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(dāng)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(biāo)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)?？辈斓木唧w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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(zhǔn)確對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的風(fēng)化程度和分布特征進行詳細(xì)、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(biāo)，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(zhǔn)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(biāo)。

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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(xì)砂。本層進行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗6次，實測擊數(shù)=1～2擊，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)貫入試驗6次，實測擊數(shù)=8～13擊，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(jǐn)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(yán)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。

[1]高曉軍.軟土地基的巖土工程勘察和數(shù)據(jù)處理[J].咸寧學(xué)院學(xué)報，2011，12：76-78.

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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.