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填土场地岩土工程勘察研究

2020-09-28 09:37:54

随着人类建筑活动空间的不断延伸,农村人口不断涌向城市,城市不断变迁向周边边缘发展,同时城市建设中的开挖填土和建筑垃圾不断向城市周边堆放,从而造成人工填土的分布范围也越来越广,如何正确评价、处理这种特殊土,勘察时应认识对待,稍有疏忽,就可能给工程建设带来严重的后果。兰州工程勘察公司小编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,对场地内分布的填土提出相应的处理意见及相关建议。

1工程概况

该工程位于新安县畛河路与金斗路交叉口东南角。由五栋24~26层的高层住宅楼和两层商场组成,地下一层为车库。高层住宅楼为剪力墙结构,基底平均压力为440~455kPa;两层商场为框架结构,单柱荷载为2000kN;地下一层车库为框架结构,单柱荷载为2400kN。

2填土勘察要求、方法及内容

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素填土,包括附近建房时整平场地和清理外运的地基土(含有大块石和少量混凝土块及预制混凝土块)。

填土勘察应包括以下内容:(1)搜集资料,调查地形和地物的变迁,填土的来源、堆积年限和堆积方式。(2)查明填土的分布、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实性、压缩性和湿陷性。(3)判定地下水对建筑物的腐蚀性。填土勘察的要求、方法:(1)查明建筑范围内填土层的类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。(2)查明埋藏物的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。(3)根据拟建建筑物特征和场地岩土工程条件,提出合理的地基基础建议。(4)勘探方法应根据填土性质确定。对有粉土或粘性土组成的素填土,可采用钻探取样、轻型钻具与原位测试相结合的方法;对含较多颗粒成分的素填土和杂填土宜采用动力触探、钻探,并应布置一定数量的探井。

3填土的成份、成因、分布范围、厚度、相关参数(包含湿陷量的值)以及湿陷性评价

拟建场地地形总体上呈西部高、东北部低,场地起伏较大,高程311.91m,高程296.07m,高差约15.84m,场地内存在陡坎,坡度约为60°~70°。场地上部表层多为新近回填的人工填土(据调查,场地填土多数在三年以内,局部回填时间在一年以内)。填土成份以粉质粘土为主,含碎石块15%~30%左右,碎石成份以钙质胶结物和风化砂岩碎块为主,碎石粒径一般⌀3~5cm,局部含有粒径大于1.0m的大块石。填土成因分两种情况:①修建环城道路时,主要为清理沟底后采用素土分层辗压回填处理,分布于场地北部;②南部为附近建房时整平场地和清理外运的地基土(含有大块石和少量混凝土块及预制混凝土块)。填土的厚度:层厚3.80~19.60m,平均层厚11.38m。填土的相关参数:填土的各项物理性质指标详见表1。由于该层填土为新近堆填(据调查,场地填土多数在三年以内,局部回填时间在一年以内),层厚及力学性质不均,含约碎石块15%~30%,碎石粒径一般⌀3~5cm,局部含有粒径大于1.0m的大块石,同时钻机在该层填土施工过程中钻进相当困难,较易塌孔,若人工挖取探井安全隐患很大,且不容易采取到原状土样。考虑到该层填土在将来地基施工过程中会全部用挤密法处理,处理后可不考虑湿陷性影响。

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4场地稳定性与适宜性评价

勘察场地属于山前坡地,建筑物位于新近回填的边坡上,场地东侧约80~90m为一冲沟,沟深约40m,坡度约为20°~30°。建筑场地与冲沟之间为一拟建小区,场地经素土分层实处理。建筑物设计施工时应考虑到土体失稳的可能性,必要时可进行场地地质灾害评估或采取适当防治措施。勘察时未发现场地内有活动断裂通过,采取适当的地基处理方案后,可进行建筑。

5填土处理方案评价

由于填土为新近堆填,土层不均匀,尚未完成自重固结,在未进行挤密处理前,采用钻孔灌注桩时应考虑该层的侧壁负摩阻的影响;在填土进行处理,并达到相关规范要求后,可考虑该层的侧摩阻;但是本工程中场地填土处理受当地相关因素影响不能采取强夯措施,采用其他如挤密桩处理后地基承载力的提高不足以满足主体建筑的荷载要求,故本次对填土的处理主要目的是防止其因欠固结沉降导致建筑物底板悬空和配套管线及附属结构因不均匀沉降而破坏;结合后期钻孔灌注桩基础施工工艺要求,本场地对填土的处理方案建议采用素土挤密桩方案,施工时采用具有挤密效果明显的设备。同时该场地地质勘察施工时,正好处于雨季,且该场地地势较低,积水造成土的长时间浸泡,增加了地层的含水量。

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而填土中含有碎石,需采用泥浆护壁钻进工艺,再次对地层的含水量形成影响。由此,造成土工试验时填土部分样的含水量和饱和度偏高,建议挤密桩施工前进行工艺性试桩,以确定施工可行性,之后再根据挤密桩的地基处理效果,确定钻孔灌注桩的侧摩阻参数。场地整平至设计基础标高之后,可采用素土挤密桩法进行地基处理。素土挤密桩可按正方形布置,桩径0.4m,桩间距为1.0m。桩长应穿过素填土处理至原土。处理后复合地基的承载力特征值应不小于150kPa。素土挤密桩处理地基的面积,应大于基础或建筑物底层平面的面积,并应符合下列规定:当采用整片处理时,超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度,每边不宜小于处理土层厚度的1/2,并不宜小于2m。复合地基地基竣工验收时,承载力检验应采用复合地基载荷试验确定。同时为了防止高层建筑物因欠固结沉降导致建筑物底板悬空给建筑物造成不利影响,建议高层建筑物用素土挤密桩地基处理后再进行钻孔灌注桩施工;另外同时为了避免配套管线及附属结构因不均匀沉降而破坏,其它附属设施也可采用上述方法进行地基处理。具体地基处理措施方案应由设计部门根据建筑物结构特征和荷载情况进一步确定。

6结论和建议

填土通常指人类工程和生活活动过程中随机堆填而成的无规则的无序堆积体,在建设工程中,填土通常位于地层的顶部,或作为新建建(构)筑物的基础持力层,或作为基坑边坡的坡体结构与荷载。填土因其特殊的成因,工程意义上有其特殊性,如常见的不均匀、欠固结、湿陷等,均是不利于工程安全的特性。因此,在充分调查了解填土特性的基础上,提出针对性的合理利用和处理方案,就可将这种“无用”的废弃填土场地变为有用之地,既可以节约土地资源,又可以保护周边建(构)筑物,并改善区域环境。兰州工程勘察单位小编同时提出以下几点建议:(1)对于地质条件复杂的场地,在建筑前必须进行详细的岩土工程勘察,必要时可进行场地地质灾害评估或采取适当防治措施。采取适当的地基处理方案后,可进行建筑。(2)在进行填土场地岩土工程条件评价时,应认识到填土场地所具有的不均匀性、低强度、高压缩性,重点关注与这些性质相关的指标,以便做出准确判断和分析。(3)填土地基基坑开挖后应进行施工验槽。处理后的填土地基应进行质量检验。对复合地基,宜进行大面积载荷试验。

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