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1、厚填土处理技术及效果分析一、填土及性质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）、冲填土（水力充填）及压实填土（分层压实土）等。填土堆积时间愈长，土的密实度愈好，作为地基的强度愈高。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。根据填土的成因和物质组成分类：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
2、据其孔隙比指标判定其类别。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
3、合当地建筑经验提出土质改良的处理方法，采取与地基不均匀沉降相适应的结构和措施。 填土的工程性质和天然沉积土比起来有很大的不同。由于堆填时间、环境，特别是物质来源和组成成分的复杂和差异，造成填土性质很不均匀，分布和厚度变化缺乏规律，带有极大的人为偶然性，往往在很小的范围内，填土的质量密度会在垂直方向变化较大。 填土往往是一种欠压密土，具有较高的压缩性，在干旱和半干旱地区，干或稍湿的填土往往具有湿陷性。因此，填土的工程性质主要包括以下几个方面： 1、不均匀性：填土由于物质来源、组成成分的复杂和差异，分布范围和厚度变化缺乏规律性，所以不均匀性是填土的突出特点，而且在杂填土和冲填土中更加显著。 例如，
4、冲填土在吹泥的出口处，沉积的土粒较粗，甚至有石块，顺着出口向外围土粒则逐渐变细，并且在冲填的过程中，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，故冲填土层多呈透镜体或薄层状出现。 2、湿陷性：填土由于堆积时未经压实，所以土埴疏松，孔隙发育，当进水后会产生附加下陷，即湿陷。通常，新填土比老填土湿陷性性强，含有炉灰和变质炉灰的杂填土比素填土湿陷性要强，干旱地区填土的湿陷性比气候潮湿、地下水位高的地区湿陷性强。 3、自重压密性：填土属欠固结土，在自身重量和大气降水下渗的作用下有自行压密的特点，压密所需的时间随填土的物质成分不同而有很大的差别。 例如，由粗颗粒组成的砂和碎类素填土，一般回填时
5、间在2a5a即可以达到自重压密基本稳定，而粉土和粘性土质的素填土则需5a15a才能达到基本稳定。建筑垃圾和工业废料填土的基本稳定时间需要2a10a；而含有大量有机质的生活垃圾填土的自重压密稳定时间可以长达30a以上。冲填土的自重压密稳定时间更长，可以达几十年甚至上百年。 4、压缩性大，强度低：填土由于密度小，孔隙度大，结构性很差，故具有高压缩性和较低的强度。对于杂填土而言，当建筑垃圾的组成物以砖块为主时，则性能优于以瓦片为主的土；而建筑垃圾土和工业废料土一般情况下性能优于生活垃圾土，这是因为生活垃圾土物质成分杂乱，含大量有机质和未分解或半分解状态的植物质。对于冲填土，则是由于其透水性弱，排水固
6、结差，土体呈软塑状态之故。在勘察评价素填土、冲填土时，一般从颜色、湿度、状态、土质组成与含量（由粗粒土组成时，包括物质成分、颗粒大小与形态）、均匀性(包括土质组成与密实度两方面)、杂质的成分、粒度、含量、填垫年限和以往利用情况几个方面；在评价杂填土时，一般从颜色、湿度、物质组成(建筑垃圾、生活垃圾、工业废料，重点描述直径、成分、含土量等及含量分布情况)、密实度及均匀性、填垫年限等几个方面。二、天津市区杂填土工程性质研究杂填土是指社会生产、生活过程中所产生的废料、废物的堆积体。根据调查资料，天津市区杂填土的分布面积约占市区面积的12.6%，部分建筑物的基础也直接坐落在杂填土上，因此，对杂填土的认
7、识、分析、评价也是地基处理的一个难点。本次研究的杂填土主要是以细颗粒建筑垃圾为主的杂填土，其填垫年限均在10年以上。随着城市建设和地基处理技术的不断发展，天津市区建筑工程的复合地基处理技术也得到了普及和提高。但在复合地基设计时，由于天津市区浅部普遍分布较厚的杂填土，而现行勘察规范无法直接确定杂填土的地基承载力，勘察成果中均缺失对杂填土承载力的评价，故设计一般多采用现场静载荷试验的方法进行确定，但由于静载荷试验周期较长，造价较高且多数工程是在地基处理完成后进行验证测试，不能有效的指导复合地基设计，故专门研究现场原位测试方法确定天津市区杂填土承载力及变形模量问题。本次课题主要研究手段和方法如下：
8、1.通过现场对杂填土进行静载荷试验，确定杂填土承载力基本值f0，并估算杂填土的变形模量E0；2.在静载荷试验旁对杂填土进行轻型动力触探N10和重型动力触探N63.5试验，确定各自的击数；3.将静载荷试验结果与轻探N10结果和重探N63.5结果对比，并建立相关的回归公式；4.参照场地勘察报告和原位测试击数确定杂填土的厚度及相关性质。（一）现场情况及实施的工作量课题小组先后在7个场地进行了21组静载荷试验及相应的轻型动力触探N10、重型动力触探N63.5原位测试试验，具体试验场地及实施工作量详见表2-1。 现场试验工作量一览表 表2-1场地地点工作量静载荷试验N10N63。5孔数总进尺（m）次数孔
9、数总进尺（m）次数先春园芥园道7组719.9149726.1165博泰名居南门外大街3组310.992312.5109玻璃厂解放南路3组310.788311.784耀华中学（东院）营口道2组28.48428.474耀华中学（西院）营口道2组29.289210.091滨江世纪广场南市2组2120113滨江金耀广场南市2组211.5105总计21组1759.15022192.2741注：先春园场地还施工了7 个人力目力鉴别孔，累计进尺21.5m，其他场地依据勘察报告。根据场地勘察报告、原位测试结果及宏观调查，场地杂填土组成、厚度、填垫年限等情况详见表2-2。工程名称坑深(m)杂填土厚度（m）土质组
10、成坑底淤泥情况填垫年限先春园2.202.802.202.80以细颗粒建筑垃圾为主，夹砼块无6080年博泰名居3.204.003.203.60以细颗粒建筑垃圾为主无8090年玻璃厂2.804.602.804.00以细颗粒建筑垃圾夹杂土为主无40年耀华中学（东院）4.004.404.004.40以细颗粒建筑垃圾为主无50年耀华中学（西院）3.805.503.504.60以细颗粒建筑垃圾、砖块为主杂填土与坑底淤泥混杂20年滨江世纪 广场4.005.804.005.50以细颗粒建筑垃圾为主，夹石子局部夹薄层淤泥8090年滨江金耀 广场4.206.504.206.00以细颗粒建筑垃圾为主，夹砖块杂填土与
11、坑底淤泥混杂8090年试验场地杂填土情况一览表 表2-2（二）资料整理1、静载荷试验根据现场静载荷试验结果PS曲线，确定该试验点处杂填土的承载力基本值f0。1）试验条件a) 载荷板为1.0*1.0m2；b) 试验深度为地表以下1.01.2m，清平槽底后回填2cm左右厚细砂层找平；c) 一般压至剪切破坏，以确定极限荷载值。2）承载力基本值f0确定方法根据建筑地基基础设计规范（GB50007-2012）附录三中的规定，地基土承载力基本值按以下规定确定：a) 当PS曲线上有明显的比例界限时，可取该比例界限对应的荷载值；b) 当极限荷载小于对应比例界限的荷载的2倍时，取极限荷载的一半；c) 当地基土承
12、载力不能按上述a、b两条确定时，取s/b=0.015所对应的荷载值，但其值不应大于加荷量的一半。经过分析本次21个试验点的静载荷试验PS曲线，除了先春园1、5号试验点等极少数试验点有比较明显的比例界限外，大部分试验点比例界限不明显，因此，在确定杂填土承载力基本值时遵循的原则如下：a) 有比例界限的取比例界限值，如先春园的1#、5#点；b) 无比例界限但压至极限荷载的，取极限荷载的1/2值，如滨江广场场地、天津玻璃厂场地；c) 未压至极限荷载的，取s/b0.015(即15mm)所对应的荷载值，如耀华中学场地、博泰名居场地及先春园场地。21个试验点的静载荷试验PS曲线详见附图一附图六。3）变形模量
13、E0的确定根据工程地质手册（第三版）提供的变形模量计算公式：E0=10（1-2）p/sd (式2-1)式中：E0-杂填土的变形模量（MPa）;-杂填土的泊松比，当f0 100kPa时，取0.4，当f0100 kPa时，取0.45；p -比例界限所对应的荷载或所取承载力基本值f0所对应的荷载（KN）；s -与荷载p相应的沉降 (cm)；d -承压板直径或边长(cm)。2、轻探N10和重型动力触探N63。5试验轻探N10和重型动力触探N63。5试验在静载荷试验旁进行，以增加两种手段的对比性。1）试验条件a)试验设备、方法均按相关规范和我院技术规定执行；b)在试验遇大块导致击数失真时，重新开孔试验，记录每10cm所打入的击数直至
