水利论文--岩土工程勘察中填土的野外鉴别及填土

发布时间：2022-10-05 10:08 热度：

姚文良

摘要：填土作为特殊性岩土之一，对工程的安全性影响很大，填土的野外鉴别越来越受到勘察工作者的重视，特别是外业记录人员应保证勘察第一手资料的准确性，填土地基的处理方法也就成了每个勘察工作者最重视的问题。
关键词：填土  野外鉴别 重视 填土地基处理方法

1.社会发展及建设需要
近年来随着国家建设的迅速发展，可供建设的土地日益减少，对于地理位置较好的坑溏，人们也会将其填垫上来，用作建筑物的地基，充分发挥其价值。填土作为特殊性岩土之一，其工程性质很差，越来越受到勘察工作者的重视。为了保证建筑物的安全、经济，对填土的研究已经成为每个勘察工作者应该考虑的问题。
2.填土的分类、野外鉴别及对填土的重视
填土系指由人类活动而堆积的土。填土根据其物质组成和堆填方式分为素填土、杂填土和冲填土、压实填土四类。
素填土是指由碎石土、砂土、粉土和粘性土等一种或几种材料组成的填土，其中不含杂质或含杂质很少。按主要组成物质分为：碎石素填土，砂性素填土，粉性素填土，粘性素填土。
杂填土是指含有大量建筑垃圾，工业废料或生活垃圾等杂物的填土。按其组成物质成分和特征分为：
(1)建筑垃圾土：主要为碎砖、瓦砾、朽木等建筑垃圾夹土组成，有机物含量较少。
(2)工业废料土：由现代工业生产的废渣、废料堆积而成，如矿渣、煤渣、电石渣等以及其它工业废料夹少量土类组成。
(3)生活垃圾土：填土中由大量居民生活中抛弃的废物，诸如炉灰、布片、菜皮、陶瓷片等杂物夹土类组成，一般含有机质和未分解的腐殖质较多。
冲填土又称吹填土，是由水力冲填泥砂形成的填土，它是我国沿海一带常见的人工填土之一。上海的黄浦江，天津的海河、塘沽，广州的珠江等河流两岸及滨海地段不同程度的分布着这类土。
压实填土是指经分层压实的填土称为压实填土。
其实对于每个勘察工作者来说，对于填土的野外鉴别并不是问题，只要清楚这四类填土的物质成分和特征，辨认填土是没有问题的，主要还是对填土的重视问题。
3.填土的工程性质
3.1素填土的工程性质取决于它的均匀性和密实度。
在堆填过程中，未经人工压实者，—般密实度较差，但堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定密实度。如堆积时间超过10年的粘性土，超过5年的粉土，超过2年的砂性土，均具有一定的密实度和强度，可以作为一般建筑物的天然地基。
3.2杂填土的工程性质
(1)性质不均厚度及密度变化大，由于杂填土的堆积条件、堆积时间，特别是物质来源和组成成分的复杂和差异，造成杂填土的性质很不均匀，密度变化大，分布范围及厚度的变化均缺乏规律性，带有极大的人为随意性，往往在很小范围内，变化很大。当杂填土的堆积时间愈长，物质组成愈均匀，颗粒愈粗，有机物含量愈少，则作为天然地基的可能性愈大。
(2)变形大并有湿陷性，就其变形特性而言，杂填土往往是一种欠压密土，一般具有较高的压缩性。对部分新的杂填土，除正常荷载作用下的沉降外，还存在自重压力下沉降及湿陷变形的特点；对生活垃圾土还存在因进一步分解腐殖质而引起的变形。在干旱和半干旱地区，干或稍湿的杂填土，往往具有浸水湿陷性。堆积时间短、结构疏松，这是杂填土浸水湿陷和变形大的主要原因。
(3)压缩性大强度低，杂填土的物质成分异常复杂，不同物质成分，直接影响土的工程性质。杂填土含大量有机质和未分解的腐殖质，具有很大的压缩性和很低的强度。即使堆积时间较长，仍较松软。
基于杂填土以上的工程性质，所以杂填土地基一般不宜直接作为天然地基使用。
3.3冲填土的工程性质
(1)不均匀性：冲填土的颗粒组成随泥砂的来源而变化，有砂粒也有粘土粒和粉土粒。在吹泥的出口处，沉积的土粒较粗，甚至有石块，顺着出口向外围则逐渐变细。在冲填过程中由于泥砂来源的变化，造成冲填土在纵横方向上的不均匀性，故土层多呈透镜体状或薄层状出现。当有计划有目的地预先采取一些措施后而冲填的土，则土层的均匀性较好，类似于冲积地层。
(2)透水性能弱，排水固结差，冲填土的含水量大，一般大于液限，呈软塑成流塑状态。当粘粒含量多时，水分不易排出，土体形成初期呈流塑状态，后来虽土层表面经蒸发干缩龟裂，但下面土层由于水分不易排出，仍处于流塑状态，稍加触动即发生触变现象。因此冲填土多属未完成自重固结的高压缩性的软土。土的结构需要有一定时间进行再组合，土的有效应力要在排水固结条件下才能提高。
3.4压实填土的工程性质
利用压实填土作地基时，不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机物含量大于8％的土作填料，当填料内含有碎石土时，其粒径一般不大于200mm。若填料的主要成分为易风化的碎石土时，应加强地面排水和表面覆盖等措施，这也是换填方案对换填材料的要求。
压实填土的工程性质，取决于填土的均匀性，压实时的含水量和密度。以及压实时质量检验情况。
4.填土地基的评价
(1)填土的均匀性和密实度：这与填土的组成性质、分布特征和堆积年代有密切关系。必要时尚应按厚度、强度和变形特性指标进行分层和分区评价。
(2)填土的堆积时间与组成物的关系：对于堆积年限较长的素填土、冲填土、以及由建筑垃圾和性能稳定的工业废料组成的杂填土，当较均匀和较密实时，可考虑作为天然地基。由有机质含量较多的生活垃圾和对基础有腐蚀作用的工业废料组成的杂填土，不宜作为天然地基。
并不是所有的填土都不能作为天然地基使用，对于填垫时间较长，物理力学性质指标值较好的填土是可以作为天然地基持力层的，当然这也要看上部结构荷载的大小，采取一定的建筑和结构措施，以提高和改善建筑物对填土地基不均匀沉降的适应能力。填土地基作为天然地基时，基坑开挖后，应进行施工验槽。
5.填土地基处理及检验方法
填土地基的处理：其方法的选择，应从加固效果、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，并参照下列条件确定：
(1)换填垫层适用于地下水位以上，可减少和调整地基不均匀沉降。
对于厚度不是很大（≤3m）的填土，一般采用换填方法进行地基处理。地基处理后，利用压实填土作地基时，在平整场地以前，必须根据结构类型、填料性能、现场条件提出压实填土地基的质量要求，未经检验的及不符合质量要求的压实填土，不得作为天然地基。
压实填土的质量以压实系数λc控制，并应根据结构类型和压实填土所在部位确定。其中压实填土的最大干密度和最优含水量，宜采用击实试验确定。当压实填土为碎石或卵石，其最大干密度可取20~22kN/m3。
换填地基承载力应根据现场原位测试（静载荷试验、静力触探等）结果确定。当填土底面的天然坡度大于20％时，应验算其沿坡面的稳定性，并应判定原有斜坡受填土影响引起滑动的可能性。
压实填土地基的检验，必须随施工进程分层进行。根据工程需要每100~500m2内应有一个检验点，检验其干密度和含水量。开挖基坑后，尚应进行施工验槽，发现问题及时处理。
(2)机械碾压，重锤夯实及强夯主要适用于加固浅埋的松散低塑性或无粘性填土。
(3)挤密土桩、灰土桩适用于地下水位以上，砂、碎石桩适用于地下水位以下，处理深度一般可达6~8m。
处理后的填土地基应进行质量检验。检验工作应按《建筑地基基础设计规范》和有关规定进行。地基承载力应根据现场原位测试（静载荷试验、静力触探等）结果确定。常用的检验手段有轻便动力触探，微型贯入仪、动力和静力触探，以及取样分析等。对复合地基，宜采用大面积的载荷试验。