工业废料等，由于其组成物质杂乱，分布缺乏规律性，造成杂填土的性质极不均匀，一般是任意堆填。未经充分压实，故土质松散，低密实度、高压缩性和低强度，有时具有湿陷性。不宜作为建筑物地基，但经过挤密、夯实等人工处理后，也可以利用。

(3)冲填土:用水力冲填法将水底泥砂等沉积物挖出冲填到江河两岸堆积而成。这类填土含水量大，常处于软塑-流塑状态，压缩性大，强度低。但随着固结时间的增长，强度会有所提高。

(4)压实填土:按一定标准控制材料成分、密度、含水量，分层压实或夯实而成。

研究评价人工填土，主要是查明填土的成分、分布和堆积年代，判断土体的均匀程度，结合当地建筑经验提出土质改良的某些处理方法，采取与地基不均匀沉降相适应的结构和措施。

2 人工填土的工程特性

2.1 素填土

素人工填土多是快速堆填而成，结构松散，密实度低，压缩性高。没有经过处理的填土，要想完成自重固结其过程需要将近十年的时间，并且堆填后的头两年，地下水位以上大多是具有湿陷性或者自重湿陷性。同时，没有经过处理或者没有完成自重压密过程的粘性素填土，它的均质性差，压缩性高，强度在饱水后会显著降低，性状变坏。

2.2 杂填土

杂填土主要出现在一些比较老旧的工矿区以及住宅区内，是人们的生产以及生活所遗留或堆放的垃圾土。这些垃圾土一般分为三类:即工业生产垃圾土、建筑垃圾土以及生活垃圾土。由于垃圾土的类型不同、堆放的时间也不同，所以很难用统一的压缩指标、渗透性指标、强度指标来描述。

杂填土有以下特点:成分复杂、厚薄不均、性质各异、规律性差、无规划堆积。因而同一场地强度和压缩性有明显差异，极易造成地质不均匀沉降，这种情况一般都需要进行地基处理，常见的地基处理方法有冲振法、强夯法、水泥搅拌法等。

2.3 冲填土

冲填土因其大孔隙比、低密实度、饱水的特点而使其具低承载力、高压缩性的特征。

3 人工填土引发的工程问题

3.1 边坡工程问题

山区斜坡场地在整平过程中，会形成很高的填土边坡，因为没有对填土进行很好的碾压或夯实，引起地面及排水沟开裂，雨水及生产用水大量渗入边坡土体，引发滑坡或导致挡土墙失稳。例如某选矿厂，厂前人工土边坡高达28m，主要由场地整平形成的素填土组成，边坡仅坡脚部位设有3m 的挡土墙，坡面按1:1.25 放坡(中间设有两个宽2.5m 的马道)。选厂建成不久，坡顶平台平后缘精矿车间前的排水沟因地面沉降面开裂，雨季遇连续降雨，大量雨水经裂缝渗入边坡土体，引发滑坡，并导致精矿仓拉裂最终只能拆除。

3.2 岩溶问题

某县民族中学食堂，建筑物四周边的排水沟建在欠密实填土上，且直接以建物的外墙作内侧沟壁，建成几年后水沟开裂，水大量涌入地基土体，又流向东侧挡土墙之后，因挡墙泄水孔不起作用，地下水无处可去，水压力导致挡墙墙体向外凸出。同时，在水压力达至一定高度之后，地下水寻找下伏石灰岩中的溶蚀裂隙通道，并向裂隙中排泄。在排泄过程不断掏蚀土体形成土洞，最终在挡墙之后10m 左右的区域地面产生直径约5m 塌陷区。

3.3 地面沉降问题

软土地区因大面积填土会引发地面沉降，同时建筑物桩基础的桩身产生桩周负摩阻力，在负摩阻力的作用下导致建筑物发生不均匀沉降。例如昆明滇池路附近的某小区，场地原为菜地，场地整平时回填了约4m 的填土。小区内的建筑物均采用桩基础，桩长为30m，以第四系湖积可塑状粉质粘土为桩端持力层。建筑物建成后，地面产生较大的不均匀沉降。其中编号14 栋的住宅因桩周负摩阻力的作用，加上布桩未能很好结合上部结构特点，导致建筑物产生最大45mm 的差异沉降，多处梁、板产生裂缝，影响安全使用。该场地的地层:0～4m 为填土，4～6m 为第四系湖积可～硬塑的黄褐色粘土(硬壳层)、6～12m 为湖积软～流塑的黑色泥炭、12～18m 为湖积稍密的灰褐色粉砂，18～25m 为湖积可～软塑状的黑灰色有机质粘土，25～35m 为湖积可塑状深灰色、褐灰色、兰灰色粘土。

上面这几方面的问题，形成机制各有不同，但均是因为填土为导火索。所以填土合理利用和处置必须引起足够的重视，不能随意堆填了事。在斜坡上形成的填土应充分碾压、夯实，并做好地面的排水工作;在软土地基上填土，除按要求碾压、夯实之外，还应给地基足够的时间产生变形时间，之后再开展正常的建设，否则就须结合具体情况，为后期的变形预留相应的空间。

4 结语

随着人类建筑活动空间的延伸，人工填土的分布范围也会越来越广。如何正确评价、处理这种特殊土，需要认真对等，因为某一环节稍有一点马乎都可能带来严重后果。作为岩土工程师，在勘察时应根据总图上的整平标高，结合场地的地形地貌条件、地层情况、水文地质条件，对新增填土的处置应提出相应的建议，作为设计方应也应对填土的施工顺序、施工方法、填土的密实度提出相应的要求，作为施工方则严格执行设计要求，认真做好相关工作。

［1］《岩土工程勘察规范》GB50021 -2001(2009 版).

［2］中华人民共和国建设部.建筑地基基础规范GB50007 -2002.中国建筑工业出版社，2002.

［3］相关工程的岩土工程勘察报告.