填土的工程地质勘察探析

(整期优先)网络出版时间:2022-03-02
/ 2

填土的工程地质勘察探析

杨雪

身份证号码: 41122119910225****

摘要:随着我国经济建设的快速发展,我国铁路交通工程中大批城际铁路、电气化高铁项目迅速立项开工,形成全国铁路线网全面铺开、扩展、延伸和提速改造的局面。同时,以高架、内环和地铁为标志的现代市政工程相继大量出现。建筑工程的类型和环境趋于复杂和多样性。任何工程建设方式、规模和类型都受到建筑场地的工程地质条件所制约,工程地质勘察作为各类设计工作的关键性依据,是工程建设中的重要环节。新形势下,地质勘察工作者应深入研究各种地质条件的特点与工程性质,选用有针对性的勘察手段,总结出应对不同地质条件的勘察方法。

关键词:填土;工程地质;勘察

1 引言

在各类地质环境中,常出现垃圾厂、弃土厂、人工填筑土地段等地质情况。笔者结合自身工作经验,就工程地质勘察工作中填土这种特殊岩土现象,做如下总结。

2 填土的分类及工程性质

填土是指因人类活动遗留或堆积形成的土。按照堆填时间50 a以上、15~50 a、15 a以下分为古填土、老填土和新填土;按照堆积方式分为计划填土和无计划填土。根据其物质组成和堆填方式主要分为素填土、杂填土和冲填土。工程地质勘察工作中主要针对素填土、杂填土和冲填土这3类填土进行研究和评价。

2.1 素填土

素填土一般由碎石土、砂类土、黏性土、粉土或残积土等一种或几种土组成,成分种类较少。一般不含杂质或含杂质较少。大部分为天然土由人工扰动和搬运堆积、填筑而成。特点为不具天然土的结构和层理。常见于铁路路基下和道路路面下,或一些建筑场地表层。其工程性质取决于不同类型素填土的均匀性和密实度。一般按照使用目的,依照一定层序有计划堆填,并经人工压实的素填土,可以作为一般构筑物的地基使用。一些虽未经压实,堆填时间满足10 a以上的黏性土、满足5 a以上的砂类土,也具有一定程度的密实度和强度,可作为一般构筑物的天然地基。使用前需进行相关检验,检验合格后可以使用。

2.2 杂填土

杂填土一般含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂质。普遍分布在人类生活区或工业区,主要由建筑、工业废料残留或人为抛弃堆积。杂填土是由人类活动造成的无规律积累物形成的,成分主要为碎砖、瓦砾、混凝土块、矿渣、煤渣、炉灰、陶瓷片、塑料物。一般含有机质和未分解的腐殖质。成分复杂,填筑堆积方式,时间和范围的随机性较大。其工程性质为成分不均,厚度、密度变化大,变形大,具有湿陷性、压缩性大、强度低、孔隙比大、渗透性不均等特点。

2.3 冲填土

冲填土由水力冲填泥沙形成。物质组成随水中泥砂的来源而变化。一般沿着出口至外侧颗粒成分由粗变细。由于充填过程中冲填物的不同及水力的强弱变化,形成平纵方向上的物质不均,致使其特点为层序分布不均匀,普遍呈现为透镜体和薄层。其工程性质为颗粒不均匀,透水性弱,排水固结差。

3 填土的勘察

3.1 主要勘察内容

搜集区域地质图及地形图,调查历史上区域内地形的变化情况和地物的变迁情况,走访区域内产权单位,充分了解填土的来源、堆填时间、堆填方式,计划堆填目的或非计划堆填的成因背景。调查区域内是否存在地下设施、旧基础、渗水井、填埋坑、暗沟、暗塘。

搜集有关区域地质资料及既有铁路、公路以及工民建等工程地质勘察成果,详细分析,结合具体实物勘察,查明厚度、范围、物质组成种类、堆填结构、颗粒级配、均匀性、密实性、压缩性、湿陷性、局部变形可能性。如区域内存在冲填土,还应查明冲填土排水和固结程度。查明地下水类型,变化规律,补给和排泄条件。确定地下水和地基土对建筑材料的腐蚀性。地表水和地下水之间的水力联系。

3.2 勘探点布置

依据区域资料的调查结果,拟定勘察范围。由于填土的特殊性,一般工程应按复杂场地布置勘探点。初步勘察阶段勘探点间距30~50 m,详细勘察阶段勘探点间距10~15 m。当物质成分不均土层变化较大时,应依实际情况缩短孔间距,加密勘察点。钻孔应穿透填土层至天然土层。当下部为软弱土时,勘探点深度应适当加深。

3.3 勘探方法

勘探方法应根据不同种类填土的特点确定。对于以细颗粒、黏性为主的填土,如粉土和黏性土,可采用钻探取样、小螺纹钻与原位测试相结合的方法。对于含较多粗颗粒成分的素填土、杂填土或缺乏经验的区域,可采用动力触探、钻探、挖探,并选择局部有代表性区域开挖探井。注意辨别物质成分种类,区分建筑垃圾、工业垃圾及其他包含物,确定填土的物质组成结构。

3.4 原位测试

原位测试方法应根据其不同种类填土的特点确定。填土的均匀性和密实度可用触探测定。黏性、粉性填土应以轻型动力触探、标准贯入试验为主。粗颗粒填土应以重型动力触探为主。冲填土、黏性土。素填土应以静力触探为主。有条件的情况下,应增加地球物理勘探的方法对填土的均匀性进行定性。填土承载力、压缩性和湿陷性可采用现场载荷试验和室内固结试验确定。

3.5 室内试验

土工试验应根据不同种类填土的特点选择试验项目,主要有密度、相对密度、含水率、塑性指数、液性指数、压缩性、抗剪强度、有机质含量、湿陷性、膨胀性、渗透性等项目。试验项目开始前,应仔细检查土样,防止土样中夹杂其他物质,确保试验成果数据有效性。

4 填土的地基评价

4.1 填土地基的选用

经过压实处理或堆填时间较长已完成自重压密,均匀、密实的素填土和冲填土,包括物质成分稳定,结构稳定,均匀、密实的杂填土,可作为一般建筑物的天然地基。利用其作为地基时,应采取简单的建筑体形,选择面积大、整体刚度较好的基础形式,并应适当增加上部结构刚度等相应措施。以提高建筑物对地基变形的适应能力。

未经过压实处理,堆填时间较短,均匀性、密实性较差,有机质含量较大,具有腐蚀性的杂填土,不宜作为建筑物的天然地基。

填土底面坡度大于20%时,受填土影响有发生滑动的可能性。应注意计算坡面的稳定性,消除引起填土滑动的隐患。

4.2 填土地基承载力的确定

填土的地基承载力应利用现场勘探、原位测试、土工试验,结合区域经验,按照不同类别工程规范、标准进行判定。其中现场载荷试验对填土地基承载力的判定较为直观,判定成果误差较小,应首先考虑使用现场载荷试验。

5 填土地基的检验

由于填土工程性质的特殊性,处理后的填土地基应进行质量检查。可在现场进行载荷试验或采用其他原位测试手段进行检查。验槽工作,应配备经验丰富的工程师对槽底进行检查,对复杂场地可以选取关键部位进行勘探验证。

结语

各种填土的成因、时间、成分具有复杂多变性,所以,在对填土的勘察工作中,不论是铁路、公路及工民建工程,都应广泛搜集资料,加强地质调查和走访工作,采用多种勘察方法和勘察手段来查明填土的分布范围、厚度、来源、堆积方法和堆积年限,并确定填土的工程性质。

总体来说,通过上述2个工程实例证明,各类工程的勘察工作中只要在思想上高度重视填土勘察,在实际勘察过程中加强地质调查和走访工作,随时调整勘察方案和勘察方法及手段,就能够有效地查清填土的性质、分布情况及工程地质意义,做出科学合理的评价并准确提出可靠的岩土参数和处理方案,为设计和施工提供科学依据。

参考文献

[1] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范:GB 50021—2001[S].(2009年版).北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2] 国家铁路局.铁路工程地质勘察规范:TB 10012—2019[S].北京:中国铁道出版社,2019.

[3] 国家铁路局.铁路特殊路基设计规范:TB 10035—2018[S].北京:中国铁道出版社,2019.