基于軟土地基巖土工程的勘察與數(shù)據(jù)處理分析

劉效廷

天津市津勘巖土工程股份有限公司

基于軟土地基巖土工程的勘察與數(shù)據(jù)處理分析

劉效廷

天津市津勘巖土工程股份有限公司

當前，在巖土工程項目中，經(jīng)常會遇到軟土地基的施工。由于軟土地質(zhì)是在地質(zhì)結(jié)構(gòu)不斷沉積中形成的一種不良地質(zhì)層，在自然狀態(tài)下，軟土容易導(dǎo)致建筑物發(fā)生沉降和形變。這就需要我們對軟土地基的質(zhì)量進行深入的勘察和調(diào)研，進行深入的數(shù)據(jù)性分析，從而結(jié)合實際推進和控制軟土地基工程的建設(shè)施工。基于此，文章就軟土地基巖土工程的勘察與數(shù)據(jù)處理進行簡要的分析，希望可以提供一個借鑒。

軟土地基；巖土工程；勘察；數(shù)據(jù)處理

1 軟土地基勘察的內(nèi)容及要點剖析

勘察軟土地基的最終目標是通過對地層表面以及潛藏在地表之下的軟土地基的考察，對其物理性質(zhì)的分析和檢測，為巖土工程提供依據(jù)。勘察的具體內(nèi)容包括：首先，基于地質(zhì)學(xué)的角度，對巖層的層理特征、地質(zhì)構(gòu)造、潛藏狀態(tài)等進行考察和勘探；其次，通過物理的科學(xué)性的視角，對軟土特殊地基的結(jié)構(gòu)變換、物理壓力和應(yīng)力、物理剪切與變形等特征，進行科學(xué)規(guī)律化的分析與研究；再次，針對不同的地質(zhì)風(fēng)貌差異，明晰巖土工程施工的機械技術(shù)應(yīng)用和材料配備等內(nèi)容。

軟土地基勘察的要點剖析體現(xiàn)在：①地質(zhì)勘探點的布置與設(shè)計是關(guān)乎勘察成敗的關(guān)鍵點，它受地質(zhì)條件制約，也與勘探場地的形狀緊密相連。在不同的場地形狀中，要布置適宜的勘探點，以便于勘探工作的進行。②實現(xiàn)軟土地基的剪切實驗，軟土地基在承載外力的情況下，會出現(xiàn)加載或者卸載的頻率變換，軟土內(nèi)部的水壓消散速率指標也會隨之發(fā)生改變。可以運用固結(jié)不排水三軸剪切試驗進行數(shù)據(jù)的采集，或者采用靜力觸探和十字板剪切的方法對地形復(fù)雜的地帶進行采樣，以連續(xù)壓入或重錘敲擊的方式采取樣本，進行有機質(zhì)的含量、燒失量和基床系數(shù)等參數(shù)指標的測量和分析。

2 軟土地基巖土工程的勘察技術(shù)問題

2.1 土層相關(guān)指標檢測

除了勘察工程場地中土層的實際賦存條件和類型以及分布情況外，還應(yīng)對軟土地質(zhì)的沉降速度及排水情況和強度等進行試驗分析，獲取相關(guān)參數(shù)。對于軟土中夾薄層砂層的情況，應(yīng)對該土層的立體分布和厚度及延性強度等相關(guān)均勻度指標進行科學(xué)分析。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)對軟土工程地質(zhì)深基礎(chǔ)土層和淺層基礎(chǔ)的持力層實際埋藏情況進行分析，以此準確對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的風(fēng)化程度和分布特征進行詳細、客觀描述。

2.2 軟土的力學(xué)性能分析

軟土的力學(xué)性能是巖土工程勘察中的重要指標，通過對軟土的固結(jié)歷史進行探測，從而分析和總結(jié)超固結(jié)及固結(jié)正常結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)。由于不同固結(jié)歷史下，軟土的應(yīng)力特征和先期固結(jié)壓力前后變形情況差異很大。因此，通過確定前期軟土地質(zhì)的固結(jié)壓力，可對工程場地的形變參數(shù)進行測定。在此過程中，還需經(jīng)過室內(nèi)試驗檢測、分析，并通過數(shù)據(jù)采樣，確定軟土地基巖土工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)的回彈系數(shù)及壓力指數(shù)和固結(jié)壓力系數(shù)等，從而準確了解整個工程地質(zhì)的地形、地貌特點，同時掌握軟土不良地質(zhì)的壓縮性能和強度等相關(guān)力學(xué)性質(zhì)指標。

3 案例分析

某項目建設(shè)場地占地面積18000m2，外形近似長方形，場地現(xiàn)狀縱橫分布多口魚塘。場地和地基復(fù)雜程度等級均為二級，巖土工程勘察等級為乙級。

3.1 工程地質(zhì)分析

本次勘察采用綜合勘察方法或手段相互印證，即以鉆探方法為主，配合取樣室內(nèi)土工試驗(常規(guī)土工試驗、水質(zhì)分析)、標準貫入試驗等。本次勘察所揭露的地層為人工堆積層(Q4ml)、第四系海陸交相互沉積層(Q4mc)和燕山期花崗巖(γ)。自上而下將其巖性和物理力學(xué)性質(zhì)分述如下：①層素填土：褐黃色、灰黃色，松散，濕，結(jié)構(gòu)不均勻，主要成分為粉質(zhì)粘土和花崗巖碎石(粒徑8～60mm)組成，局部夾有少量碎磚塊等。該層為新近堆填，欠壓實，全場地均有分布。本層進行標準貫入試驗1次，實測擊數(shù)7擊。層取土樣1組，定名為粉質(zhì)粘土；②1層淤泥：深灰色，飽和，流塑，含腐殖質(zhì)，具腥臭味，局部含少量粉細砂。本層進行標準貫入試驗6次，實測擊數(shù)=1～2擊，標準值1.4擊，建議該層承載力特征值fak為50kPa。層取土樣6組，定名均為淤泥；②2層粉質(zhì)粘土：灰黃色，濕，可塑，粘性較好，稍有光滑，干強度中等，韌性中等。本層進行標準貫入試驗6次，實測擊數(shù)=8～13擊，標準值10.8擊，綜合考慮原位測試及室內(nèi)試驗結(jié)果，建議該層承載力特征值fak為150kPa。層取土樣4組，定名均為粉質(zhì)粘土；②3層淤泥質(zhì)土：深灰色，飽和，流塑，含腐殖質(zhì)，具腥臭味，局部夾少量腐木碎屑。本層進行標準貫入試驗1次，實測擊數(shù)3擊。建議該層承載力特征值fak為60kPa。層取土樣1組，定名為淤泥質(zhì)土。

3.2 巖土工程分析與評價

(1)巖土工程參數(shù)確定。參數(shù)需要綜合原位測試、室內(nèi)土工試驗、地下水水位及各土層的基本特征進行確定。按照項目特征和各層土性，形成以工程分析為內(nèi)容的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，才能給出準確、可靠的巖土參數(shù)。對本工程而言，第③夾層粉土在基坑開挖范圍內(nèi)、⑧2層粘質(zhì)粉土與砂質(zhì)粉土互層在基坑影響范圍內(nèi)，其巖土參數(shù)的選用應(yīng)尤為謹慎。

(2)天然地基。第②層土可作為一般輕型且變形不敏感的擬建物天然地基持力層；但是其局部易受人工開挖影響而變薄或缺失，故基礎(chǔ)埋深應(yīng)根據(jù)剖面圖有針對性的確定；該層土具有上硬下軟的特點，因此建議基礎(chǔ)盡量淺埋，針對基礎(chǔ)底部局部殘留填土，可超挖換填、并嚴格按規(guī)范要求分層回填并壓實。

(3)樁基工程。根據(jù)擬建物性質(zhì)、場地土層條件及地區(qū)經(jīng)驗，對樁基礎(chǔ)進行分析，對于該項目，宜選擇層面埋深大且相對穩(wěn)定、土層物理力學(xué)性質(zhì)良好的硬土層或粉性土、砂性土層，以獲得較高的單樁承載力；同時，地鐵位于市中心受周邊環(huán)境影響大，在滿足單樁極限承載力及沉降要求的前提下，綜合考慮經(jīng)濟、沉樁可行性以及對周邊環(huán)境影響等各方面因素綜合對比選擇合適的樁型、樁徑以及持力層。

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[3]郭賀，王志旻.軟土地基工程勘察技術(shù)要點及勘察中需注意的問題[J].黑龍江科學(xué)，2014，04：150.