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摘 要: 本文通过介绍乌鲁木齐市废弃砂场内填土的勘察，探讨了废弃砂场的勘察方法、要点及针对地上拟建物的地基处理建议，为类似工程问题的解决提供一些思路。
关键词: 废弃砂场；填土；岩土工程勘察；评价；地基处理
Abstract: This paper introduces Urumqi abandoned sandpit soil survey, discusses the points of investigation method, waste sand field and foundation treatment recommendations for building on land, provide some ideas to solve engineering problems.
Key words: waste sand field; soil; geotechnical engineering investigation; evaluation; foundation treatment
中图分类号: TU195
0 引言
随着乌鲁木齐市城市化进程的快速发展，城市规划区的范围逐步扩大，原位于城市外围边缘或近郊区区域，已纳入到城市规划区，其中部分区域为原城市周边的晒砂料场、废弃砂坑等。近年，此类场地经无序回填杂填土(包括建筑垃圾、生活垃圾及少量素填土等) ，目前大多已被填满整平，最大厚度可达30~40m，这些场地已经或将要进行工程建设，如位于烏鲁木齐市二工乡的砂场，90年代末均已成为废弃砂场。
废弃砂场的填土有堆填时间短、成分复杂、分布厚度变化大及回填无规律的特点。随着城市建设的快速发展，这部分土地的充分利用已显得越来越迫切了。本文作者依据以下工程实例就废弃砂场填土岩土工程勘察的有关问题进行探讨。
1 工程概况
阳光恒昌万象天地综合商住项目，根据规划方案，砂坑区域分商业及独栋办公区两部分，其中商业区为地上3～4层，地下2层，大底盘整体筏板基础，基础埋深-9m；独栋办公区为地上2～3层，地下1层，柱下条形基础，基础埋深-4.5m。
场地位于乌市二工乡八队，场地自然地形较平坦，总的地势南高北低，坡度约1.5%，地貌单元为乌鲁木齐河冲积扇。现状地貌景观北京北路东侧为农田，西侧大部分地段为废弃砂场。本项目为位于北京北路西侧砂坑区域的岩土工程详细勘察。
2 填土的勘察
2.1勘察目的与任务
搜集资料；搜集老地形图等资料，了解场地的历史，调查地形地物的变迁、填土来源、堆积年限和堆积方式。
查明填土的分布范围、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实度、压缩性及湿陷性等。
根据场地的工程地质条件和环境地质条件，提出经济合理的地基处理措施建议；对上部结构和地基基础设计提出建议。
2.2勘察工作方法
前期工作时，搜集整理了近10年的卫星图片，通过图片显示、现场踏勘及走访当地居民初步了解了场地10年地形地貌变化，结合砂场采挖、运输、晒余料的堆填及杂填土的回填等，分析并精心编制勘察作业大纲，勘察方法以钻孔为主要勘察手段，并辅以探井、超重型动力触探试验、面波试验、室内土工试验等测试及试验方法。
2.3勘探点布置
因填土成分较复杂，按复杂场地布置钻孔。间距一般为30~40m，如发现相邻勘探点土层变化较大或坑底面高差大时，应加密勘探点，勘探点深度须穿透填土层至原土层，并要求见原土层厚度不小于1m，当填土下原土层较弱时，勘探点还应加深。总之，勘探点的多少及深度应以查清地层变化为准。
2.4填土分布及成分
2.4..1砂场基本状况
废弃砂场区域地貌单元为河流冲积扇，在35m勘察深度范围内，场地原土以冲积形成的碎石土为主，受人为采砂的影响，场地形成了连片的深度不等的砂坑。
通过搜集影像资料、现场踏勘及走访当地居民，砂坑回填堆积整平时间约2～8年间，砂坑早期的回填物以砂场的大粒径砾石料为主，粗颗粒骨架间无细料充填，砂坑回填体呈松散状态，砂坑后期为乌鲁木齐市新市区垃圾填埋场，垃圾成分复杂，主要有建筑弃土、煤渣、生活垃圾、装饰材料等，局部有养禽场的排泄物，其中易腐烂分解成分为废弃的板材、植物残体。
2.4.2填土厚度分区
根据勘察结果，砂场面积约184400㎡，回填后的现状地面高程625～638m，砂坑坑底高程小于610m（A区）的砂坑面积52350㎡，占砂坑总面积28.4%，坑底高程为610～620m（B区）的砂坑面积84900㎡，占砂坑总面积46%，坑底高程为620～630m（C区）的砂坑面积32950㎡，占砂坑总面积17.9%，坑底高程为大于630m（D区）的砂坑面积14200㎡，占砂坑总面积的7.7%，砂坑的形态分布在水平及竖直方向基本无规律性。
2.4.3填土的成分
根据钻探孔揭露，砂坑的填土大致分为五种：
①.土混砾石，主要为建筑基坑弃土，多分布于砂坑北半部，该填土占回填土总进尺的28.5%；
②.建筑垃圾，由碎砖、砼块及废弃建筑材料组成，广泛的分布于整个砂坑，该填土占回填土总进尺的36.7%；
③.筛砂废料，以砂场的大粒径砾石料为主，分布于砂坑近中部地段，该填土占回填土总进尺的26.3%；
④.细粒土，混少量建筑垃圾，主要分布于砂坑西南部分地段；该填土占回填土总进尺的4.6%；
⑤.生活垃圾，见于砂坑南部局部地段，为不连续分布，东南部局部为养禽场的排泄物，该填土占回填土总进尺的3.9%。
2.5原位测试
本场地填土的因以粗粒土及建筑垃圾为主，密实度和均匀性主要以可用重型动力触探的方法判定；面波测试则通过土层剪切波速，判定填土厚度及填土的密实度。
3 填土的工程特性
3.1填土的不均匀性
砂场早期的回填物以砂场的大粒径砾石料为主，粗颗粒骨架间无细料充填，后期为主要有建筑弃土、煤渣、生活垃圾、装饰材料等，填土厚度从5~30m以上不等，分布范围随意性很大，造成砂场填土成分在水平及竖直方向差异较大，其物理力学性质变化大，填土的均匀性差，因此现状回填整平砂坑未经处理不能作为天然地基使用。
3.2低强度及高压缩性
砂场填土成份复杂，堆填随意，故密实度较差，孔隙比较大，结构性差，从而致使填土压缩性高、强度低，承载力低。填土因成分的不同，其工程性质有较大差异，以建筑垃圾和筛砂废料为主的填土，一般情况下强度较高，但孔隙较大；对有机质含量较多的生活垃圾，因有机质的分解与降解，随时间的推移，常具很大的压缩性和很低的强度。细粒土和土混砾石因其欠固结性，强度低，压缩性高。
3.3自重压密性、湿陷性
填土因土质疏松，孔隙率大，通常为欠固结土，在自身重力和大气降水下渗的作用下具有自行压密的特性，其压密的时间随填土的物质成分不同而有很大差异。而且具很强的浸水湿陷性。
3.4 腐蚀性强
在一些填土的生活垃圾、建筑垃圾中常包含有毒物质或降解分解生成有毒或有害的酸碱性物质，如建筑装修废料、有机涂料，农药等，随着时间推移，有害物质逐渐弥散到周围土体中，对土壤和地下水造成了污染，故常具有较高的腐蚀性和污染性。
4地基处理建议
砂场处理应根据建筑物的建筑结构特点，结合填土厚度、回填材料、环境条件、施工条件等因素综合确定，地基处理设计应做到安全适用、技术先进、经济合理、保护环境和节约资源等。建议采用以下地基处理方法：
强夯法：强夯是填方回筑的常用方法，可提高回填土的密实度和土体的稳定性。适用于地基土下卧层及持力层的处理，对于处理范围较大的场地，强夯法具有施工周期短、造价低的优点。
换填垫层法：是将一定深度范围内的回填土挖出后用天然级配砂砾或素土在最优含水量状态下分层回填夯实至设计标高的处理方法，换填垫层法可提高地基的承载力和减少地基的变形量。
深层挤密法：利用成孔时对周围土体产生的挤压力使地基深层土体进行挤密加固，地基深层挤密法按成孔方式分为夯填挤密、振动沉管挤密法。
水泥压力注浆法：是将水泥浆通过压降泵、注浆管均匀地注入填土中，以填充、渗透和挤密等方式，排除土颗粒间的水分和气体，浆液硬化后将岩土胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，使地基土得到加固，可防止或减少渗漏和不均匀沉降。
4 结语
通过本填土场地勘察实例，对在乌鲁木齐市周边的废弃砂场如何进行勘察进行了初步的探讨，列举了外业调查、踏勘、钻探及原位测试的一般原则，分析总结了不同种类填土的工程特性，有针对性的对地基基础进行分析评价，并作出相应的地基处理方法建议。随着城市建设快速的发展，工程建设中将会遇到越来越多的更加复杂的填土场地地基问题，如何安全、经济、合理的利用填土，给岩土工程师提出了新的课题，希望本文能对同行有所启发。
参考文献
[1] 国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) (2009年版) 北京：中华人民共和国住房和城乡建设部
[2] 国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)北京：中华人民共和国住房和城乡建设部
[3] 行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)北京：中华人民共和国住房和城乡建设部
[4] 《工程地质手册》(第四版)中国建筑工业出版社
[5] 黄昌乾.人工填土的勘察与评价 工程勘察 2010年增刊第一期
关键词: 废弃砂场；填土；岩土工程勘察；评价；地基处理
Abstract: This paper introduces Urumqi abandoned sandpit soil survey, discusses the points of investigation method, waste sand field and foundation treatment recommendations for building on land, provide some ideas to solve engineering problems.
Key words: waste sand field; soil; geotechnical engineering investigation; evaluation; foundation treatment
中图分类号: TU195
0 引言
随着乌鲁木齐市城市化进程的快速发展，城市规划区的范围逐步扩大，原位于城市外围边缘或近郊区区域，已纳入到城市规划区，其中部分区域为原城市周边的晒砂料场、废弃砂坑等。近年，此类场地经无序回填杂填土(包括建筑垃圾、生活垃圾及少量素填土等) ，目前大多已被填满整平，最大厚度可达30~40m，这些场地已经或将要进行工程建设，如位于烏鲁木齐市二工乡的砂场，90年代末均已成为废弃砂场。
废弃砂场的填土有堆填时间短、成分复杂、分布厚度变化大及回填无规律的特点。随着城市建设的快速发展，这部分土地的充分利用已显得越来越迫切了。本文作者依据以下工程实例就废弃砂场填土岩土工程勘察的有关问题进行探讨。
1 工程概况
阳光恒昌万象天地综合商住项目，根据规划方案，砂坑区域分商业及独栋办公区两部分，其中商业区为地上3～4层，地下2层，大底盘整体筏板基础，基础埋深-9m；独栋办公区为地上2～3层，地下1层，柱下条形基础，基础埋深-4.5m。
场地位于乌市二工乡八队，场地自然地形较平坦，总的地势南高北低，坡度约1.5%，地貌单元为乌鲁木齐河冲积扇。现状地貌景观北京北路东侧为农田，西侧大部分地段为废弃砂场。本项目为位于北京北路西侧砂坑区域的岩土工程详细勘察。
2 填土的勘察
2.1勘察目的与任务
搜集资料；搜集老地形图等资料，了解场地的历史，调查地形地物的变迁、填土来源、堆积年限和堆积方式。
查明填土的分布范围、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实度、压缩性及湿陷性等。
根据场地的工程地质条件和环境地质条件，提出经济合理的地基处理措施建议；对上部结构和地基基础设计提出建议。
2.2勘察工作方法
前期工作时，搜集整理了近10年的卫星图片，通过图片显示、现场踏勘及走访当地居民初步了解了场地10年地形地貌变化，结合砂场采挖、运输、晒余料的堆填及杂填土的回填等，分析并精心编制勘察作业大纲，勘察方法以钻孔为主要勘察手段，并辅以探井、超重型动力触探试验、面波试验、室内土工试验等测试及试验方法。
2.3勘探点布置
因填土成分较复杂，按复杂场地布置钻孔。间距一般为30~40m，如发现相邻勘探点土层变化较大或坑底面高差大时，应加密勘探点，勘探点深度须穿透填土层至原土层，并要求见原土层厚度不小于1m，当填土下原土层较弱时，勘探点还应加深。总之，勘探点的多少及深度应以查清地层变化为准。
2.4填土分布及成分
2.4..1砂场基本状况
废弃砂场区域地貌单元为河流冲积扇，在35m勘察深度范围内，场地原土以冲积形成的碎石土为主，受人为采砂的影响，场地形成了连片的深度不等的砂坑。
通过搜集影像资料、现场踏勘及走访当地居民，砂坑回填堆积整平时间约2～8年间，砂坑早期的回填物以砂场的大粒径砾石料为主，粗颗粒骨架间无细料充填，砂坑回填体呈松散状态，砂坑后期为乌鲁木齐市新市区垃圾填埋场，垃圾成分复杂，主要有建筑弃土、煤渣、生活垃圾、装饰材料等，局部有养禽场的排泄物，其中易腐烂分解成分为废弃的板材、植物残体。
2.4.2填土厚度分区
根据勘察结果，砂场面积约184400㎡，回填后的现状地面高程625～638m，砂坑坑底高程小于610m（A区）的砂坑面积52350㎡，占砂坑总面积28.4%，坑底高程为610～620m（B区）的砂坑面积84900㎡，占砂坑总面积46%，坑底高程为620～630m（C区）的砂坑面积32950㎡，占砂坑总面积17.9%，坑底高程为大于630m（D区）的砂坑面积14200㎡，占砂坑总面积的7.7%，砂坑的形态分布在水平及竖直方向基本无规律性。
2.4.3填土的成分
根据钻探孔揭露，砂坑的填土大致分为五种：
①.土混砾石，主要为建筑基坑弃土，多分布于砂坑北半部，该填土占回填土总进尺的28.5%；
②.建筑垃圾，由碎砖、砼块及废弃建筑材料组成，广泛的分布于整个砂坑，该填土占回填土总进尺的36.7%；
③.筛砂废料，以砂场的大粒径砾石料为主，分布于砂坑近中部地段，该填土占回填土总进尺的26.3%；
④.细粒土，混少量建筑垃圾，主要分布于砂坑西南部分地段；该填土占回填土总进尺的4.6%；
⑤.生活垃圾，见于砂坑南部局部地段，为不连续分布，东南部局部为养禽场的排泄物，该填土占回填土总进尺的3.9%。
2.5原位测试
本场地填土的因以粗粒土及建筑垃圾为主，密实度和均匀性主要以可用重型动力触探的方法判定；面波测试则通过土层剪切波速，判定填土厚度及填土的密实度。
3 填土的工程特性
3.1填土的不均匀性
砂场早期的回填物以砂场的大粒径砾石料为主，粗颗粒骨架间无细料充填，后期为主要有建筑弃土、煤渣、生活垃圾、装饰材料等，填土厚度从5~30m以上不等，分布范围随意性很大，造成砂场填土成分在水平及竖直方向差异较大，其物理力学性质变化大，填土的均匀性差，因此现状回填整平砂坑未经处理不能作为天然地基使用。
3.2低强度及高压缩性
砂场填土成份复杂，堆填随意，故密实度较差，孔隙比较大，结构性差，从而致使填土压缩性高、强度低，承载力低。填土因成分的不同，其工程性质有较大差异，以建筑垃圾和筛砂废料为主的填土，一般情况下强度较高，但孔隙较大；对有机质含量较多的生活垃圾，因有机质的分解与降解，随时间的推移，常具很大的压缩性和很低的强度。细粒土和土混砾石因其欠固结性，强度低，压缩性高。
3.3自重压密性、湿陷性
填土因土质疏松，孔隙率大，通常为欠固结土，在自身重力和大气降水下渗的作用下具有自行压密的特性，其压密的时间随填土的物质成分不同而有很大差异。而且具很强的浸水湿陷性。
3.4 腐蚀性强
在一些填土的生活垃圾、建筑垃圾中常包含有毒物质或降解分解生成有毒或有害的酸碱性物质，如建筑装修废料、有机涂料，农药等，随着时间推移，有害物质逐渐弥散到周围土体中，对土壤和地下水造成了污染，故常具有较高的腐蚀性和污染性。
4地基处理建议
砂场处理应根据建筑物的建筑结构特点，结合填土厚度、回填材料、环境条件、施工条件等因素综合确定，地基处理设计应做到安全适用、技术先进、经济合理、保护环境和节约资源等。建议采用以下地基处理方法：
强夯法：强夯是填方回筑的常用方法，可提高回填土的密实度和土体的稳定性。适用于地基土下卧层及持力层的处理，对于处理范围较大的场地，强夯法具有施工周期短、造价低的优点。
换填垫层法：是将一定深度范围内的回填土挖出后用天然级配砂砾或素土在最优含水量状态下分层回填夯实至设计标高的处理方法，换填垫层法可提高地基的承载力和减少地基的变形量。
深层挤密法：利用成孔时对周围土体产生的挤压力使地基深层土体进行挤密加固，地基深层挤密法按成孔方式分为夯填挤密、振动沉管挤密法。
水泥压力注浆法：是将水泥浆通过压降泵、注浆管均匀地注入填土中，以填充、渗透和挤密等方式，排除土颗粒间的水分和气体，浆液硬化后将岩土胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，使地基土得到加固，可防止或减少渗漏和不均匀沉降。
4 结语
通过本填土场地勘察实例，对在乌鲁木齐市周边的废弃砂场如何进行勘察进行了初步的探讨，列举了外业调查、踏勘、钻探及原位测试的一般原则，分析总结了不同种类填土的工程特性，有针对性的对地基基础进行分析评价，并作出相应的地基处理方法建议。随着城市建设快速的发展，工程建设中将会遇到越来越多的更加复杂的填土场地地基问题，如何安全、经济、合理的利用填土，给岩土工程师提出了新的课题，希望本文能对同行有所启发。
参考文献
[1] 国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) (2009年版) 北京：中华人民共和国住房和城乡建设部
[2] 国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)北京：中华人民共和国住房和城乡建设部
[3] 行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)北京：中华人民共和国住房和城乡建设部
[4] 《工程地质手册》(第四版)中国建筑工业出版社
[5] 黄昌乾.人工填土的勘察与评价 工程勘察 2010年增刊第一期