淺談填土作為天然地基在工程中的應(yīng)用

（銅陵有色股份銅山礦業(yè)公司）

【摘要】本文主要探討了填土作為天然地基在工程中的應(yīng)用。分別從地基的分類、填土地基的工程特性、填土地基的利用，并結(jié)合工程實例進行了闡述和總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】填土地基；工程特性；地基分類；地基利用

1 引言

建筑物地基可分為天然地基和人工地基。作為建筑物天然地基的有巖石和土。不同成因和年代形成的土，按顆粒級配和塑性指數(shù)，可分為碎石土、砂土、粉土和粘性土等類。此外，在不同區(qū)域還存在各種特殊性土。人工填土就屬于特殊性土之一，且非常廣泛。人工填土按組成物質(zhì)分類，可分為沖填土、素填土和雜填土。其中素填土指由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組成的填土。其特性是成份單一而明確。而雜填土指含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土，其特性是成份復雜、無規(guī)律。雜填、素填只是概念上有所差別，很難在數(shù)量上以指標來進行界定，但是雜填土在工程中很難作為天然地基被利用。

2 填土地基的工程特性

2.1 性質(zhì)不均勻和厚度變化大

由于堆積條件、堆積時間、堆積物質(zhì)成分的差異，造成它的性質(zhì)很不均勻。厚度和原始地貌有關(guān)，差異很大，從幾米到幾十米不等，分布有很大的隨意性、無規(guī)律性。

2.2 變形大并具有一定的濕陷性

非壓實填土具有較高的壓縮性，固結(jié)密實過程復雜，受外界影響較大。干濕循環(huán)交替表現(xiàn)一定的濕陷性。

2.3 高壓縮性和承載能力不均勻

由于填土成分復雜，粒徑相差較大，且無規(guī)律回填，造成它的性質(zhì)很不均勻。在重力作用下，經(jīng)過一定時間的自然沉降，上部仍具有很高的壓縮性，在一定的范圍內(nèi)表現(xiàn)其不均勻性。

3 填土地基的利用

填土層能否作為天然地基使用，與諸多因素有關(guān)，主要應(yīng)考慮以下幾點。

3.1 堆積年限

堆積年限是填土的一個重要指標，填土的密實程度隨著堆積年限的增加而增加。也受外界因素諸如雨水外荷載等影響。由自身壓密堆積的時間砂土一般5年以上，粘性土需要時間更長一些。

3.2 填土的工程地質(zhì)勘察

填土的工程地質(zhì)勘察決定著填土層能否作為天然地基的使用。工程勘察應(yīng)注意以下幾點：1.調(diào)查訪問，搜集地形變遷的有關(guān)歷史資料，查明填土的來原和人們在其上的生產(chǎn)生活情況。對堆積的時間，堆積的方向和堆積的方式 進行調(diào)查走訪。2.現(xiàn)場勘察，按工程的布置進行鉆孔或挖探井勘察從井壁的穩(wěn)定性來判斷填土的類型和密實度。進行原位測試和配合室內(nèi)試驗以確定填土層的承載能力，壓縮模量，抗剪強度等土力學指標。3.對同區(qū)域內(nèi)的其他建筑物的設(shè)計及使用情況進行調(diào)查，獲取相關(guān)資料作為工程勘察成果的對比參考。

3.3 基礎(chǔ)形式的選擇

基礎(chǔ)的設(shè)計方案不但對造價有很大的影響，往往還決定著工程的成敗。鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)具有降低和擴散基礎(chǔ)下單位面積壓應(yīng)力，建筑物整體剛度增強，特別是對填土地基的不均勻性是優(yōu)先采用的基礎(chǔ)形式。按建筑物的要求盡可能淺埋。

3.4 勘察和設(shè)計的緊密配合

設(shè)計根據(jù)詳細勘察資料進行基礎(chǔ)設(shè)計后，在實際施工過程中還應(yīng)根據(jù)據(jù)地槽開挖后的情況進行施工勘察，最好進行地基承載力檢測，及時將施工勘察結(jié)果提供給設(shè)計單位，由設(shè)計單位根據(jù)建筑物上部載荷對基礎(chǔ)截面進行調(diào)整，以滿足沉降差的要求。

4 工程實例簡介

4.1 工程概況

銅陵有色股份銅山礦業(yè)公司深部礦產(chǎn)資源開采工程的地上工程，諸與主井提升機房、副井提升機房、總降變電所、運礦皮帶廊、選礦磨浮車間、萬噸污水處理池等單位工程都需建在銅山礦早期開采的井下矸石、露天礦撥離土方的填土素（雜）填土層上。如副井提升機房單層、檐高13.05米，跨度15米，柱柱6米，共3跨，總長18.48米，鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)Gn=16/3t行車。

4.2 工程地質(zhì)條件

工程勘察顯示場地地層結(jié)構(gòu)特征自上而下為：1層雜填土，層厚0.9—16.5米；2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚0.5—4.3米；3層粉質(zhì)粘土層，層厚0.7—9.1米；4層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚0.5—5.2米，僅少數(shù)孔有揭示；5層碎石土，層厚1—23.5米；6層全風化閃長巖，層厚0.7—16米；7層強風化閃長巖，層厚0.5—3米；8層中風化閃長巖；8層大理巖。本次勘察對除1層雜填土外，其余各土（巖）層都提供了地基土（巖）承載力特征值及壓縮模量，并對建（）筑物的基礎(chǔ)類型及持力層提供了建議。

4.3 工程實施過程

設(shè)計單位依據(jù)勘察報告，基礎(chǔ)為600/800鉆孔灌注樁，上設(shè)鋼筋混凝土承臺，且為摩擦端承樁。但是，在實際施工進行沖擊鉆孔時出現(xiàn)嚴重漏漿、塌孔現(xiàn)象，雖采取加入粘土反復造漿護壁等措施仍然多孔漏漿，難以成孔。后來，將鉆孔灌注樁改為人孔挖孔樁。經(jīng)過試挖發(fā)現(xiàn)，該建筑物范圍內(nèi)基本是井下排出的矸石，且上部顆粒細粘土質(zhì)物質(zhì)填充較好，愈向下顆粒愈大，孔隙也越大，故當人工挖孔樁挖至7米左右時，出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。從工程勘察資料、沖擊鉆孔漏漿、塌孔現(xiàn)象、人工挖孔揭示的情況來看，非常吻合從16米左右高的架頭向下傾倒矸石，大的顆粒順著架頭滾至底部，細小顆粒留在上部，經(jīng)過五十年的自然沉積，形成目前的雜（素）填土層。后又重新委托工程勘察單位對該層填土進行勘察評價，結(jié)論為該層填土承載力特征值Fak=220KPa，Es1-2=10.0MPa。根據(jù)擬建筑物結(jié)構(gòu)特點、場地土性質(zhì)及水文地質(zhì)條件，建議采用天然地基淺基礎(chǔ)方案，以素填土為基礎(chǔ)持力層。設(shè)計單位根據(jù)該勘察報告對基礎(chǔ)進行了重新設(shè)計，采用鋼筋混凝土獨立柱基。很好地解決了填土作為天然地基問題。

5 幾點啟示

工程實踐中對填土層的處理有以下幾點啟示。第一，選址無法避開的工程項目區(qū)域內(nèi)厚大（填土較厚、范圍較大）的回填土層在工程勘察階段就必須高度重視，對很難在數(shù)量上以指標來進行界定的雜、素填土層。特別是填土時間較長的填土，應(yīng)對其進行相關(guān)土力學指標檢測，為工程基礎(chǔ)形式設(shè)計提供較大的選擇空間。第二，根據(jù)建筑物對地基的要求，盡可能地采用填土層作為天然地基，必要時可選擇強夯、壓密注漿等方法對地基進行加固。第三，即使必須采用樁基時，也應(yīng)充分考慮到填土層的復雜性，諸如填土內(nèi)的大塊石（孤石）、塊石間的較大孔隙等。第四，工程實踐中，對填土地基的了解及認識基于填土的無規(guī)律性也是一個漸進的過程，所以需要業(yè)主、勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工等有關(guān)單位密切配合，跟蹤現(xiàn)場，對作為天然地基的填土地基根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》進行地基承載力靜載試驗，為設(shè)計單位對基礎(chǔ)設(shè)計進行修正提供依據(jù)。

綜上所述，在工程項目選址時盡可能避開回填土區(qū)域，對難以避開的回填土層盡可能作為天然地基來使用，非采用樁基不可時一定要考慮到施工方法的可行性和施工難度。