浅谈城道路中杂填土层的处理方法

1、浅谈城市道路中杂填土地基的处理方法周清摘要：随着城市规模的不断扩大和城市基础设施建设的发展， 在建设的过程中产生了大量的 建筑垃圾和弃方土体，给城市周边弃土场的再利用和再开发带来工程建设方面的一系列问题。笔者总结了近几年来所遇到的杂填土地基处理经验， 将杂填土地基从空间分布上划分为三类, 并根据每一类的不同情况对其处理方法进行了介绍和分析， 以期对类似工况的城市交通设施 建设提供参考经验1引言随着新昆明跨越式发展的进程，几年来*市上马了一大批城市基础设施建设，包括 城市道路建设、轨道交通建设和城中村改造 等，这一过程中必定伴随着“大拆大建”和 大量的土方工程，建设的过程中不可避免会 产生数量巨

2、大的建筑垃圾和工程建设中不 能直接使用的弃方土体， 这类土体一方面消 化于房屋基坑开挖后的部分回填，绝大部分则被丢弃于各弃土场，然而随着城市规模的 扩大，这些弃土场又被重新开发、利用，作 为城市的重要组成部分。 这样杂填土地基就 给建设开发带来一系列的困难，例如：地基 承载力低、均匀性差、地基压缩性高等。若对其不进行应相应处理， 日后建设于这类 场地之上的建筑物将会产生不均匀沉降、房屋开裂、道路沉陷等一系列的工程问题。2定义根据建筑地基基础设计规范(GB5007-2002 ) 1中规定，软弱地基指主要淤 泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压 缩性土层构成的地基，杂填土地基属软弱地 基中的一种

3、。文献2对于杂填土和杂填土地 基作出了如下描述：杂填土是人类活动而任 意堆填的建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等。 杂填土的成因不规律，组成的物质杂乱，颗粒尺寸悬殊，颗粒间孔隙大小不一；回填前 地貌高低起伏，形成填土高低不一；回填时 间前后不一，取样不易、勘察工作困难，通 畅无法提出地基承载力值。3工程性质通过对相关文献2 3 4 5的研究，对杂 填土地基所具有的一些工程性质总结如下：(1)不均匀性：杂填土地基由各种弃 方土体，包括建筑垃圾、生活垃圾及各种工 程的弃方土料，成分复杂，回填方法，回填 时间和厚度具有很大的随意性，所以不均匀性是其最大的特点。(2)自重压密性：场内填筑时间较短， 属欠固

4、结压密土，在自身重力和大气降水的 作用下发生重力固结。(3)湿陷性：杂填土由于土质疏松， 孔隙率高，在浸水后会产生较强的失陷，且 年代越新的填土，湿陷性越强，杂填土由于 失陷作用会在地面产生较大的沉降，从而危及工程安全。(4)强度低，压缩，f大：杂填土松散堆 积，结构性很差，处于松散 稍密状态。4处理方法4.1 杂填土地基的分类对于杂填土的处理方法通常采用翻挖 换填，但是根据笔者近几年工程中所遇到的 情况，认为可以按杂填土分布的厚度来进行 分类，进而根据以下三类不同的杂填土空间 厚度分布层次提出相应的、建议的处理措施。第一类：杂填土地基厚度在 6m以下的 地基；第二类：杂填土地基厚度在 615

5、m第三类：填土地基厚度在 15m以上。4.2 杂填土地基的处理方法4.2.1 第一类杂填土第一类杂填土地基其分布层厚在6m以下，根据笔者总结可有以下几种处理方法：(1)翻挖换填该种处理方法指根据地质勘察的结果， 将杂填土层挖除，分层碾压换填合格土料， 并根据不同的道路等级确定土料的压实度，该类处理方法可用于建设场地面积较大，周边建筑物离建设场地较远，可满足道路放坡 开挖的要求。该种处理方法的优点在于可最 大程度的保证地基的回填质量，做到心中有数，但是作为回填地基仍然会产生一定的工 后沉降，为此在进行回填施工的过程中，应 根据下伏原状土的物理力学性质和填料的 性质铺设多层格栅，以保证路基纵向和横

6、向 的刚度，以保证地基的协调变形和最大限度 减少沉降。(2)强夯法或强夯置换法强夯法指使用吊升设备将一定质量的锤反复起吊至较大的高度 (一般为1020m) 后，使其自由下落，产生巨大的冲击能量和振动能量(一般为 1100KJ4000KJ,最大可 达8000KJ)作用地基，给地基以冲击和振动， 从而在一定范围内使地基的强度提高，压缩性降低，改善地基的受力性能2。强夯法主要应用于欠固结地基和杂填土地基，应用于饱和软粘土地基是否使用必须要经过试验 检测。有效加固深度既是强夯处理的重要依 据，又是反映处理效果的重要参数。可根据 menard修正公式大体估算有效加固深度。H = ： 、M h式中H 有效

7、加固深度(m);M-一夯锤重；h落距(m);修正系数，须根据所处理地基土的性质而定，对一般粘性土、砂土为的效率。0.45 0.6。根据工程实际操作经验和 menard经验 公式，强夯法加固土体的深度一般为 6m左 右。但是由于强夯法作用过程中产生巨大 的振动，对土体的扰动和周边建筑物的干扰 非常大，因此对施工场地的要求较为严格， 必须要空旷的，建筑物稀少的场地进行，以 防止强夯施工对已建建筑物的破坏。(3)柱锤冲扩桩法6柱锤冲扩桩法是一种相对较新的复合 地基处理方法，主要在于其所采用的施工设 备和工法。根据建筑地基处理技术规范， 柱锤冲扩桩法使用于处理杂填土、粉土、素填土和黄土地基，地基的处理

8、深度不宜超过 6m复合地基承载力不宜超过160KPa柱锤冲扩法是采用重 18t ,长度为2 6m的柱锤，反复对地基进行冲扩， 所形成的 桩径为3050cm,桩间距为1.52.0m的复 合地基，布桩可采用正方形或三角形。桩体材料可采用碎砖三合土、级配砂石、矿渣、 灰土、水泥混合土等。柱锤冲扩法实际上是强夯法的进一步 延伸，其加固机理中包含两次压缩挤密，第 一次为冲扩成孔过程中对周边土体起到了 挤压夯实的作用，第二次桩体的形成过程中， 随着填料的不断进入，柱锤桩体的不断冲压 和冲扩，使得桩体材料不断的向孔外挤压， 形成二次挤密作用，大大的提高了地基处理该方法的优点在于不需进行大方量土 方开挖，而且

9、能充分利用各种建筑废料，造 价低，但是实际施工必须经过专门的培训， 施工技术含量较高。4.2.2 第二类杂填土第二类杂填土地基其杂填土的厚度相 对较大，达615m,对于这类工况，若采用 翻挖换填则施工过程中， 必须采用较缓的坡 度进行杂填土开挖，土方量巨大，工程造价高，并且存在较大的安全隐患。若采用强夯 法和普通柱锤冲扩法，则作用深度又达不到 预设的目标。为此，针对此种工况应采用其 它的方式对其进行处理。(1)复合地基粒料桩对厚度较大的杂填土层可采用CFG桩、混凝土桩等粒料置换桩对其进行相应处理， 但在设计及施工过程中应注意以下几个方 面的问题。1)由于杂填土土性均匀性较差，存在 较大变异性，

10、为此，需要地勘部门对处理区 域做详细的有针对性的地质勘察，并提出采用复合地基处理时杂填土土层物理力学性 质指标的经验值。2)由于杂填土未经过系统压实为欠固结土，土体自重作用的固结尚未完成，复合地基形成后，桩间土发挥作用有限，且会产生较大的负摩阻力，在设计过程中应充分 考虑。3)由于杂填土层的不均匀性，在正式施工前一定要做试验段对设计进行验证或 确定其适用性。(2)孔内深层夯扩挤密桩孔内深层夯扩桩主要适用于杂填土地 基和湿陷性黄土地基，处理深度最高可达 30nl孔内深层夯扩挤密桩是一种基于强夯与灰土挤密桩两种加固技术之间的新型地 基加固技术(DDC工法)。其主要技术特征是 先在地面引孔，再向孔内

11、定量分层填料，用 3t左右重锤在孔内进行冲击夯砸， 使填料向 孔底及孔侧向挤压，自下而上完成对桩及桩 间土的挤密作用。当孔内采用如碎砖、 混凝 土块、瓦、灰块、土等不含有机物的建筑垃 圾作为夯填料时，该桩又称为渣土桩。所形 成的复合地基叫做 渣土桩复合地基。其加固机理为：孔内夯扩挤密渣土桩处 理方法是采用专用施工机械，首先利用重 锤冲击成孔，使桩身周围土体得到第一次 挤密；其次在孔中分层填入渣土 ，提升重 锤到一定高度，令其自由下落，夯击渣土 到松散的填土地基，使桩周围的土体得到 第二次挤密；依次填入、夯击，直至夯填至 设计高程。利用此工法可有效消除填土的湿 陷性，改善土的物理力学指标，提高地

12、基 土的承载能力和压缩模量，减少地基土的 压缩变形，且由于采用重锤的质量一定 ， 提升的高度一定，因此夯击填料时的能量 就一定，视为等能量。1分匠培入巾上二次罚卷疝丙号*蓄；t.1-二!等黄ASI w vr - -w v - * 篁英桩体：二次挤密机理该地基处理工法在北京动车段工程和 北京公路五环老山北路-阜石路主路及阜 石路立交桥等3 4 5 6 7几个工程中采用均 取得较好的效果，目前工程均已竣工运营， 各方面指标均正常。孔内深层夯扩桩突破了地基处理领域 内沿袭多年的传统观念，采用建筑垃圾处理地基，变废为宝，不用钢筋、水泥，节省工 程投资，减少污染，保护环境，形成了具有 绿色环保特征的地基

13、处理新技术。4.2.3 第三类杂填土第三类杂填土一般称为厚大杂填土地 基，采用常规的、传统的地基处理方法一般 均达不到处理效果。为此，针对第三类的杂 填土地基推荐采用孔内深层夯扩桩。5结论(1)本文对杂填土的定义和杂填土的 工程性质进行了总结和概述。(2)根据笔者的工程经验将杂填土地 基按不同对应的处理方法按厚度分为三类。(3)提出第一类杂填土地基可采用翻挖换填法、强夯法和柱锤冲扩桩法。第二类 杂填土地基可采用粒料桩复合地基和孔内深层夯扩挤密桩，但在正式施工前一定要进 行试验段，以确定设计方案的可行性和验证 各种设计参数的正确性。第三类杂填土地基 由于深度和厚度均已超过普通地基处理的 范围，推荐采用地基处理新技术孔内深层夯 扩桩。参考文献：1中华人民共和国建设部 建筑地基基 础设计规范(GB 5007-2002 ) M.2002.2牛志荣主编.地基处理技术及工程应用 M.北京，中国建材工业出版社,2004.3焦瑞玲，吴连海，崔维孝，冷景岩. 北京高速铁路动车段垃圾填埋场地基处理 现场试验研究J.铁道标准设计.2009(2