摘要:软土是指外观以灰色为主、天然孔隙比大于或者等于一、天然含水量大于或等于液限的细粘土。软土地基是很常见的一种现象,能够影响工程质量,危害性大,需要广大的岩土勘察工作者不断的深入研究,将软土地基处理的更加的完善,进而确保工程的稳定性与安全性。本文作者结合多年来的工作经验,探讨了软土地基岩土工程勘察的相关内容,供相关工作人员参考。
关键词:软土地基;岩土工程;勘察;数据处理
我国沿海地区软土分布广泛,软土主要是指滨海、谷地和河滩沉积的细粒土,具有天然含水量高、压缩性高、抗剪强度低、透水性差和固结时间长等特点,若在这种软土地基上进行公路、建筑物等工程的施工,稍有疏忽就会出现安全质量事故,并且对公路、建筑物等工程投入使用后的安全构成极大的威胁。因此,施工单位应对这些软土区域进行岩土工程地质勘察,为基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工提出指导性的意见,从而确保软土地基区域建筑物的质量安全。
1 软土地基的基本特征
软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1,压缩系数不大于O.5MPa、不排水抗剪强度小于30kPa的细粒土。主要为饱和软粘土。其特征为:
(1)透水性较差
虽然软土含水量很高,但是透水性较差。透水性差,就导致了修建在软土地基之上的建筑物沉降延续时间较长,有的甚至在数年以上。在软土地基加载初期,会出现较高的孔隙水压力,从而整个地基的强度都会受到不同程度的影响。
(2)强度差
根据试验,软土在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。软土的不排水抗剪强度一般小于20kPa,承载力很低,边坡稳定性极差。
(3)不均匀
考虑到软土所沉积与形成的环境不同,其土质的均匀性较差。因此,在实际的岩土工程当中,很容易出现不均匀的沉降问题。
(4)触变性
当原状土受到扰动后,由于土体结构遭到破坏,强度会大幅度降低。触变性用灵敏度St表示,软土属于高灵敏土或极灵敏土,受到振动荷载后,易产生侧向滑动、挤出等现象。
(5)流变性
软土在长期荷载作用下,除产生排水固结引起的变形外,还会发生剪切变形。剪切变形发展缓慢,延续时间较长,对建筑物地基沉降及边坡稳定性均有不利影响。
(6)高压缩性
软土属高压缩土,压缩系数较大。因此软土地基上建筑物沉降较大。
2软土地基岩土工程的勘察
2.1工程勘察方法
在对软土进行勘察时,勘察必须综合多种方法。将钻探和原位测试(孔隙水压力测试、静力触探)结合室内试验(土工、水质)完善勘察结果,获得软土详细的水理、力学及理化性质。
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2.2工程勘察范围
首先,必须调查软土地基分布范围的地形地貌和第四纪地层沉积的关系,勘察软土层的厚度与埋深,分析各软土上下层之间关联性质;其次,明确软土的成因、特性以及基底的理化性质、承载能力;再次,对该区域地下水的类型、具体埋深以及补给情况要了解清楚,并分析其软土层中的砂夹层颗粒组成成分及透水性能;最后,在已建成的工程项目上实施一定的附加应力并检测地基的强度和变形影响,应对其可能出现的问题,列出具体的处理措施。
2.3勘探技术要求
岩土工程划分土层最关键的环节就是钻探。软土的状态、颜色、厚度以及所处的层位,它都能予以揭示,也能够将地下水的埋深、排泄条件等探明。同时,还具有确定岩土层物理力学性质指标的功能。一般,在软土地基岩土工程勘察中,为了不扰动软粘土,不破坏地层性质,人们一般采用干钻法来实施勘探,即使是必需要采用泥浆护壁回转钻进的情况下,人们也必须采取一些保护措施,用来防止软土地基结构发生变化,从而达到防止改变软土的原始物理力学性能的结果。在对软土进行取样的时,也是采用薄壁取土器静压的方法,从取样开始直到试验结束的全部过程,都必须采取行之有效的措施,来保证样品不受到扰动等各种外界因素的影响;而在对细砂层的勘探过程中,则采用标准贯入器的取样方法,并选取具有代表性的地段,选用薄壁取土器法,取三件以上的原状砂样品,对其颗粒进行分析并测定其粘粒含量。
2.4技术成果要求
(1)对每个路段各软土层指标仔细勘察,勘明其分布地域、各成因类型、相应厚度、理化性质等。(2)按层位来对软土层的物理力学指标进行统计,并依据统计数据作出各层软土的曲线图,按要求做出各路段工程纵向剖面图与平面图,并将各软土路段作1至2个具体的路基横端面图。(3)做出相应的静探孔综合地质柱状图、十字板孔地质柱状图以及详细的钻孔柱状图。(4)其它图表。应根据需要选择相应的图或表,如水质分析成果表、试验成果表、固结系数与荷载关系图等。
2.4注意事项
(1)由于软土地成因类型不同,受地形地貌、成因性质以及地质条件多方因素的影响,勘察时要依据一定的手段或方法详细划分统计勘察的单元体。(2)对每个单元体做一定的勘探,测试指标数据使用统计表或散点图进行描述,更能够清楚地显示数据测值变化范围的离散程度,也可以通过这样的方式对数据测值进行一定的取舍。对于离散程度较大的数据,并不能较好地反映或者评价软土基岩的成因类型以及对工程产生的危害程度,应从整体数据中剔除。例如在对软土覆盖物压力测试指标中,由于随压力的增加不呈现线性增加趋势的数据不符合地质成因的两关理论,必须进行剔除。
2.5软土的物理力学指标分析评价
大量的高速公路软土地基工程实践证明,在土工计算中,土性指标设计值的正确与否,对计算结果是否与实际情况相符关系甚大,将直接影响后续处理方案的选用与处理效果。因此,高速公路软土地基土性测试数据的整理与分析十分重要。
一条高速公路通过不同勘探方法和手段进行勘察和区域地质资料综合分析后,一般可根据地形、地貌、地质条件和软土成因性质,划分不同成因类型来确定软土统计单元体。通过单元体每一指标测试值的统计表和散点图,可直观地看出测试值的变化范围,并根据统计图表来评价、取舍测试指标。通过分析、评价、鉴别那些不符合正常成因类型的软土指标,对那些离散极大的指标,分析原因后予以舍去。如对于不随上覆压力或埋深线性增加软土地基勘察的软土测试指标,根据地质成因理论和误差理论予以舍弃。根据笔者经验及有关资料。
3结语
在对软土层地基进行勘测的讨论中,我们可以发现软土层自身的特性对于整个工程施工会产生非常大的影响,因此必须做好相应的勘查工作,做好基础性的工作,从而提升软土地基勘察的效率和准确性。
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论文作者:李盼盼
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/8
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