軟土地基工程勘察技術(shù)要點(diǎn)及問(wèn)題分析處理

文/許鳳娟 江西同濟(jì)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 江西南昌 330000

所謂軟土，是指強(qiáng)度低，壓縮性較高的軟弱土層，多數(shù)含有一定的有機(jī)物質(zhì)。在工程建設(shè)施工中，在軟土地基上進(jìn)行施工的現(xiàn)象十分常見(jiàn)。對(duì)于所有的地基工程而言，良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性決定地基工程的承載能力。由于軟土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性較差，因此在地基工程施工前，必須對(duì)軟土地基的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格且全面的勘察，因此，這對(duì)于軟土地基勘察技術(shù)也提出了更高要求。只有當(dāng)軟土地基的勘察技術(shù)更加完善、全面時(shí)，地基工程的質(zhì)量才能得到有效保障。

1、軟土地基相關(guān)特點(diǎn)概述

軟土根據(jù)特征，可劃分為：軟粘性土、淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土及泥炭五種類(lèi)型。工程中常見(jiàn)的軟土，一般是指處于軟塑或流塑狀態(tài)下的粘性土。其特點(diǎn)是天然含水量大、孔隙比大、壓縮性高、強(qiáng)度低，并具有蠕變性、觸變性等特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)，工程地質(zhì)條件較差。

1.1 軟土地基的含水量及孔隙比較大

通常軟土地基的含水量范圍在35%-80%，在一定條件下，也可達(dá)到200%，除此以外，軟

土地基承受液體的容量范圍能達(dá)到20%-50%，當(dāng)軟土地基承受的液體容量越大，其含水量值也就越高。軟土地基的孔隙性，其孔隙比值范圍通常在1-2，在一定特殊條件下，可能達(dá)到3-4。含水量以及孔隙比越高，軟土地基在受到外界壓力時(shí)，地基中的孔隙就會(huì)被壓縮，產(chǎn)生較大的變形，易引起建筑物產(chǎn)生沉降，影響工程的安全。

1.2 軟土地基的壓縮性高、強(qiáng)度低

軟土地基的結(jié)構(gòu)比較松軟，壓縮性較高，抗剪強(qiáng)度低。根據(jù)土工試驗(yàn)的結(jié)果，一般正常固結(jié)的軟土的壓縮系數(shù)約為α1-2=0.5-1.5MPa-1，最大可達(dá)α1-2=4.5 MPa-1。軟土的天然不排水抗剪強(qiáng)度一般小于20kPa。軟土地基具有明顯的結(jié)構(gòu)性，軟土一般為絮狀結(jié)構(gòu)，尤以海相粘土更為明顯。這種土一旦受到擾動(dòng)，土的強(qiáng)度顯著降低，甚至呈流動(dòng)狀態(tài)。

1.3 軟土地基的蠕變性和觸變性分析

軟土的蠕變是指土體在恒定的應(yīng)力作用下變形隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象。由于軟土蠕變的作用,在軟土地基上修建的建(構(gòu))筑物,必然會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沉降。軟土的觸變性是指受到振動(dòng)時(shí)，軟土的結(jié)構(gòu)連接被破壞，強(qiáng)度隨之降低或變成稀釋狀態(tài)。觸變性用靈敏度來(lái)表示，我國(guó)軟土的靈敏度一般為4-10，屬于高靈敏度土。因此，在軟土地基中進(jìn)行地基處理或基坑開(kāi)挖，若不注意避免擾動(dòng)土的結(jié)構(gòu)，就會(huì)加劇土體變形，降低地基土的強(qiáng)度，影響地基處理效果。

1.4 軟土地基的滲透能力很小

軟土是第四紀(jì)后期地表流水所形成的沉積物質(zhì)，多數(shù)分布于海濱、湖濱、河流沿岸等地勢(shì)比較低洼地帶，地表終年潮濕或積水。軟土結(jié)構(gòu)中包含的薄層數(shù)目較多，而且結(jié)構(gòu)中存在很多薄層的粉狀物以及微小的沙粒，因此其參透能力較差，滲透系數(shù)一般約為1×10-6-1×10-8cm/s。

2、軟土地基工程勘察技術(shù)相關(guān)分析

軟土地基工程勘察技術(shù)是否完善全面，決定著軟土地基工程的整體質(zhì)量高低，同時(shí)也決定了整個(gè)工程項(xiàng)目能否順利地進(jìn)行。當(dāng)軟土地基工程的勘察方法以及勘察技術(shù)足夠明確時(shí)，軟土地基工程勘察的工作效率也會(huì)大幅度提高。我們常見(jiàn)的軟土地基工程勘察技術(shù)主要有：地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查技術(shù)、鉆探技術(shù)、原位測(cè)試技術(shù)以及室內(nèi)土工試驗(yàn)技術(shù)，以下將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1 地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查技術(shù)分析

在使用地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查技術(shù)對(duì)軟土地基工程進(jìn)行勘察時(shí)，相關(guān)勘察技術(shù)人員要注意因地適宜，對(duì)具體工程的具體情況進(jìn)行結(jié)合，然后采用合適的勘察方法。例如，勘察技術(shù)人員可以先選定合適的勘察路線，然后在選定的勘察路線上分點(diǎn)依次進(jìn)行測(cè)繪調(diào)查，或者勘察技術(shù)人員也可以就近在軟土地基工程點(diǎn)周?chē)M(jìn)行分點(diǎn)依次測(cè)繪調(diào)查。另外，在調(diào)查測(cè)繪的過(guò)程中，勘察工作人員要注意仔細(xì)勘查軟土的特點(diǎn)、性質(zhì)、所在地形地貌等，只有對(duì)軟土的綜合情況進(jìn)行了了解，后期在制定相應(yīng)解決措施時(shí)才能得心應(yīng)手。

2.2 鉆探技術(shù)分析

鉆探技術(shù)主要是為了獲得軟土的成因類(lèi)型、成因條件、分布規(guī)律、成理特征、均勻性等內(nèi)容，這些是勘察軟土地基的重要技術(shù)。鉆探技術(shù)不僅能夠勘察軟土的地質(zhì)條件，還能了解軟土地基的水文條件。在鉆探技術(shù)勘察過(guò)程中，要注意以下幾點(diǎn)：1.鉆孔數(shù)量要具體結(jié)合軟土地基的情況，而且鉆探質(zhì)量一定要符合相關(guān)規(guī)范要求；2.鉆探深度要合理，否則軟土地基工程質(zhì)量很容易受到影響；3.鉆樣取樣應(yīng)采用薄壁取土器，原位測(cè)試可采用：靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、扁鏟鍘脹試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)等；4.在鉆探過(guò)程中，勘察技術(shù)人員應(yīng)做好勘察工作的安排，做好編錄工作，準(zhǔn)確記錄地層地質(zhì)分層及描述、取樣、原位測(cè)試等內(nèi)容。鉆探采用干鉆的方法，對(duì)軟土地層的影響及破壞會(huì)更小。

2.3 原位測(cè)試技術(shù)分析

原位測(cè)試技術(shù)試驗(yàn)方式包括靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、扁鏟鍘脹試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)、波速測(cè)試等方法。其中，靜力觸探試驗(yàn)，可根據(jù)測(cè)試資料，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)行力學(xué)分層，估算土的塑性狀態(tài)或密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力、單樁承載力、沉樁阻力，進(jìn)行液化判別等；根據(jù)孔壓消散曲線可估算土的固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。在勘察時(shí)，觸探點(diǎn)位置以及觸探點(diǎn)間距要合理布設(shè)，根據(jù)軟土地基工程的具體情況進(jìn)行選擇，測(cè)試點(diǎn)的選定一定要具備代表性。在采用十字板剪切測(cè)試抗剪強(qiáng)度時(shí)，要充分考慮軟土地基工程的設(shè)計(jì)目的，在不排水條件下，測(cè)試抗剪強(qiáng)度和靈敏度。對(duì)于室內(nèi)測(cè)試可采用三軸試驗(yàn)測(cè)試軟土的抗剪強(qiáng)度。在進(jìn)行剪切波速測(cè)試時(shí)，所選的鉆孔要有足夠的代表性，這樣能更有效的了解動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)。

2.4 室內(nèi)土工試驗(yàn)技術(shù)分析

室內(nèi)土工試驗(yàn)技術(shù)主要是為了測(cè)試軟土的力學(xué)指標(biāo)以及物理指標(biāo)，以便為后期的軟土地基工程設(shè)計(jì)及施工提供參數(shù)。不過(guò)，在進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)的過(guò)程中，試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)人員的試驗(yàn)操作技術(shù)水平以及試驗(yàn)設(shè)備的精準(zhǔn)程度都容易對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。為了確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度更高，在進(jìn)行試驗(yàn)之前，要檢查試驗(yàn)環(huán)境是否合格；要檢查試驗(yàn)設(shè)備是否屬于合格狀態(tài)，是否屬于有效使用期內(nèi)；試驗(yàn)人員要持證上崗，熟悉試驗(yàn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，掌握試驗(yàn)操作方法和整理成果報(bào)告。

3、軟土地基勘察結(jié)果的分析

勘察外業(yè)工作完成之后，就要進(jìn)行內(nèi)業(yè)工作了。根據(jù)勘察外業(yè)的地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查、外業(yè)鉆探、原位測(cè)試資料和室內(nèi)試驗(yàn)的成果資料，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真分析歸納總結(jié)，準(zhǔn)確的編制勘察報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容主要包含：文字說(shuō)明、平面圖、剖面圖、柱狀圖、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等成果資料?？辈靾?bào)告的結(jié)論和建議、提供的數(shù)據(jù)要合理準(zhǔn)確。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為后期軟土地基的處理、采取的措施提供重要的參考依據(jù)。

一般通過(guò)各種軟土地基勘察技術(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行勘察以后，編制勘察報(bào)告時(shí)，可以把得到的軟土物理性能及力學(xué)性能結(jié)合相關(guān)地質(zhì)鉆探資料進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而明確軟土的統(tǒng)計(jì)單元，這樣可提高勘察成果的精確度。

4、軟土地基相關(guān)處理措施分析

4.1 采用換填墊層法進(jìn)行處理

由于軟土的承載能力比較低，一般不可直接作為基礎(chǔ)持力層。當(dāng)建筑荷載較小，表層軟土厚度較小時(shí)，可將表層軟土全部挖除，再用換填的方法進(jìn)行地基處理。換填材料采用級(jí)配良好的砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣等材料進(jìn)行換填，各材料的選用及配比、密實(shí)度要符合規(guī)范的要求，并應(yīng)滿足承載力驗(yàn)算。

4.2 采用復(fù)合地基進(jìn)行處理

由于軟土的強(qiáng)度低，穩(wěn)定性較差，很容易對(duì)建筑地基的安全造成嚴(yán)重威脅，當(dāng)?shù)鼗熊浲凛^厚時(shí)，可采取復(fù)合地基進(jìn)行處理，提高軟土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。目前，我國(guó)處理軟土的復(fù)合地基不多，一般使用：水泥土攪拌樁、旋噴樁、CFG樁等。對(duì)于選用哪種樁型要根據(jù)勘察成果報(bào)告、結(jié)論建議和要求的處理承載力進(jìn)行分析選擇。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)樁徑、樁長(zhǎng)、樁間距等要合理布設(shè)，驗(yàn)算復(fù)合地基的承載力，使樁土共同發(fā)揮作用。施工時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行施工，保證處理地基的質(zhì)量，為建筑工程的安全提供保障。

4.3 采用預(yù)壓加固進(jìn)行處理

由于軟土的含水量較高，所以軟土地基強(qiáng)度低。對(duì)于軟土范圍較大、厚度較大，且建設(shè)工期較長(zhǎng)時(shí)，可采用預(yù)壓排水固結(jié)的處理方法，提高軟土的承載力及穩(wěn)定性。預(yù)壓地基按處理工藝分為：堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓、真空和堆載聯(lián)合預(yù)壓。排水固結(jié)法的主要原理為，借助塑料排水帶以及沙井等工具，將其提前埋到軟土地基中，采用堆載或真空預(yù)壓的方法，將軟土里面的水?dāng)D到塑料排水帶及沙井中，之后水順著塑料排水帶及沙井排出地表流走。經(jīng)過(guò)排水，軟土中的水量和孔隙均會(huì)減小，土的有效自重應(yīng)力增加，產(chǎn)生固結(jié)，從而提高強(qiáng)度和承載力。

綜上所述，由于不同的軟土地基工程所處地域及環(huán)境的不同，應(yīng)針對(duì)具體的軟土地基工程勘察進(jìn)行具體分析，軟土地基工程勘察技術(shù)的實(shí)施也要綜合考慮各方面因素的影響。對(duì)軟土地基進(jìn)行勘察后，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要進(jìn)行及時(shí)解決。設(shè)計(jì)施工時(shí)，可采用軟土地基處理措施改善和增強(qiáng)軟土地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，這樣才能在軟土地基上建設(shè)高質(zhì)量的工程。