浅谈填土作为天然地基在工程中的应用

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（铜陵有色股份铜山矿业公司）

【摘要】本文主要探讨了填土作为天然地基在工程中的应用。分别从地基的分类、填土地基的工程特性、填土地基的利用，并结合工程实例进行了阐述和总结。

【关键词】填土地基；工程特性；地基分类；地基利用

1 引言

建筑物地基可分为天然地基和人工地基。作为建筑物天然地基的有岩石和土。不同成因和年代形成的土，按颗粒级配和塑性指数，可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土等类。此外，在不同区域还存在各种特殊性土。人工填土就属于特殊性土之一，且非常广泛。人工填土按组成物质分类，可分为冲填土、素填土和杂填土。其中素填土指由碎石土、砂土、粉土、粘性土等组成的填土。其特性是成份单一而明确。而杂填土指含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土，其特性是成份复杂、无规律。杂填、素填只是概念上有所差别，很难在数量上以指标来进行界定，但是杂填土在工程中很难作为天然地基被利用。

2 填土地基的工程特性

2.1 性质不均匀和厚度变化大

由于堆积条件、堆积时间、堆积物质成分的差异，造成它的性质很不均匀。厚度和原始地貌有关，差异很大，从几米到几十米不等，分布有很大的随意性、无规律性。

2.2 变形大并具有一定的湿陷性

非压实填土具有较高的压缩性，固结密实过程复杂，受外界影响较大。干湿循环交替表现一定的湿陷性。

2.3 高压缩性和承载能力不均匀

由于填土成分复杂，粒径相差较大，且无规律回填，造成它的性质很不均匀。在重力作用下，经过一定时间的自然沉降，上部仍具有很高的压缩性，在一定的范围内表现其不均匀性。

3 填土地基的利用

填土层能否作为天然地基使用，与诸多因素有关，主要应考虑以下几点。

3.1 堆积年限

堆积年限是填土的一个重要指标，填土的密实程度随着堆积年限的增加而增加。也受外界因素诸如雨水外荷载等影响。由自身压密堆积的时间砂土一般5年以上，粘性土需要时间更长一些。

3.2 填土的工程地质勘察

填土的工程地质勘察决定着填土层能否作为天然地基的使用。工程勘察应注意以下几点：1.调查访问，搜集地形变迁的有关历史资料，查明填土的来原和人们在其上的生产生活情况。对堆积的时间，堆积的方向和堆积的方式 进行调查走访。2.现场勘察，按工程的布置进行钻孔或挖探井勘察从井壁的稳定性来判断填土的类型和密实度。进行原位测试和配合室内试验以确定填土层的承载能力，压缩模量，抗剪强度等土力学指标。3.对同区域内的其他建筑物的设计及使用情况进行调查，获取相关资料作为工程勘察成果的对比参考。

3.3 基础形式的选择

基础的设计方案不但对造价有很大的影响，往往还决定着工程的成败。钢筋混凝土筏片基础具有降低和扩散基础下单位面积压应力，建筑物整体刚度增强，特别是对填土地基的不均匀性是优先采用的基础形式。按建筑物的要求尽可能浅埋。

3.4 勘察和设计的紧密配合

设计根据详细勘察资料进行基础设计后，在实际施工过程中还应根据据地槽开挖后的情况进行施工勘察，最好进行地基承载力检测，及时将施工勘察结果提供给设计单位，由设计单位根据建筑物上部载荷对基础截面进行调整，以满足沉降差的要求。

4 工程实例简介

4.1 工程概况

铜陵有色股份铜山矿业公司深部矿产资源开采工程的地上工程，诸与主井提升机房、副井提升机房、总降变电所、运矿皮带廊、选矿磨浮车间、万吨污水处理池等单位工程都需建在铜山矿早期开采的井下矸石、露天矿拨离土方的填土素（杂）填土层上。如副井提升机房单层、檐高13.05米，跨度15米，柱柱6米，共3跨，总长18.48米，钢筋混凝土排架结构，内设Gn=16/3t行车。

4.2 工程地质条件

工程勘察显示场地地层结构特征自上而下为：1层杂填土，层厚0.9―16.5米；2层淤泥质粉质粘土，层厚0.5―4.3米；3层粉质粘土层，层厚0.7―9.1米；4层淤泥质粉质粘土，层厚0.5―5.2米，仅少数孔有揭示；5层碎石土，层厚1―23.5米；6层全风化闪长岩，层厚0.7―16米；7层强风化闪长岩，层厚0.5―3米；8层中风化闪长岩；8层大理岩。本次勘察对除1层杂填土外，其余各土（岩）层都提供了地基土（岩）承载力特征值及压缩模量，并对建（）筑物的基础类型及持力层提供了建议。

4.3 工程实施过程

设计单位依据勘察报告，基础为600/800钻孔灌注桩，上设钢筋混凝土承台，且为摩擦端承桩。但是，在实际施工进行冲击钻孔时出现严重漏浆、塌孔现象，虽采取加入粘土反复造浆护壁等措施仍然多孔漏浆，难以成孔。后来，将钻孔灌注桩改为人孔挖孔桩。经过试挖发现，该建筑物范围内基本是井下排出的矸石，且上部颗粒细粘土质物质填充较好，愈向下颗粒愈大，孔隙也越大，故当人工挖孔桩挖至7米左右时，出现塌孔现象。从工程勘察资料、冲击钻孔漏浆、塌孔现象、人工挖孔揭示的情况来看，非常吻合从16米左右高的架头向下倾倒矸石，大的颗粒顺着架头滚至底部，细小颗粒留在上部，经过五十年的自然沉积，形成目前的杂（素）填土层。后又重新委托工程勘察单位对该层填土进行勘察评价，结论为该层填土承载力特征值Fak=220KPa，Es1-2=10.0MPa。根据拟建筑物结构特点、场地土性质及水文地质条件，建议采用天然地基浅基础方案，以素填土为基础持力层。设计单位根据该勘察报告对基础进行了重新设计，采用钢筋混凝土独立柱基。很好地解决了填土作为天然地基问题。

5 几点启示

工程实践中对填土层的处理有以下几点启示。第一，选址无法避开的工程项目区域内厚大（填土较厚、范围较大）的回填土层在工程勘察阶段就必须高度重视，对很难在数量上以指标来进行界定的杂、素填土层。特别是填土时间较长的填土，应对其进行相关土力学指标检测，为工程基础形式设计提供较大的选择空间。第二，根据建筑物对地基的要求，尽可能地采用填土层作为天然地基，必要时可选择强夯、压密注浆等方法对地基进行加固。第三，即使必须采用桩基时，也应充分考虑到填土层的复杂性，诸如填土内的大块石（孤石）、块石间的较大孔隙等。第四，工程实践中，对填土地基的了解及认识基于填土的无规律性也是一个渐进的过程，所以需要业主、勘察、设计、监理、施工等有关单位密切配合，跟踪现场，对作为天然地基的填土地基根据《建筑地基基础设计规范》进行地基承载力静载试验，为设计单位对基础设计进行修正提供依据。

综上所述，在工程项目选址时尽可能避开回填土区域，对难以避开的回填土层尽可能作为天然地基来使用，非采用桩基不可时一定要考虑到施工方法的可行性和施工难度。