無損勘測技術在軟基勘察中的應用分析

于亞歡 吳家銘

(江蘇省交通規劃設計院股份有限公司，江蘇 南京 210014)

我國的軟土分布在各地區都有，且成因和時間都不同，在公路建設中需要對其進行處理，處理之前就是要對軟土進行勘測和勘察。在提高勘查效率的基礎上，還要保持軟土土質，這有利于地基穩定性和軟土內礦物質的保留，因此我們要運用無損勘測技術對軟土地基進行勘察。

1.軟基勘察軟土的劃分

在我國的公路建設中，會面臨很多軟土基地，軟土路基指的是地表沒有硬殼或者硬殼厚度在1.5m以內的土層，這種路基的壓縮性較大，因此要進行勘測和處理。軟基勘測的意義就在于能更好的處理軟土路基，加強我國公路建設。

軟土指的是含水量較高，壓縮性較大的抗剪強度較低的土層，主要是飽水軟粘土。我國地域遼闊，各地區軟土的成因都不一樣，應根據不同的如土路基特點進行處理，這需要提前做好勘測，并保持不破壞土質，也就是無損勘測。

每個國家對軟土的劃分不同，我國是根據室內土性測試指標劃分的，具體如下表1:

表1 軟土標準劃分

上表的原位測試指標，最好定為Cu＜25kPa，Ps＜700kPa，且最好結合原位測試的軟土力學指標進行綜合考量，將不排水抗剪強度Cu和靜力觸探測定的貫入阻力Ps結合起來，這樣更具有平衡性和實踐性。

2.無損勘測方法

對于公路的軟基勘測，最好事先做好資料收集，將當地的軟土成因、年代、土層厚度等數據進行分析和比對，利用鉆探與靜力觸探、十字板剪切、標準貫入試驗等勘測手段進行勘測，這樣的綜合性勘測有利于勘測精準度，也有利于保護土層質量，降低勘測成本，做到無損勘測。

2.1 全站儀

勘測過程中需要用全站型電子測距儀進行測量，通過水平角測量、距離測量、坐標測量等方式，將軟基勘測位置找準，設置勘測方向C水平度盤讀數為0°00'00〃，再按照第二個目標D進行水平度盤讀數進行照準，測量其水平角。

設置好棱鏡常數、氣溫和氣壓大氣改正值，對勘測位置進行距離測量，時間控制在2.4s左右。再根據與坐標測量找到具體位置，將數據輸入到勘測儀器上。

2.2 鉆探

在對軟土路基的無損勘測過程中，運用鉆探，勘測其地質構造，土壤性質等，是劃分土層的重要方式。設備通常為50型鉆機、85型鉆機、90型鉆機和薄壁取土器，利用薄壁取土器靜壓法進行取樣，分析軟土層的上下層位，劃分土層，將樣本的指標進行記錄。

(1)在鉆孔深度要符合兩原則:首先，附加應力為自重應力的10%;其次，穿入軟土層下臥硬層1m以下。

(2)鉆探打孔的距離為每千米2～3孔，按照橋基鉆孔的排列進行結合式的打孔。

(3)對取樣間距也有一定的要求，要保持樣本不變形，避免取樣過程中樣本水分流失，影響勘測精度。對細砂層采樣時要選取有代表性的樣本，利用薄壁取土器進行3件以上的樣本采集，對其中的水分、顆粒等進行測量;對原狀粘性土進行采樣是要將采樣間距控制在1m～1.5m內，利用薄壁取土器連續取樣，壓入式取樣，其長度不超過61cm。

(4)在取樣過程中要確定土層劃分，分層時將誤差控制在10cm以內，如果軟土層較厚，就盡量將誤差控制在20～35cm內，薄砂層應在測量中單獨劃出。

2.3 手搖螺紋鉆

軟土路基基本分為兩種類型，一種是硬殼路基，一種是軟土路基，硬殼路基的土層厚度在1.5m以上，下邊是軟土，這種情況需要多考慮硬殼層的應力擴散效應。手搖螺紋鉆是勘測過程中很常見的一種判斷路基狀況的打孔鉆，打孔深度基本為淺水層下2m，最大能達到5m，用于判斷硬殼層的厚度，根據其厚度和指標進行分析和處理。若土質發生了變化，應將打孔密度縮小，從每公里3～5孔縮小到每公里5～10孔，根據現場狀況來判定，查明土質變化的界限，方便以后的勘測和檢驗。

2.4 室內土工試驗

室內土工試驗是軟基勘測中必不可少的環節，對于無損勘測技術也是一種手段。先準備實驗項目的配套設施，這是軟基評價的基礎和重要保證。將土樣分為幾段，將兩端的土樣做物理性實驗，中間部分做力學性實驗。

(1)物理性試驗。土樣的物理性試驗是測驗土樣的物理性質和結構組成的，如顆粒分析、含水量、PH值、液塑限等。一般來說同一地區的土粒物理性基本相同，如果其礦物質比重下降，其中可能含有有機質物質。其含水量也是軟土路基勘測的重點檢驗對象，含水量對我國軟基處理有一定作用。

(2)力學性試驗。力學實驗分為剪切、無側限抗壓強度、固結試驗三種形式的實驗。剪切有直剪與三軸剪切兩種方法，三軸剪切比直剪可測強度指標更飽滿，在壓縮層內的粘性土層都要進行測試，以Cu為主，以Uu為輔，Cu即固結不排水剪，Uu為不固結不排水剪。無側限抗壓強度實驗用來做原狀土和重塑土。固結試驗除了砂層以外對每層土樣都進行實驗，通常分為正常固結和高壓固結兩種試驗方式，對其固結壓密力學進行測量分析。

2.5 原位測試

通常利用原位測試的手段對靈敏度較高的軟土進行試驗，以此和室內試驗結果進行對比使用。

2.5.1 靜力觸探

靜力觸探一般用來劃分地層，按照一般性分層標準進行初步劃分，如表2:

表2 一般性分層標準

還用來換算軟土的排水力強度、換算軟土范圍等，它成本低、效率高，其取樣鉆孔通常為每公里5個，最后進行資料整理。

2.5.2 十字板剪切試驗

十字板剪切試驗主要用來測定原狀土的抗剪強度，根據路堤穩定性驗算指標，與土工試驗抗剪強度指標進行對比，它的打孔深度一般為25～30m，測點間距通常為1m。

2.5.3 標準貫入試驗

標準貫入試驗通常用來測試鉆孔內的軟土、亞砂土和砂層，實驗間距限定在2m以內，根據實驗結果繪制標貫基數變化曲線圖。

3、總結

綜上所述，軟基勘測在我國的公路建設中有著至關重要的作用，我們要通過對地質的研究和土壤的勘探，對當地的軟土做處理。在勘測中，通常會破壞掉一些土質，為了避免這樣的情況，應不斷將無損勘測技術運用在勘測中，在加快勘測精度和效率的同時，保持我國的軟土土質。

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