中国建筑材料工业地质勘查中心江苏总队
摘要:相较于其他砂土与岩土,软土地基的稳定性受到水分(含水量)的影响,软土中水分(含水量)增加会造成软土结构出现变化。在软土地基岩土工程勘察中,如果遇到强降雨天气,表层水渗透到软土中则会增加软土的渗水性,影响到岩土勘察结果,故要对施工区域的地质构造、地层结构及地形地貌进行充分了解,从而准确把握软土层的成因和分布规律,对软土地基做好科学规划,并提出技术上可靠、经济上合理的地基处理方法,为建筑工程的施工打下良好的基础。
关键词:软土地基;岩土工程;勘察技术
软土地基岩土工程勘察旨在查明软土的地质成因类型、岩性,分布范围,埋深与厚度,薄层理与夹砂特征,水平向与垂直向的均匀性,地表硬壳层的分布与厚度以及其随季节变化的情况,横断面的变化,有无排水层,地下水的埋深、补给、径流和排泄条件,地基土的物理力学性质指标等,以为施工方案提供设计所需的地质依据。
1.软土地基的基本特性
第一,透水性较差。软土地基排水功能相对较差,因此在处理建筑物的沉降过程中需要消耗大量的时间,此外软土地基岩土工程在初期加载的过程中,地基的坚固程度受到孔隙中水压力值的影响。
第二,强度差。软土地基岩土工程需要对软土的强度进行检测,而软土的实际强度都较低,软土不具有相应的承压能力,同时软土的边坡位置稳定性较差,软土地基缺少应有的抗剪强度,也就是说软土地基缺少稳定性,进而影响软土地基岩土工程的施工过程。
第三,不均匀。软土地基岩土工程在实际的进展当中,受到土质沉积不同的影响,在周围环境的共同作用之下,软土地基沉降分布极不均衡。
第四,触变性。由于软土具有一定的触变性,在振动的影响之下,软土承载能力有所减弱,从而导致软土的侧滑以及变形,同时形变极易向侧面方向挤压。
第五,流变性。由于软土具有一定的承载性,变形情况的产生主要是由于排水系统引起的固结现象所造成的,此外剪切也是极其常见的一种变形形式,由于剪切行为造成的变形现象具有一定的持久性,同时发展过程较为迟缓,因此影响着软土地基岩土工程的地基沉降以及边坡的稳固情况。
第六,高压缩性。由于软土地基岩土工程中软土的压缩性较强,作为高压缩土中的一种,软土的高压缩性导致软土地基上的建筑物伴随较高的沉降性。
2.软土地基岩土工程勘察的注意事项
2.1确定勘探点钻孔深度
软土地基岩土工程勘察之前,勘察人员要收集施工区域详细的资料,了解周围的生态环境、水文条件以及周围建筑物的基础资料,从而了解建筑工程的地层结构情况。布置钻孔的时候,要根据地形、地物以及城市地下管道等因素,钻孔布置在结构线外缘的3~8m,钻探结束以后要立即回填封孔。初步勘察阶段勘探线及勘探点间距,根据场地的复杂程度等级依次为:复杂场地勘探线、点间距分别为50~100m,30~50m;中等复杂场地勘探线、点间距分别为75~150m,40~100m;简单场地地勘探线、点间距分别150~300m,75~200m,局部异常地段应适当加密。
表1 不同工程的钻孔间距
如表1所示,钻孔间距与地质条件有关,地质条件越好地段,则间距越大,地质条件复杂的地段,间距越小。软土地基岩土工程勘测初期,由于建筑线路纵坡不稳定,要加深勘探孔的深度,详细勘察孔深按照以下原则确定:第四系松散地层,钻孔的深度则应该结合建筑地层、地下水、降水、设计和施工要求,与一般钻至基础底6~10m;基岩区域遇到风化带则钻入3~5m。如果遇到复杂软土地基,则按照以上要求,增加勘探点,不能为了降低勘探成本而依然坚持原来的勘探方案。
2.2选择适宜的勘察技术
2.2.1地面调查测绘技术
在开展软土地基岩土工程勘察时,工作人员必须依照相关要求对工程的施工环境进行实际调研,并选择适当的测绘技术来满足施工的需求。例如,在测绘人员开始测绘时,需要在测绘路线上布置对应的测绘点,通过对应的仪器和设备来了解软土地基的结构变化情况和结构形式。在实际观察过程中,还需要站在更大的角度上来对软土层进行观察以了解其地貌形成的特点,从而得出其软土的组成以及深埋的参数数值。通过这种观测方式来了解软土层的整体情况,并给施工提供一定的依据。
2.2.2软土钻探技术
钻探技术在实际的岩土工程施工中是较为常见的技术措施,也是对软土地基进行更加详细准确的把握,以此来获取和掌握软土厚度、状况、颜色等,从而能够更加清楚明晰的掌握地下水的深度、径流、排泄等条件,更好的掌握岩土层的相关物理和力学指标。如果需要使用护壁回转钻探技术,应该做好完善的保护措施,确保软土地基的结构性不被损坏,更加明晰的做好对原始土层的分析。在对软土采样的时候,应采用薄壁取土器静压方式,要做好对土样性质防护,加强对水分的保护,针对细砂层的处理也要做好防护,从而保护好后续颗粒分析的准确性。
2.2.3原位测试技术
第一,静力触探技术。该技术主要是通过对贯入阻力所反应的数据的变化,对软土层在垂直方向和水平方向上的结构变化进行确定和调整,进而结合钻孔数据来了解软土层所具有的承载力以及不同软土类型所具有的参数。在进行静力触探测试的技术时,还需要依据勘测的实际情况选择相应的触探点以及点与点之间的距离。
第二,十字板剪切检测。该技术主要针对的是测试软土层的抗剪能力,在开展检测的过程中需要选择对工程施工造成影响较大的位置,进而来测试该区域的软土地基的承载能力。对于剪切波速的测试也需要寻找相应的具有代表性的位置,进而来掌握相关数据,确保数据的有效性。
2.3软土地基的液化判别和处理措施
地面下存在饱和粉土、砂土的时候,除了6度之外,判别为液化;当饱和粉土、砂土的初步判别认为需要进一步对液化进行判别时,可采用标准贯入试验判别法判别地面下20m深度的液化。对存在液化粉土层、砂土层的地基,需要对液化土层的厚度、深度进行探明,根据相关公式对钻孔液化指数进行计算,进而划分液化等级。
软土地基液化的主要处理措施有:(1)部分消除液化沉陷。处理深度应当降低处理之后地基的液化指数,且最好不要超过5;采用挤密碎石桩、振冲加固的时候,桩间土的标准贯入锤击数最好是超过液化判别标准贯入锤击数临界值;通过减小液化震陷等方法的时候,比如增厚上覆非液化土层的厚度、改善排水条件等。(2)全部消除液化沉陷。用非液化土替换全部液化土层,或者增加上覆非液化土层的厚度;采用换土法、加密法进行处理,通过加密法加固时,应当处理到液化深度下界;采用深基础的时候,基础底面应当埋入液化深度下的稳定层中,且深度应当在0.5m以上。
3.结语
软土地基具有触变性和流动性的特征,对工程建设和施工有很大的影响,故在施工之前做好相应地基的勘察处理,做好对软土地基的土层检测和力学性质勘察,合理选用钻探技术和现场检测技术以及物探技术等勘察技术,切实提高软土地基的勘察效果和质量。
参考文献
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作者简介
芮开虎(1986.4.30-),男,本科,江苏南京人,工程师,研究方向:岩土工程。
论文作者:芮开虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/16
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