山區(qū)軟土地基勘察評(píng)價(jià)及地基處理方法的探討

呂 明

（中國(guó)電建集團(tuán)貴州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽 550000）

山區(qū)軟土主要受地形及地表水文地質(zhì)條件控制，分布以微地貌、微地形為單元，成因類型多元化。受地形控制，軟土分布因地而異，因?qū)佣?，不可預(yù)見性大。在設(shè)計(jì)、施工過程中，稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量事故，為此針對(duì)軟土地基的勘察，提出更高的要求，本著對(duì)軟土地基充分和有效利用，節(jié)約地基處理成本，要求在勘察時(shí)采用合理的勘察方法和手段，充分了解和查明軟土巖土工程條件，同時(shí)結(jié)合上部建筑體的功能、荷載情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)軟土地基因地適宜提出經(jīng)濟(jì)、合理地基處理措施。

1 山區(qū)軟土地基具有的特性

軟土地基指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、軟塑～流塑粘土等高壓縮性土層構(gòu)成的地基。山區(qū)軟土地基主要以淤泥質(zhì)土、軟塑～流塑粘土為主，具有觸變性、流變性高壓縮性和不均勻性等基本特性。

（1）觸變性。軟土地基在經(jīng)受外力的作用下，如強(qiáng)烈的震動(dòng)，機(jī)械擾動(dòng)等，導(dǎo)致山地軟土層的整體升降或者整體的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)發(fā)生不規(guī)則的變化，影響軟土地基穩(wěn)定性的變化。

（2）流變性。軟土有著含水率高、結(jié)構(gòu)松散的特點(diǎn)，軟土地基在不同外力的作用之下，會(huì)使軟土中的水分出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。在這種現(xiàn)象之下，會(huì)對(duì)于軟土地基產(chǎn)生橫向以及縱向的剪切力，造成軟土地基的變形。

（3）高壓縮性。在山區(qū)的軟土層中，軟土層的結(jié)構(gòu)相對(duì)硬土層而言空隙體積較大，上部荷載施加至軟土地基上后，孔隙水被緩慢排出，孔隙體積隨之縮小，地基發(fā)生固結(jié)變形。在軟土地的高度壓縮性影響下，在軟土地基上進(jìn)行的施工作業(yè)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的沉降，不利于建筑的穩(wěn)定性的保證。

（4）不均勻性。一般而言，山區(qū)軟土受地形控制及地質(zhì)成因差異在空間上呈現(xiàn)厚薄不均現(xiàn)象，分布范圍難易控制，給工程建設(shè)帶來極大難度。

2 山區(qū)軟土地基的勘察方法及手段

由于山區(qū)軟土性質(zhì)差異化、多元化，對(duì)軟土地基的勘察提出更高的要求。尤其勘察方法的選擇更為關(guān)鍵。同時(shí)結(jié)合建構(gòu)筑物的荷載特點(diǎn)，采用多種勘探手段結(jié)合，力求充分了解軟土地基的性質(zhì)，為地基處理措施的選擇提供依據(jù)。

（1）采用工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪方法。在對(duì)軟土場(chǎng)地進(jìn)行勘察時(shí)，運(yùn)用工程地質(zhì)理論對(duì)軟土分布微地貌和分布特征及差異性進(jìn)行詳細(xì)觀察和描述，以查明擬定建筑區(qū)內(nèi)軟土層的空間分布和各要素之間的內(nèi)在聯(lián)系，調(diào)查場(chǎng)地地質(zhì)條件背景、軟土層發(fā)育情況及機(jī)制，為評(píng)價(jià)場(chǎng)地建設(shè)穩(wěn)定性提供依據(jù)。配合工程地質(zhì)勘探、試驗(yàn)等所取得的資料編制成工程地質(zhì)圖。對(duì)后期軟土地基的處理范圍和處理技術(shù)方法選擇提供有效理論支撐。

（2）采用工程地質(zhì)鉆探方法。在工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪基礎(chǔ)上，針對(duì)不同微地貌軟土分布情況，采取直觀有效的鉆探技術(shù)，根據(jù)鉆探取樣分析軟土分布成因及組成條件，查明軟土層巖土工程特性，了解軟土地段垂直空間上分布規(guī)律，包括地表硬殼層分布厚度，軟弱土層分布厚度，下伏基巖埋深及基巖面起伏情況，地表水及地下水的賦存規(guī)律，查明軟土形成成因，為巖土工程評(píng)價(jià)及地基處理方法提供更多依據(jù)，諸如采取排水排水固結(jié)措施可行性、地表硬殼層充分利用、下伏基巖面起伏對(duì)地基穩(wěn)定性的影響分析等。

（3）采用原位的測(cè)探技術(shù)。軟土層的原位測(cè)探技術(shù)主要為剪切波速測(cè)試方法、十字板剪切測(cè)試方法以及靜力觸探測(cè)試方法。采用對(duì)方位、多手段巖土原位測(cè)試方法，能客觀、真實(shí)反映軟土的巖土工程特性。查明軟土地基的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，分析軟土地基在垂直空間上軟硬程度差異，確定軟土地基的場(chǎng)地類別，估算土的狀態(tài)或密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力和單樁承載力，為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)，減少地基處理費(fèi)用。

（4）采用室內(nèi)土工試驗(yàn)方法。針對(duì)場(chǎng)地軟土不同成因的分布，采取相應(yīng)的軟土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)分析，用于查明場(chǎng)地軟土層的力學(xué)性質(zhì)。

3 山區(qū)軟土地的巖土工程評(píng)價(jià)和地基處理方法探討

3.1 山區(qū)軟土地的巖土工程評(píng)價(jià)

山區(qū)軟土地基有著平面上微地貌多樣化，形成成因多樣化，常與多種不良地質(zhì)現(xiàn)象組合呈現(xiàn)，如巖溶洼地內(nèi)軟土、古河道內(nèi)軟土、溶洞內(nèi)軟土、封閉洼地內(nèi)軟土、暗溏、暗溝內(nèi)軟土、沼澤地內(nèi)分布軟土。綜合分析形成成因都指向水的聚集和排泄不當(dāng)所致。同時(shí)，各種微地貌軟土分布大都存有中部分布厚、四周分布薄的不均勻現(xiàn)象。

在垂直方向上，上硬下軟的分層現(xiàn)象，底部基巖面附近甚至出現(xiàn)流塑現(xiàn)象，主要為基巖面富集大量水體導(dǎo)致，針對(duì)此現(xiàn)象，在綜合上部結(jié)構(gòu)荷載及功能同時(shí)，充分利用表層硬殼層，諸如一般道路的路基或一般荷載要求低、沉降不敏感的輕型建構(gòu)筑物的地基選擇。了解和查明場(chǎng)地軟土分布規(guī)律和范圍等地質(zhì)現(xiàn)狀后，可根據(jù)軟土的成因及不同地段的軟土物理力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合建構(gòu)筑物荷載及功能特點(diǎn)，分區(qū)段布置建構(gòu)筑物，靈活充分利用軟土的對(duì)工程建設(shè)有利巖土工程條件。

3.2 山區(qū)軟土地基處理方法

由于山區(qū)軟土在水平和垂直空間上的分布不均勻，單一的地基處理模式不能滿足建構(gòu)筑物的需求，同時(shí)，在工程處理效果可靠性差和工程效益不理想，造成很多不必要浪費(fèi)；因地制宜，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)荷載形式及功能，充分利用軟土地基基礎(chǔ)上多種處理方案的有效結(jié)合是山區(qū)軟土地基處理有效途徑。

山區(qū)常見軟土地基的處理方法主要有：堆載預(yù)壓法、換填墊層法、拋石擠淤法、樁基處理法、強(qiáng)夯法、復(fù)合地基加固法。

（1）堆載預(yù)壓法。在飽和軟土地基上施加荷載后，孔隙水被緩慢排出，孔隙體積隨之縮小，地基發(fā)生固結(jié)變形。同時(shí)隨著超靜水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力逐漸提高，地基土強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)。該法屬于比較傳統(tǒng)的地基處理方法，對(duì)于堆載材料取材方便、周轉(zhuǎn)容易同時(shí)對(duì)工期要求不嚴(yán)場(chǎng)地可選用，該方法較為成熟，質(zhì)量容易控制，能取得很好處理效果。

（2）拋石擠淤法。拋石擠淤法是指用片石投入軟土中，土石填筑體直接擠開淤泥，沉至淤泥中形成人工置換地基，以提高地基強(qiáng)度的措施。此法施工時(shí)不用挖淤，不用抽水，較為簡(jiǎn)便易行。對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)無重要建構(gòu)筑物地坪地段或道路地段可采用該地基處可以取得良好工程效果和經(jīng)濟(jì)效益。

（3）深基礎(chǔ)處理法。以樁基形式穿過軟土層將荷載傳至地下較深處承載性能好的土層，以滿足承載力和沉降的要求。對(duì)于場(chǎng)地內(nèi)主要建構(gòu)筑物荷載大，對(duì)沉降敏感或沉降要求高的建構(gòu)筑物采用改地基處理方法可以取得良好效果。

（4）換填墊層法。將基礎(chǔ)地面以下一定范圍內(nèi)的軟弱土挖去，然后回填強(qiáng)度高，壓縮性較低的優(yōu)良土質(zhì)的方法，換填材料：砂、碎石、灰土、煤渣、礦渣等。該法處理措施簡(jiǎn)單快捷，施工容易，換填土層質(zhì)量易于控制。

（5）強(qiáng)夯法。將重錘從高處自由落下，對(duì)土體進(jìn)行動(dòng)力夯擊，使土產(chǎn)生強(qiáng)制壓密而減少其壓縮性、提高強(qiáng)度。對(duì)于大面積軟土分布同時(shí)建構(gòu)筑物荷載相對(duì)小，同時(shí)場(chǎng)地周邊對(duì)噪音環(huán)境要求相對(duì)較低地段能取得良好經(jīng)濟(jì)和工程效果。

（6）復(fù)合地基加固法。在軟土地基部分土體被豎向增強(qiáng)體（如碎石樁、水泥土攪拌樁、CFG 樁等）置換，由地基土和豎向增強(qiáng)體共同承擔(dān)荷載的地基處理方法。能夠適應(yīng)各種復(fù)雜地質(zhì)條件，處理方法靈活多變，工程造價(jià)低，處理效果明顯。如果僅僅對(duì)軟土地基進(jìn)行簡(jiǎn)單的劃分，采取單一的勘察方法以及地基處理模式是不足以對(duì)軟土地基進(jìn)行良好的處理和帶來良好工程經(jīng)濟(jì)效益。因此對(duì)于軟土地基進(jìn)行巖土工程評(píng)價(jià)和地基處理設(shè)計(jì)時(shí)，需要相關(guān)人員對(duì)于軟土地基的特點(diǎn)以及上部建筑結(jié)構(gòu)功能和荷載要求充分的了解，從而確保軟土地基得到有效處理。根據(jù)建構(gòu)筑物功能特點(diǎn)，多種方法的有效結(jié)合能充分有效利用各種地基處理方法的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到優(yōu)良地基處理效果，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 語

在對(duì)山區(qū)軟土地基的勘察和評(píng)價(jià)中，工程技術(shù)人員沿用常規(guī)的軟土地基勘察手段和評(píng)價(jià)方法，存在著對(duì)山區(qū)軟土地基的認(rèn)識(shí)不足，軟土層基本數(shù)據(jù)收集不準(zhǔn)確，無法對(duì)軟土地的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行全方面的評(píng)估和有效利用，多采用單一地基處理方式，諸如簡(jiǎn)單粗暴的大面積換填或大面積樁基處理，雖能滿足建構(gòu)筑物的工程需求，但造成極大的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境造成很大的破壞，沒有充分對(duì)軟土進(jìn)行充分的有效利用。近些年來，對(duì)于軟土地基的使用程度日益加大，這也對(duì)勘察技術(shù)人員的勘察工作提出更高的要求，在充分認(rèn)識(shí)和了解軟土性質(zhì)和建筑物結(jié)構(gòu)功能基礎(chǔ)上，為地基的處理提供有效、可靠的數(shù)據(jù)支撐，為業(yè)主交上一份滿意答卷。