建筑工程的軟土地基勘察及處理分析

石 踐

四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局202地質(zhì)隊，四川宜賓 644000

施工中地基工程是建筑工程的基礎(chǔ)工程，必須要優(yōu)化地基施工，提高地基的質(zhì)量。但是對于軟土地基來說，本身空隙較大，且含有較大的水分，地基的承載能力不足，還具有很強(qiáng)的壓縮性。因此軟土地基勘察技術(shù)和處理方法在軟土地基施工中非常重要，勘察質(zhì)量不足就會影響地基施工，進(jìn)而影響整個工程的質(zhì)量。由于軟土地基的特點(diǎn)施工人員在施工中難度較大，所以加強(qiáng)軟土地基的勘察技術(shù)研究，降低地基施工難度，選擇合理的施工方法，使軟土地基達(dá)到施工要求具有極其重要的意義。

1 建筑工程軟土地基勘察方法

1.1 鉆探

根據(jù)（GB 50021—2001）《巖土工程勘察規(guī)范》和（DB J13-84—2006）《巖土工程勘察規(guī)范》以及相關(guān)設(shè)計要求進(jìn)行勘察點(diǎn)布置，在布置時一般是沿著建筑物結(jié)構(gòu)的輪廓線布置，在密集的地方需要根據(jù)中心線布置。在探勘深度確定時一方面要以地基變形為基礎(chǔ)，另一方面還要將幾種地基處理方案結(jié)合起來考慮。在實(shí)施中要綜合考慮排水預(yù)壓、真空預(yù)壓、換土墊層和攪拌樁等。由于地基土壤滲透性差，所以鉆探時采用回轉(zhuǎn)式干法鉆進(jìn)，但是干法鉆進(jìn)又會使得軟土縮孔嚴(yán)重，所以還需要做好孔壁的保護(hù)工作，保證孔壁順通且改善孔壁的縮孔現(xiàn)象。主要使用到的取樣設(shè)備是薄壁取土器，必須要保證做好密封工作，并及時送樣，試驗(yàn)存儲時間不可超過5d。

1.2 地下水位觀測

在建筑施工中，地表水和地下水位對于基礎(chǔ)施工的影響十分明顯，所以在地質(zhì)勘察期間還要做好地下水位觀測的工作，確定地表水和地下水之間的關(guān)系，了解地表水變化和地下水之間的動態(tài)聯(lián)系。然后根據(jù)工程的要求設(shè)置水位觀測孔，這些觀測孔需要對初見水位、分層水位以及終孔穩(wěn)定水位等進(jìn)行觀測。在勘察中還要注意終孔穩(wěn)定水位可能會出現(xiàn)的假象，對鉆進(jìn)過程進(jìn)行跟蹤分析，比較分析現(xiàn)場試挖觀測水位和鉆孔的關(guān)系。

1.3 現(xiàn)場試挖

現(xiàn)場試挖的目的是為了獲取先關(guān)基坑開挖的特征信息，然后確定影響范圍并制定相應(yīng)基坑圍護(hù)措施。在此過程中，首先要采用挖土機(jī)開挖，但要注意開挖的深度不能小于3m。然后要對試挖的結(jié)果進(jìn)行分析研究，分析對基坑造成影響的因素以及影響的程度，最終確定基坑保護(hù)措施。

1.4 原位測試

原位測試的手段主要有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)和孔內(nèi)剪切波測試等。采用原位測試不同的試驗(yàn)方法是為了減少勘探孔和鉆探的作業(yè)量，比如，可以布置1/3和1/2的靜力觸探孔代替常規(guī)的鉆探孔。采用十字板剪切試驗(yàn)可以測定軟土的抗剪強(qiáng)度和靈敏度，采用孔內(nèi)剪切波測試可以對場地的類別進(jìn)行分析，對軟土震陷問題進(jìn)行研究判定。

2 軟土地基的特點(diǎn)和性質(zhì)

在建筑工程施工中，軟土地基指的是淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土、泥炭和部分沖填土或雜填土。

2.1 孔隙大，但成分一般穩(wěn)定

地基軟土的孔隙較大，一般在1.0以上，天然孔隙比在1.2～1.5之間。不過軟塑狀淤泥質(zhì)土比較細(xì)膩光滑，在干燥之后體積收縮，干強(qiáng)度較好，成分比較均勻穩(wěn)定，所以在沉井施工中比較有利。

2.2 承重能力較差

在開展地基施工的過程中，由于受到人為因素的影響，會因?yàn)槭┕さ恼駝?、攪拌等出現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況，使其結(jié)構(gòu)遭到破壞，并降低土壤的強(qiáng)度，靈敏度一般在3～16范圍內(nèi)，土壤的承重能力較差。

2.3 天然含水量較高

地基土壤的天然含水量較高，并且呈現(xiàn)出流塑狀態(tài)。此外，軟土的滲透性差，由于地基土壤呈現(xiàn)高飽和狀態(tài)，加上含水量高，孔隙較大，土顆粒細(xì)膩均勻，抗剪強(qiáng)度低，所以滲透變形成為流土，在基坑開挖的過程中要注意坑底隆起和坑壁流沙等問題。

2.4 軟土具有流變性

地基土壤還具有流變性的特點(diǎn)，所以如果荷載作用不變，軟土結(jié)構(gòu)便會發(fā)生變形，從而降低其抗剪強(qiáng)度能力。比如會出現(xiàn)較大的次固結(jié)沉降。同時，軟土在荷載作用力之下，由于沉降時間較長而且沉降的量不均勻，所以軟土中會夾帶厚薄不同的粉土或者粉細(xì)砂層，使得建筑物發(fā)生傾斜和裂縫等問題。

3 軟土地基勘察和處理方法

3.1 軟土地基勘察工作的落實(shí)

在開展建筑施工前首先要進(jìn)行地基地質(zhì)勘察工作，該工作的主要目的是對地基分布區(qū)域、埋藏條件和該區(qū)域的物理學(xué)性質(zhì)和工程性質(zhì)等進(jìn)行研究分析，然后發(fā)現(xiàn)存在的問題并采取恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄟM(jìn)行解決，從而為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。關(guān)于軟土地基勘察工作主要可包含幾個方面。

3.1.1 做好地面測繪調(diào)查工作

第一步是采取測繪手段對地基所處區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查研究。對軟土地基的形成以及軟土地基的廣度、深度和地基地層的性質(zhì)等進(jìn)行測量分析，做出合理的判定；另外，還要對軟土地基砂夾層深度、構(gòu)成原因和地基的排水條件以及地基的埋藏深度等進(jìn)行充分分析。由于軟土地基上部的建筑物會對其產(chǎn)生影響，可能會使地基變形或強(qiáng)度發(fā)生變化，所以還要采取措施來解決這些問題。同時還應(yīng)充分了解地表水和地下水水力之間的關(guān)系，對地下水的埋藏條件、水位變化幅度和補(bǔ)給情況等進(jìn)行充分分析，只有這樣才能做好勘察工作。

3.1.2 確定勘察點(diǎn)

在開展地基地質(zhì)勘察工作中，應(yīng)該根據(jù)地基所在范圍內(nèi)的地形地貌等特征和情況來合理選擇勘察點(diǎn)。一般勘察點(diǎn)之間的距離保持在30m左右，如果該區(qū)域范圍內(nèi)的情況比較復(fù)雜，則需要適當(dāng)增加勘察點(diǎn)的密度，避免因?yàn)榇嬖谑杪┒绊懥苏麄€勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。此外，還要根據(jù)建筑物的具體情況和軟土地基特點(diǎn)來分析確認(rèn)。軟土地基相關(guān)的處理方案也要提前制定好，之后根據(jù)該方案作出相應(yīng)的布設(shè)和調(diào)整。

3.1.3 勘探手段的選擇

進(jìn)行地質(zhì)勘察時一般會采用原位測試和鉆探取樣相結(jié)合的方式。首先，原位測試通過該十字板剪切和靜力觸探試驗(yàn)的方式取代鉆孔，這樣不僅可以有效縮短作業(yè)時間，而且還可以減少土工試驗(yàn)和鉆研取樣工作量。在軟土地基地質(zhì)勘察中，不適合使用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的方法，鉆探取樣方式會更適合，而且在巖土工程土層劃分上具有重要意義。在鉆探取樣中，主要采用的方式是薄壁取土器靜壓法，在軟土取樣過程中必須要保證從取樣到試驗(yàn)樣本不會受到任何外界因素的影響。此外，除了要對軟土取樣，還要對細(xì)沙層取樣。

3.2 軟土地基的處理方法分析

3.2.1 換填法

換填法指的是將地基層一定深度范圍內(nèi)的濕軟土層挖去，然后換上強(qiáng)度較大的砂石、碎石和礦渣、灰土等并壓實(shí)，這樣可以保證軟土性能的穩(wěn)定，受到外界因素的干擾較小。因?yàn)閾Q填材料不同，所以應(yīng)力分布上會有差異，不過極限承載力比較接近，沉降特點(diǎn)相似。換填法比較適合用于淤泥質(zhì)土、水下沉積飽和軟黏土和膨脹土以及季節(jié)性凍土這些不良土質(zhì)中。

3.2.2 粉體攪拌法

粉體攪拌法指的是使用相應(yīng)設(shè)備將加固劑粉體材料，在壓縮空氣的傳送之后和地基軟土強(qiáng)行拌和，從而再產(chǎn)生物理和化學(xué)反應(yīng)，最終形成強(qiáng)度較大的粉噴樁。這種方法可以改善地基土壤，提高地基的強(qiáng)度。比較適用于淤泥質(zhì)土、雜填土和軟黏土中。

3.2.3 加筋加固法

因?yàn)榈鼗枰惺苌喜拷ㄖ锏膲毫Γ诟邔咏ㄖ┕ぶ?，為了使軟土地基能承受建筑物的壓力，可以在軟土地基中加入土工合成材料，也就是在砂墊層中間鋪設(shè)這種材料從而可增加地基土的抗剪強(qiáng)度，提高路堤的穩(wěn)定性。另外，這種材料強(qiáng)度較大，可以調(diào)整上部荷載，使沉降均勻，這樣復(fù)合體承受了一部分壓力，使得地基受力變小，路堤的中心沉降也明顯降低?？傊?，通過合成材料加筋加固的方法可以降低地基總沉降，加快軟土固結(jié)作用，從而使得沉降加快，減少后期沉降，這樣在地基就可以承受更大的上部建筑物壓力。

3.2.4 真空預(yù)壓法

該方法是為了解決承受荷重不足的問題，而且它省去堆載環(huán)節(jié)，節(jié)省堆載材料，縮短預(yù)壓時間，使用的設(shè)備和工藝也比較簡單，可開展大面積施工。主要施工工藝包括：首先，設(shè)置砂井，在地面上鋪設(shè)砂墊層，并用密封膜覆蓋同時隔絕空氣。其次，通過真空裝置在砂墊層中的吸水管道將進(jìn)入密封膜內(nèi)的空氣排出，這樣膜內(nèi)外就會產(chǎn)生氣壓差。此后，該氣壓差便會轉(zhuǎn)變?yōu)樽饔迷诘鼗系暮奢d，減少地基受到的破壞。

4 結(jié)語

隨著建筑物數(shù)量越來越多，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們對于建筑施工的要求也越來越高。所以想要保證建筑整體工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，首先要做好地基工程。而在地基工程中最為關(guān)鍵的就是要做好軟土地基地質(zhì)勘察工作和處理工作，這樣可以提高地基的承受荷重，保證建筑物的質(zhì)量和安全。