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工程质量通病防治3土方工程

3土方工程

在土方工程施工中,由于操作不善和违反操作规程引起的质量通病和导致的质量事故,

其危害程度往往很大,如造成建筑物沉陷、开裂、位移、倾斜,甚至倒塌、摧毁。

此,对土方工程施工必须特别重视,按设计和验收规范要求认真施工,以确保工程质

量。

现将土方工程施工中常遇到的质量通病和防治措施简述如下。

3.l场地平整

I挖填土方

3.1.1控方边坡塌方

1.现象

在场地平整过程中或平整后,挖方边坡土方局部或大面积发生塌方或滑塌现象。

2.原因分析

(1)

(1)   采用机械整平,未遵循由上而下分层开挖的顺序,坡度过陡或将坡脚破坏,使边坡

失稳,造成塌方或溜坡。

(2)

(2)   在有地表水、地下水作用的地段开挖边坡,未采取有效的降、排水措施,地表滞水

或地下水侵入坡体内,使土的粘聚力降低,坡脚被冲蚀掏空,边坡在重力作用下失去稳

定而引起塌方。

(3)软土地段,在边坡顶部大量堆土或堆建筑材料,或行驶施工机械设备、运输车辆。

3.预防措施

(1)

(1)   在斜坡地段开挖边坡时应遵循由上而下、分层开挖州顺序,合理放坡,不使过陡,同

时避免切割坡脚,以防导致边坡失稳而造成塌方。

(2)

(2)   在有地表滞水或地下水作用的地段,应做好排、降水措施,以拦截地表滞水和地下水,

避免冲刷坡面和掏空坡脚,防止坡体失稳。

特别在软土地段开挖边坡,应降低地下水位,

防止边坡产生侧移。

(3)(3)   施工中避免在坡顶堆土和存放建筑材料,并避免行驶施工机械设备和车辆振动,以减

轻坡体负担,防止塌方。

4.治理方法

对临时性边坡塌方,可将塌方清除,将坡顶线后移或将坡度改缓;对永久性边坡局部塌

方,在将塌方松土清除后,用块石填砌或由下而上分层回填2:

8或3:

7灰土嵌补,与

土坡面接触部位作成台阶式搭接,使接合紧密。

3.1.2填方边坡塌方

1.现象

 

填方边坡塌陷或滑塌,造成坡脚处土方堆积,坡顶上部土体裂缝。

2.原因分析

(1)边坡坡度过陡,坡体因自重或地表滞水作用使边坡土体失稳而导致塌陷或滑塌。

(2)边坡基底的草皮、淤泥、松土未清理干净,与原陡坡接合未挖成阶梯形搭接,填方土料

采用了淤泥质土等不合要求的土料。

(3)边坡填土未按要求分层回填压(夯)实,密实度差,粘聚力低,自身稳定性不够。

(4)坡顶、坡脚未做好排水措施,由于水的渗入,土的粘聚力降低,或坡脚被冲刷掏空而

造成塌方。

3.预防措施

(1)

(1)   永久性填方的边坡坡度应根据填方高度、土的种类和工程重要性按设计规定放坡,如设

计无规定,填方的边坡坡度值可参见表3—l、表3—2和表3J3。

当填土边坡用不同土料进

行回填时,应根据分层回填土料类别,将边坡做成折线形式。

 

永久性填方的边坡坡度表3-1

项次

土的种类

填方高度(m)

边坡坡度

1

 

2

3

4

5

粘土类土、黄土、类黄土

粉质粘土、泥炭岩土

中砂和粗砂

砾石和碎石土

易风化的岩石

6

 

6~7

10

10~12

12

1:

1.5

 

1:

1.5

1:

1.5

1:

1.5

1:

1.5

注:

1.当填方高度超过本表限值时,其边坡可做成折线形,填方下部边坡坡度应为1:

1.75~.2。

2.凡永久性填方,土的种类未列入本表者,其边坡坡度不得大于∮+45o/2,∮为土的然倾斜角。

黄土或类黄土填筑重要填方的边坡坡度表3-2

项次

填土高度(m)

自地面起高度(m)

边坡高度

1

6~9

0~3

3~9

1:

1.75

1:

1.5

2

6~12

0~3

3~6

6~12

1:

2.0

1:

1.75

1:

1.5

 

轻微风化石料填方边坡坡度表3-3

项次

石料规格

填方高度(m)

边坡坡度

1

25cm以内的石料

6以内

6~12

1:

1.33

1:

1.5

2

大于25cm的石料所堆筑的填方,其边坡选用最大石块铺成整齐行列

12以内

1:

1.5~0.75

3

大于40cm的石料所紧密堆筑的填方,其边坡铺成整齐行列

5以内

5~10

大于10

1:

0.5

1:

0.55

1:

1

(2)

(2)   使用时间较长的临时填方边坡坡度,当填方高度在10m以内,可采用1:

1.5;度超过

10m,可做成折线形,上部为1:

1.5,下部采用1:

1.75。

(3)(3)   填方应选用符合要求的土料,避免采用腐殖土和未经破碎的大块土作边坡填料。

边坡施

工应按填土压实标准进行水平分层回填、碾压或夯实。

当采用机械碾压时,应注意

保证边缘部位的压实质量;对不要求边坡修整的填方,边坡宜宽填0.5m,对要求边坡整平

拍实的填方,宽填可为o.2m。

机械压实不到的部位,配以小型机具和人工夯实。

填方场地

起伏之处,应修筑1:

2阶梯形边坡。

分段填筑时,每层接缝处应作1:

1.5斜坡形,以保

证结合质量。

(4)(4)   在气候、水文和地质条件不良的情况下,对粘土、粉砂、细砂、易风化岩石边坡以及黄土

类缓边坡,应于施工完毕后,随即进行防护。

填方铺砌表面应预先整平,充分夯压密实,沉

陷处填平捣实。

边坡防护法根据边坡土的种类和使用要求选用浆砌或干砌片(卵)石及铺草皮、

喷浆、抹面等措施。

其中以铺砌草皮较为经济易行,不受边坡高度限制,边坡坡度亦可稍陡。

(5)在边披上、下部作好排水沟,避免在影响边坡稳定的范围内积水。

4.治理方法

边坡局部塌陷或滑塌,可将松土清理干净,与原坡接触部位作成阶梯形,用好土或3:

7灰

土分层回填夯实修复,并做好坡顶、坡脚排水措施。

大面积塌方,应考虑将边坡修成缓坡,

作好排水和表面罩覆措施。

 

3.1.3填方出现橡皮土

1.现象

填土受夯打(碾压)后,基土发生颤动,受夯击(碾压)处下陷,四周鼓起,形成软塑状态,

而体积并没有压缩,人踩上去有一种颤动感觉。

在人工填土地基内,成片出现这种橡

皮土(又称弹簧土),将使地基的承载力降低,变形加大,地基长时间不能得到稳定。

2.原因分析

在含水量很大的粘土或粉质粘土、淤泥质土、腐殖土等原状土地基土进行回填,或采

用这种土作土料进行回填时,由于原状土被扰动,颗粒之间的毛细孔遭到破坏,水分不

易渗透和散发。

当施工时气温较高,对其进行夯击或碾压,表面易形成一层硬壳,更加

阻止了水分的渗透和散发,因而使土形成软塑状态的橡皮土。

这种土埋藏越深,水分散

发越慢,长时间内不易消失。

3.预防措施

(1)

(1)   夯(压)实填土时,应适当控制填土的含水量,土的最优含水量可通过击实试验定,

也可采用2up十2作为土的施工控制含水量(wp为土的塑限)。

工地简单检验,一般以

手握成团,落地开花为宜。

(2)避免在含水量过大的粘土、粉质粘土、淤泥质土、腐殖土等原状土上进行回填。

(3)填方区如有地表水时,应设排水沟排走;有地下水应降低至基底0.5m以下。

(4)暂停一段时间回填,使橡皮土含水量逐渐降低。

4.治理方法

(1)

(1)   用干土、石灰粉、碎砖等吸水材料均匀掺入橡皮土中,吸收土中水分,降低土的含

水量。

(2)将橡皮土翻松、晾晒、风干至最优含水量范围,再夯(压)实。

(3)将橡皮土挖除,采取换土回填夯(压)实,或填以3:

7灰土、级配砂石夯(压)实。

3.1.4填土密实度达不到要求

1.现象

回填土经碾压或夯实后,达不到设计要求的密实度,将使填土场地、地基在荷载下变

形量增大,承载力和稳定性降低,或导致不均匀下沉。

2。

原因分析

(1)

(1)   填方土料不符合要求,采用了碎块草皮、有机质含量大于8%的土及淤泥、淤泥质

土和杂填土作填料。

(2)土的含水率过大或过小,因而达不到最优含水率下的密实度要求。

(3)填土厚度过大或压(夯)实遍数不够,或机械碾压行驶速度太快。

(4)碾压或夯实机具能量不够,达不到影响深度要求,使密实度降低。

3.预防措施

(1)选择符合填土要求的土料回填。

(2)

(2)   填土的密实度应根据工程性质来确定,一般用土的压实系数换算为干密度来控制。

无设计要求时,压实系数λc可参考表3-4使用。

压实系数λct土的控制干密度/土的最大干密度

填方质量控制值(压实系数)表3-4

项次

填方类型

填方部位

压实系数(λc)

1

砖石承重结构及框架结构(简支结构与排架结构)

在地基主要受力层范围以内

在地基主要受力层范围以下

≥0.95(0.94)

≥0.90

 

2

轻型建筑或厂区管网

在地基主要受力层范围以内

在地基主要受力层范围以下

≥0.90

≥0.85

3

室内地坪

有整体面层时的填土垫层

无整体面层时的填土垫层

≥0.90

≥0.85

4

厂区道路

面层整体面层的垫层

≥0.95

≥0.90

5

一般场地

无建筑区

≥0.85

土的最大干密度是当最优含水量时,通过标准的击实试验取得的。

为使回填土在压后达到最

大密实度,应使回填土的含水量接近最优含水量,偏差不大于±2。

各种土的优含水量和最

大干密度的参考值见表3—5。

在回填土时,应严格控制土的含水量,加施工前的检验。

水量大于最优含水量范围时,应采用翻松、晾晒、风干方法降低含水量;或采取换土回填,

或均匀掺入干土,或采用其他吸水材料等来降低含水量;含水量过低,应洒水湿润。

(3)(3)   对有密实度要求的填方,应按所选用的土料、压实机械性能,通过试验确定含量控制范

围、每层铺土厚度、压(夯)实遍数、机械行驶速度(振动碾压为2km/h

手足碾为3km/h),严格进行水平分层回填、压(夯)实,使达到设计规定的质量要求。

(4)(4)   加强对土料、含水量、施工操作和回填土干密度的现场检验,按规定取样,严格每道工

序的质量控制。

土的最优含水量和最大干密度参考表表3—5

土的种类

最优含水量(%)(重量比)

最大干密度(t/m3)

土的种类

最优含水量(%)(重量比)

最大干密度(t/m3)

砂土

 

粉土

8~12

 

16~22

1.80~1.88

1.61~1.80

粉质

粘土

粘土

12~15

 

19~23

1.85~1.95

1.58~1.70

4.治理方法

(1)土料不合要求时应挖出换土回填或掺入石灰、碎石等压(夯)实加固。

(2)对由于含水量过大,达不到密实度要求的土层,可采取翻松、晾晒、风干或均匀掺入干

土及其他吸水材料,重新压(夯)实。

(3)当含水量小时,应预先洒水润湿。

当碾压机具能量过小时,可采取增加压实遍数,或使

用大功率压实机械碾压等措施。

 

 

3.1.5场地积水

1.现象

在建筑场地平整过程中或平整完成后,场地范围内高洼不平,局部或大面积出现积

水。

2.原因分析

(1)

(1)   场地平整填土面积较大或较深时,未分居回填压(夯)实,土的密实度不均匀或不够

,遇水产生不均匀下沉造成积水。

(2)场地周围未作排水沟;或场地未做成一定排水坡度;或存在反向排水坡。

(3)测量错误,使场地高洼不平。

3.预防措施

(1)

(1)   平整前,对整个场地的排水坡、排水沟、截水沟、下水道进行有组织排水系统设计。

施工时,本着先地下后地上的原则,先做好排水设施,使整个场地排水流畅。

排水坡的

设置应按设计要求进行,设计没有要求时,地形平坦的场地,纵横方向应做成不小于

1.0. 2%的坡度,以利泄水。

在场地周围或场地内,设置排水沟(截水沟),其截面、流速、

坡度等应符合有关规定。

(2)

(2)   对场地内的填土进行认真分层回填碾压(夯)实,使密实度不低于设计要求。

设计无要

求时,一般也应分层回填,分层压(夯)实,使相对密实度不低于85%,避免松填。

填土

压(夯)实方法应根据土的类别和工程条件合理选用。

(3)做好测量的复核工作,防止出现标高误差。

4.治理方法

已积水场地应立即疏通排水和采用截水设施,将水排除。

场地未做排水坡度或坡度小

部位,应重新修坡;对局部低洼处,填土找平,碾压(夯)实至符合要求,避免再次积水。

Ⅱ场地平整常遇一般故障

3.1.6冲沟

1.现象

在黄土冲积阶地上或坡面上出现大量纵的、横的或纵横交错较窄的沟谷及沟壁较陡

的沟道,使地表面凹凸不平。

有的深达5~6m,沟底堆积松软土层,使场地土层软

硬不均。

2.原因分析

多由于暴雨冲刷剥蚀坡面形成。

先在低凹处将坡面土粒带走,冲蚀成小穴,逐渐扩

大成浅沟,以后进一步冲刷,就成为冲沟。

其形状宽窄不一,较深的沟槽,使地形、

地貌、土层遭到破坏。

3.防治措施

(1)

(1)   对地面上的冲沟可将松土清除,用好土分层回填夯(压)实;因其土质结构松散,

承载力低,如用作地基,可采取加宽基础处理。

(2)

(2)   对边坡上的冲沟可用好土或3:

7灰土分层回填夯实,或用浆砌块石填砌至坡

面一平,在坡顶作排水沟及反水坡,以阻止冲刷坡面,下部设排水沟,以防止冲

蚀坡脚。

3.1.7落水洞、土洞

1.现象

在黄土地区地面或坡面上出现落水暗道,有的表面成喇叭口下陷,造成边坡塌方或塌陷;

在黄土层或岩溶地区可溶性岩土的粘土层或碎石粘土混合层中,有的出现圆形或椭圆形

(或漏斗状)大小不一的洞穴(土洞),有互相串通的,也有独立封闭的,成为排泄地表径

流的暗道。

它具有埋藏浅、分布密、发育快、顶板强度低等特性,当发展到一定程度,

亦会影响稳定,造成场地塌陷或边坡坍方。

2.原因分析

落水洞、土洞的形成与发育,与土层阶性质、地质构造、水的活动等因素有关。

但多

由于地表水在粘土层的凹地积聚、下渗、冲蚀或地下水位频繁升降潜蚀,将士中细颗

粒带走而形成。

3.防治措施

(1)

(1)   对地表较浅的落水洞、土洞及塌陷地段,可将上部挖开,清除松软土,用好土、灰

土或砂砾石分层回填夯实,面层用粘土夯填,并使其比周围地表略高些,同时作好地表

水的截流、防渗、堵漏工作,阻止下渗。

(2)

(2)   对深落水洞,可用砂、砂砾石、片石或贫混凝土填灌密实,面层用粘土夯实。

亦可采

用灌浆挤密法加固,方法是在地表钻两个孔至洞内,一为灌浆孔,一为排气孔,用压浆

泵将水泥砂浆压入洞内,气体由排气孔排出,使灰浆充满洞穴孔隙,硬化后形成实体。

(3)(3)   对地下水形成的深落水洞或土洞,应先将洞底软土挖除,抛填块石,并从下到上用砂

砾作反滤层,面层再用粘土夯填密实。

3.1.8古河道、古湖泊

1.现象

在杂填土地区常出现一些较宽、较深的软弱带,土质结构松散,含水量较大,含有较

 

多碎块和大量有机杂质,压缩模量低,与附近土层承载力相差悬殊,常不能直接作为地基。

2.原因分析

原古河道、古湖泊由于泥砂沉积、枯竭、改道、填垃圾、附近建房、堆填弃土等原因,

将河道、湖泊填堵淤塞,形成一条或一片埋藏在地下的软弱带。

3。

防治措施

(1)

(1)   如古河道、古湖泊已年久被密实的沉积物填满,土质较为均匀密实,含水量在20%

以下,且无被水冲蚀的可能,土的承载力不低于附近的天然土时,可不进行处理。

(2)

(2)   如古河道、古湖泊填积物为松软土、淤泥,含水量较大,则应挖土后用好土分层回

填夯实;用作地基的部位用灰土分层回填夯实,使承载力不低于同一地区的天然土。

河道接触的部位,应做成阶梯形接搓,并仔细捣实,阶梯宽应不小于lm,回填按先深后

浅的顺序进行。

3.1.9废窑洞、井口

1.现象

在黄土地区山坡地段,常在下部或中部出现各种大小不一的已搬迁废弃的窑洞,由于机

械行驶或日后经雨水冲蚀,将发生塌陷。

在采矿地区常在地面下部出现各种直径大小

不一的废井口,有的暗埋在地下。

2.原因分析

废窑洞多由人工挖掘形成,由于冲蚀,有的堵塞或坍塌将洞口封闭埋于地下。

井口多由

人工采矿形成,有的已被废渣或松土填塞,或井口坍塌,将井口封闭于地下。

3.防治措施

(1)

(1)   对于边坡上的废窑洞,可采取人工夯填土至离洞顶1.8m,再从里向外回填至洞外2m,

或顶面用石头堆砌;对地面下的废窑洞,可用好土分层回填夯实,用作地基的部分用灰

土夯填密实。

(2)

(2)   对井口可采用将井口挖成倒圆台形的瓶塞状,瓶塞用素混凝土(或毛石混凝土)浇筑,较

大井口,适当配筋;也可用3:

7灰土分层夯填实,通过瓶塞将井口上部的荷载传到井壁

四周;亦可采用在井口上部用毛石砌成圆球拱状,利用球拱的作用将上部荷载传至井口四

周;如井深在3~5m,可采用换土的办法,将原井内的松土挖去,用3:

7灰土分层夯至

设计标高。

如果遇到建筑物轴线通过井口,如直径不超过2.5m,可采用钢筋混凝土梁跨

过井口的方法处理。

3.1.10古墓、坑穴

1.现象

地面下出现墓穴、松土坑穴,其上部覆盖层承载力很低,在荷载或雨水作用下,将发生

塌陷使建筑物倒塌。

2.原因分析

古时深埋墓葬,年久淤填被埋在地底;有的墓葬腐朽塌陷,则在地下深处形成松土坑穴

或洞穴。

3.防治措施

(1)在施工前应用洛阳铲在建筑物一定范围(一般外墙基础边缘向四周扩3~5m)

 

按规定进行墓探,发现墓穴,应将松土杂物清除,分层回填好土或3:

7灰土夯实,使

达到要求的干密度。

(2)当在基础下压缩土层范围内有局部古墓或坑穴,应在压缩层并向外加宽50cm范围内

的古墓或坑穴用好土或3:

7灰土分层回填夯实处理,其余部位,如已被土填充密实,

可不处理。

(3)如古墓中有文物应及时报主管部门或当地政府处理。

 

附录场地平整施工质量标准

1.平整场地

平整区域的坡度与设计要求相差不应超过0.1%,排水沟坡度与设计要求相差

不应超过0.05%。

2.场地平整的允许偏差

(1)表面标高:

人工清理±30mm;机械清理±50mm;

(2)长度、宽度(由设计中心向两边量):

人工+300、-100Hxn,机械+500、150mm;

(3)边坡坡度:

人工施工表面平整,不应偏陡;机械施工基本成型,不应偏陡;

(4)地面、路面下的地基:

水平标高0~-50mm;表面平整度(用2m直尺检查)人工

施工≤20mm,机械施工≤30mm。

3.2基坑(槽)边坡开挖

3.2.1挖方边坡塌方

1.现象

在挖方过程中或挖方后,基坑(槽)边坡土方局部或大面积塌落或滑塌,使地基土受到

扰动,承载力降低,严重的会影响建筑物的稳定和施工安全。

2.原因分析

(1)

(1)   基坑(槽)开挖较深,放坡不够;或挖方尺寸不够,将坡脚挖去;或通过不同土层时,

没有根据土的特性分别放成不同坡度,致使边坡失去稳定而造成塌方。

(2)

(2)   在有地表水、地下水作用的土层开挖基坑(槽)时,未采取有效的降、排水措施,使

土层湿化,粘聚力降低,在重力作用下失去稳定而引起塌方。

(3)(3)   边坡顶部堆载过大,或受车辆、施工机械等外力振动影响,使坡体内剪切应力增大,

土体失去稳定而导致塌方。

(4)土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方。

3.预防措施

(4)(4)   根据i的种类、物理力学性质(如土的内摩擦角、粘聚力、湿度、密度、休止角等)

确定适当的边坡坡度。

常见土的物理性质参考数值见表3-6。

对永久性挖方的边坡坡

度,应按设计要求放坡,一般在1:

1.0~1:

1.5之间。

对临时性挖方边坡坡度,

在山坡整体稳定情况下,如地质条件良好,土质较均匀,应按表3-7确定,“经过不

同土层时,其边坡应做成折线形,如图3-1所示。

(2)开挖基坑(槽)和管沟,如地质条件良好,土质均匀,且地下水位低于其底面标

高时,挖方深度在5m以内不加支撑的边坡的最陡坡度,应按表3-8的规定采用。

常见土的物理性质参考数值表3-6

土的名称

土的状态

内摩擦角φ

粘聚力c(MPa)

休止角a

土的名称

土的状态

内摩擦角φ

粘聚力c(MPa)

休止角a

组砂

干湿

40o

35o

0

0

30o

25o

粉土

干湿

26o

18o

0.02

0.005

40o

25o

细砂

干湿

28o

32o

0

0

28o

20o

粉质粘土

干湿

24o

21o

0.06

0.008

 

30o

粉砂

干湿

36o

28o

0.005

0.002

25o

20o

粘土

干湿

20o

8o~10o

0.10

0.01

50o

15o

注:

干土指含水量适当,土呈坚硬状态;湿土指饱和度大于50%,粘性土呈软塑状态。

 

临时性挖方边坡值表3-7

土的类别

边坡值(高:

宽)

砂土(不包括细砂、粉砂)

1:

1.25~1:

1.50

一般性粘土

1:

0.75~1:

1.00

硬、塑

1:

1.00~1:

1.25

1:

1.50或更缓

碎石类土

充填坚硬、硬塑粘性土

1:

0.50~1:

1.00

充填砂土

1:

1.00~1:

1.50

注:

1.设计有要求时,应符合设计标准。

2.如采用降水或其他加固措施,可不受本表限制,但应计算复核。

3.开挖深度,对软土不应超过4m,对硬土不应超过8m。

(3)在地质条件良好,土质均

匀,且地下水位低于基坑(槽)

或管沟底面标高时,挖方边坡

可做成直立壁不加支撑,但挖

方深度不得超过表3—9规定的

数值,此时砌筑基础或施工其

他地下结构设施,应在管沟挖

好后立即进行。

施工期较长,

挖方深度大于表3—9规定数值时,应做成直立

壁加设支撑。

支撑的形式、方法和适

用范围可参考表3-10采用。

(4)做好地面排水措施,避免在

影响边坡稳定的范围内积水,造成边

坡塌方。

当基坑(槽)开挖范围内有

地下水时,应采取降、排水措施,将

水位降至离基底0.5m以下方可开

挖,并持续到回填完毕。

深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度(不加支撑)表3-8

土的类别

边坡坡度(高:

宽)

坡顶无荷载

坡顶有静载

坡顶有动载

中密的砂土

中密的碎石类土(充填物为砂土)

硬塑的粉土

中密的碎石类土(充填物为粘性土)

硬塑的粉质粘土、粘土

老黄土

软土(经井点降水后)

1:

1.00

1:

0.75

1:

0.67

1:

0.50

1:

0.33

1:

0.10

1:

1.00

1:

1.25

1:

1.00

1:

0.75

1:

0.67

1:

50

1:

0.25

--

1:

1.50

1:

1.25

1:

1.00

1:

0.75

1:

0.67

1:

0.33

--

注:

1.静载指堆土或材料等,动载指机械挖土或汽车运输作业等。

静载或动载距挖方缘的

距离应不小于0.8m,高度不超过1.5m。

2.当有成熟施工经验时,可不受本表限制。

基坑(惜)和管沟挖成直立壁不加支撑的容许深度表3-9

项次

土的类别

容许挖方深度(m)

1

2

3

4

密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为

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