9 特殊土地基与山区地基 9. 1 填土地基 9.1.1 当填土的自重压密尚未完成或土质松软不能满足地基承载力和变形的要求时,应进行人工加固处理合格后才能作为地基。选择处理方法时应从技术、经济、工期、环境影响等方面并结合地区经验综合考虑。 9.1.2 填土的分类 填土是指由人类活动在地表形成的任意堆积的土层,它的组成成份复杂,堆填的方法、时间和厚度都是随意的。填土主要分布在古老的城镇和工矿区的范围以及疏浚河道的排淤区。经过人工分层压实的填土,称为压实填土。填土地基从其工程性质和特点方面可分为两类:一类是利用现有的任意堆填的填土作为地基,称为非压实填土地基;另一类是以有计划、有质量控制的压实填土作为地基,称为压实填土地基。 填土按照其物质组成和堆填方式可以分为素填土、杂填土和冲填土三类。 1 素填土 系由天然土经受人类扰动堆填而成,不含杂质或只含少量的杂质,按其主要的组成物质分为碎石土素填土、砂土素填土、粉土素填土、粘性土素填土等。 素填土与天然土的区别,在于其不具有天然土的结构和层理,而且颜色发暗,并含有少量碎砖瓦砾、灰渣、朽木等人为杂质。 2 杂填土 系主要由建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等组成的填土,按其主要组成物质可分为: 1)建筑垃圾填土 主要组成物质是碎砖、瓦砾、混凝土块、灰渣和朽木等,有机物含量较少,比较容易鉴别。 2)工业废料填土 主要由工业生产的废料、废渣堆积而成,如矿渣、煤灰等以及其他工业废料夹少量土组成。 3)生活垃圾填土 主要由人类生活抛弃的废物,如炉灰、菜叶、布片、陶瓷片等夹少量土组成,一般含有机质和未分解的腐殖质较多。 生活垃圾填土的组成物质十分复杂,在北方,居民生活用的煤球、煤砖、蜂窝煤等燃烧后形成的炉灰也是一种常见的生活垃圾填土,炉灰在新鲜时呈褐红色,还可辨认出煤球等的形状时称为炉灰填土,而经过地面水的淋溶作用变为褐色的、稍具粘性的粉状土时称为变质炉灰填土。 3 冲填土 系由水力冲填泥砂形成的填土,又称吹填土,是我国沿海地区常见的一种填土,主要是由于整治或疏浚江河航道,用高压泥浆泵将泥砂通过输泥管排送到需要填高的地段,经过沉淀排水后形成大片冲填土层。 冲填土的特点是其颗粒组成随泥砂的来源而变化,故土层分布不均匀,多呈透镜体或薄片状出现。 9.1.3 填土的工程性质 1 不均匀性 填土由于其组成成分复杂,回填的方法、时间和厚度的随意性,所以不均匀是其突出的特点。其中尤以杂填土的不均匀性最为严重,而素填土和冲填土的组成物质比较单一,不均匀性较杂填土略好一些。 2 自重压密性 填土是一种欠压密土,在自身重量和大气降水下渗的作用下有自行压密的特点,自重压密所需的时间长短与填土的物质成分和颗粒组成有关。如大块碎石类素填土一般需1~3年;砂土素填土需2~5年;而粉土和粘性土素填土则需10~15年;含有大量有机质的生活垃圾填土的自重压密时间可长达30年以上。 3 湿陷性 填土由于土质疏松,孔隙率高,在浸水后会产生较强的湿陷,新填土的湿陷性比老填土大,在生活垃圾填土中的炉灰和变质炉灰填土的湿陷性较强。但在气候潮湿和地下水位高的地区,填土的湿陷性则不显著。 4 低强度和高压缩性 填土由于土质疏松、密度差、固化程度低,所以抗剪强度低,承载力也低。而填土的压缩性则很高,变形模量E0一般都在6MPa以下,与相同干密度的天然土相比,填土的压缩性比天然土要高得多。 5 冲填土的工程性质 冲填土的工程性质与所冲填的泥砂来源和淤填时的水力条件有密切关系,冲填土的特点是水平方向具有不均匀性,而且透水性差,多为欠压密土,土体含水量大,呈软塑和流塑状态,性质与高压缩性的软土相似。一般来说,冲填土的土料是以砂土为主时则强度较高,且强度随填积时间增长而增加较快,反之,如土料以粉土和粘性土为主时则强度较低。另外,如冲填泥砂的场地排水条件好或采取加速排水的措施时,则冲填土的排水固结会加快,因而强度的增加也会加快。 9.1.4 填土地基的利用 1 对于堆填年限较长,已完成自重压密的比较均匀、比较密实的素填土、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,可以作为一般建筑物的天然地基,但应采取增加基础和上部结构的刚度、强度和整体性的措施,以提高和改善建筑物对地基变形的适应能力。 2 对于严重不均匀的填土地基,应该按填土的厚度、压缩性和承载力等分区、分层进行评价,在满足地基强度的前提下,进行地基变形计算,计算后如果超过建筑物的地基变形允许值时,应该调整基础压力和埋深使地基变形值控制在允许范围内,并应采取增加基础和上部结构的刚度、强度和整体性的措施。 有条件时可以采用地基和基础共同作用的分析方法进行计算,考虑基础刚度对地基变形的调整作用和基础所受的内力进行设计。 3 对有机质含量较多的生活垃圾填土、对基础材料有腐蚀性的工业废料填土和尚未完成自重压密的新填土,不宜作为天然地基。 4 对湿陷性填土地基,应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的要求做好地面排水、加大建筑散水的宽度和防止上、下水管道漏水的措施。 5 建造在填土地基上的建筑物,必须进行沉降观测。沉降观测点应在建筑物的四角及突出部位设置。当建筑物的长度或宽度较大时,还应间隔15m左右设置一个沉降观测点。沉降观测应在基础完工后立即进行,施工期间至少半个月观测一次,工程全部竣工后的第一年观测4次,第二年观测2次,以后每年观测1次,直到沉降稳定后为止。 6 填土地基的填料,不得使用淤泥、膨胀土和耕植土,以及有机质含量大于5%的土。 7 在水田、池塘、沟渠等积水地带进行填方工程时,应在填方之前开沟放水,尽量疏干积水,清除淤泥及腐植土,并在底部铺填砂、卵石、矿渣等透水性较强的散粒材料,铺设厚度不宜小于200mm,并进行碾压处理。 8 压实填土地基应注意采取地面排水措施,同时应防止填土区内上、下水道大量涌水或渗漏,使 填土颗粒流失,必要时应在填土坡的坡脚处设置反滤层。 9.1.5 填土地基常用的处理方法及地基基础设计见本措施第8章,可采用换填法、强夯法、砂石桩挤密法、灰土桩挤密处理、预压法、振冲法等方法进行处理。 9.1.6 压实填土地基 1 在乎整场地前,根据结构类型、填料性能和现场条件等,对拟压实的填土提出质量要求。压实填土施工后,经检验符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的质量要求的压实填土,可作为建筑工程的地基持力层,其计算应遵照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定进行。 2 压实填土的质量达不到现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定时,在采取必要的建筑、结构措施和地基处理后,可作为地基持力层,其承载力特征值据现场载荷试验或原位测试确定。其变形值不应大于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的高压缩性土地基上房屋和构筑物的地基变形允许值。变形计算可采取现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的方法,并遵守下列规定: 1)计算土中应力时,应考虑填土时间的长短。当填土时间较长,地基已基本固结时填土可作为土的自重应力计算;当填土时间较短,填土应作为附加载荷考虑。