摘 要：軟土地基是常見的一種地質(zhì)情況，其不可預(yù)見性大，在設(shè)計(jì)和施工過程中，稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量事故，為此，軟土地區(qū)巖土工程的地質(zhì)勘察工作就顯得十分重要了。本文通過介紹軟土的基本特征，重點(diǎn)就軟土地基勘察中的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析，并總結(jié)軟土地基巖土工程地質(zhì)勘察工作的流程，以期指導(dǎo)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：軟土地基；地質(zhì)勘察；基本特征；關(guān)鍵問題

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市化水平不斷提高，社會(huì)各界對(duì)于建筑工程的質(zhì)量安全的要求越來越高。我國沿海地區(qū)軟土分布廣泛，軟土主要是指濱海、谷地和河灘沉積的細(xì)粒土，具有天然含水量高、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低、透水性差和固結(jié)時(shí)間長等特點(diǎn)，若在這種軟土地基上進(jìn)行公路、建筑物等工程的施工，稍有疏忽就會(huì)出現(xiàn)安全質(zhì)量事故，并且對(duì)公路、建筑物等工程投入使用后的安全構(gòu)成極大的威脅。因此，施工單位應(yīng)對(duì)這些軟土區(qū)域進(jìn)行巖土工程地質(zhì)勘察，為基礎(chǔ)、邊坡等工程的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和巖土工程施工提高指導(dǎo)性的意見，從而確保軟土地基區(qū)域建筑物的質(zhì)量安全。

1 軟土的基本特征

所謂軟土就是指淤泥和淤泥質(zhì)土的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。它主要特性如下：

（1）高含水量和高孔隙性：軟土的天然含水量一般為50%～70%，最大甚至超過200%。液限一般為40%～60%，天然含水量隨液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之間，最大達(dá)3～4。其飽和度一般大于95%，因而天然含水量與其天然孔隙比呈直線變化關(guān)系。軟土的如此高含水量和高孔隙性特征是決定其壓縮性和抗剪強(qiáng)度的重要因素。

（2）滲透性弱：軟土的滲透系數(shù)一般在1×10-4～1×10-8cm/s之間，而大部分濱海相和三角洲相軟土地區(qū)，由于該土層中夾有數(shù)量不等的薄層或極薄層粉、細(xì)砂、粉土等，故在水平方向的滲透性較垂直方向要大得多。

由于該類土滲透系數(shù)小、含水量大且飽和狀態(tài)，這不但延緩其土體的固結(jié)過程，而且在加荷初期，常易出現(xiàn)較高的孔隙水壓力，對(duì)地基強(qiáng)度有顯著影響。

（3）壓縮性高：軟土均屬高壓縮性土，其壓縮系數(shù)a0.1～0.2一般為0.7～1.5MPa-1，最大達(dá)4.5MPa-1（例如渤海海淤），它隨著土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土質(zhì)本身的因素而言，該類土的建筑荷載作用下的變形有如下特征：1）變形大而不均勻；2）變形穩(wěn)定歷時(shí)長.

（4）抗剪強(qiáng)度低：軟土的抗剪強(qiáng)度小且與加荷速度及排水固結(jié)條件密切相關(guān)，不排水三軸快剪所得抗剪強(qiáng)度值很小，且與其側(cè)壓力大小無關(guān)。排水條件下的抗剪強(qiáng)度隨固結(jié)程度的增加而增大。

（5）較顯著的觸變性和蠕變形。

2 軟土勘察的基本內(nèi)容與要點(diǎn)分析

2.1 軟土勘察的內(nèi)容

軟土勘察主要包括了：軟土的形成類型、埋藏情況、分布和發(fā)展規(guī)律、層理特征、滲透性能、立體分布的均勻性、表層硬殼的厚度、地下硬土層的情況等等；對(duì)軟土的固結(jié)情況進(jìn)行勘察，強(qiáng)度、變形特征以及隨著應(yīng)力改變而變化的規(guī)律，并且了解其結(jié)構(gòu)破壞對(duì)強(qiáng)度和變形的影響情況；軟土中存在的地貌形態(tài)差異、填土、河道等的分布范圍和深度等；地下水埋藏的情況，分析其對(duì)施工材料、安全設(shè)置、環(huán)境等影響。

2.2 軟土地基勘察的基本要點(diǎn)

軟土勘察的勘探點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，工程性質(zhì)、場地形狀、勘察分段、成因類型、復(fù)雜情況評(píng)價(jià)等都應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)。當(dāng)土層出現(xiàn)復(fù)雜變化時(shí)應(yīng)對(duì)此位置進(jìn)行加密；勘察中鉆探取樣的時(shí)候應(yīng)結(jié)合原位置測試的結(jié)果，去氧應(yīng)利用薄壁取土裝置，原位測試應(yīng)采用靜力觸探或者十字板剪切試驗(yàn)完成。

2.3 軟土剪切試驗(yàn)

當(dāng)軟土的加載和卸載的頻率過高的時(shí)候其內(nèi)部的水分形成的空隙水壓消散速率也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)應(yīng)采用自重壓力預(yù)固結(jié)德爾不固結(jié)排水三軸剪切試驗(yàn)，對(duì)透水性較低的粘性土質(zhì)可以采用無側(cè)限的壓強(qiáng)度試驗(yàn)或者十字板剪切試驗(yàn)來完成測試；當(dāng)軟土排水速率快切施工過程緩慢的時(shí)候應(yīng)采用固結(jié)不排水三軸剪切試驗(yàn)或者直接剪切試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)；對(duì)土體可能發(fā)生大的應(yīng)變項(xiàng)目因此測定其殘余的剪切強(qiáng)度必要的時(shí)候應(yīng)將蠕變試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)扭剪切試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)三軸試驗(yàn)等納入到檢測中。

3 軟土地基勘察的關(guān)鍵問題

3.1 土層檢測

在勘察中除了對(duì)土層的類型、條件、分布情況等進(jìn)行勘察外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)軟土的排水固結(jié)條件、沉降速度、強(qiáng)度增加等情況進(jìn)行細(xì)致統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)，特別是薄層中夾雜著砂層的情況；土層的均勻度指標(biāo)是指土層厚度、延性強(qiáng)度、立體分布狀況的變化情況等；作為淺層基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)土層的持力層的埋藏情況進(jìn)行勘察，即前面提及的硬土層情況；在基礎(chǔ)影響的范圍內(nèi)對(duì)基巖的情況進(jìn)行勘察，描述其分布特點(diǎn)和風(fēng)化的程度。

3.2 力學(xué)性質(zhì)

在軟土的勘察中應(yīng)對(duì)其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，探測軟土的固結(jié)歷史，對(duì)欠固結(jié)或者固結(jié)正常、超固結(jié)的情況進(jìn)行勘察和分析。先期固結(jié)壓力前后變形的性能并不相同，不同的固結(jié)歷史的軟土的應(yīng)力存在的特征是不同的，因此在勘察中應(yīng)對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)分析，以此確定前期固結(jié)的壓力；同時(shí)對(duì)其變形參數(shù)進(jìn)行測定，室內(nèi)試驗(yàn)中應(yīng)確定先期固結(jié)壓力、壓力系數(shù)、壓力指數(shù)、回彈指數(shù)、固結(jié)系數(shù)等各種參數(shù)的具體數(shù)值，以此指導(dǎo)施工實(shí)踐；對(duì)地下的地貌進(jìn)行全面的勘察和分析，以此準(zhǔn)確描述地層的具體結(jié)構(gòu)情況，有助于對(duì)軟土層的進(jìn)一步了解；對(duì)施工中的措施可能引起的軟土性能改變進(jìn)行預(yù)測，包括其強(qiáng)度、壓縮性等的改變。

3.3 勘察技術(shù)選擇

軟土的勘察的過程中其主要的目的就是獲得其埋藏條件和分布范圍、物理力學(xué)性質(zhì)等，即描述其對(duì)工程性質(zhì)，同時(shí)以此為依據(jù)提出施工中對(duì)軟土的處理措施等。通常采用的方式是鉆探、靜探、貫入、十字板等技術(shù)，同時(shí)輔助以物探技術(shù)，即采用多種方法進(jìn)行勘察。

1）鉆探技術(shù)

此種技術(shù)是巖土工程中較為常見也重要的技術(shù)措施，也是劃分土層的重要環(huán)節(jié)，對(duì)揭示軟土厚度、狀況、顏色等進(jìn)行描述，尤其可以探明地下水的深度、徑流、排除等條件，確定巖土的主要物理和力學(xué)指標(biāo)。

2）現(xiàn)場檢測技術(shù)

在實(shí)際的勘測中，因?yàn)檐浲恋男再|(zhì)特殊，具有觸變性和流變性等不利于檢測的物理性質(zhì)，其土樣很容易出現(xiàn)水流失，容易被擾動(dòng)而出現(xiàn)性質(zhì)改變，因此僅僅利用鉆探技術(shù)對(duì)其進(jìn)行取樣是不能完全描述其物理學(xué)性質(zhì)的，因此可以采用原地檢測的方式對(duì)其進(jìn)行檢測，針對(duì)軟土的具體特征和工程等級(jí)選擇具體的原位檢測技術(shù)。軟土地基的勘測中常用的現(xiàn)場原位檢測技術(shù)有標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等。

3）物探技術(shù)

在軟土地基的勘測中如果常規(guī)的原位檢測技術(shù)不能很好的滿足勘測需求的時(shí)候，而場地的地理位置和情況適合采用地球物理技術(shù)進(jìn)行勘測的時(shí)候就可考采用物探的方式結(jié)合常規(guī)的原位檢測技術(shù)共同對(duì)地基進(jìn)行勘測。

4）室內(nèi)試驗(yàn)

在地基實(shí)際采樣完成后，就是對(duì)土樣進(jìn)行室內(nèi)的土工試驗(yàn)獲得更多的物理和力學(xué)數(shù)據(jù)。土工試驗(yàn)的內(nèi)容包括軟土的物理性質(zhì)、化學(xué)形式、力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，其中軟土力學(xué)形式是最為重要的檢測指標(biāo)。一般對(duì)工程項(xiàng)目的地基檢測要求固結(jié)不排水抗剪試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、固結(jié)和直剪試驗(yàn)等。

4 軟土巖土工程勘察的基本流程

4.1 確定等級(jí)

巖土勘察的等級(jí)需要根據(jù)工程的性質(zhì)進(jìn)行劃分，現(xiàn)場的場地復(fù)雜程度、地基的設(shè)計(jì)和復(fù)雜程度等，干巖土工程勘察規(guī)范進(jìn)行分析和劃分，結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)工程的等級(jí)進(jìn)行劃分，如某工程按規(guī)范設(shè)定為二級(jí)，則其復(fù)雜程度、場地等級(jí)等均按照二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即存在雜填土、粉質(zhì)土、灰色粉質(zhì)粘土、細(xì)砂、中粗砂、粉質(zhì)粘土，因此綜合判斷場地的勘察等級(jí)為乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 確定勘察措施和工作量

在實(shí)施具體的勘測之前因確定工作的基本工作量，初步選定勘察措施。如工程勘察中按照建筑物周邊來布置勘察點(diǎn)，設(shè)定其間距和孔深，并計(jì)算整個(gè)工程的鉆孔數(shù)量。

4.3 確定取樣的數(shù)量

針對(duì)前面的工作量確定取樣的數(shù)量，以此為檢測試驗(yàn)制定一個(gè)完善的流程，保證試驗(yàn)充分，并且明確勘察試驗(yàn)的具體時(shí)間表，為后續(xù)施工提供參考。

4.4 項(xiàng)目的水文情況

在勘察過程中應(yīng)對(duì)項(xiàng)目區(qū)域的水文情況進(jìn)行了解，如確定地下水的類型、徑流、排泄等情況。因?yàn)檐浲潦艿剿挠绊戄^大，地下水的波動(dòng)會(huì)直接導(dǎo)致勘察結(jié)果的改變，因此應(yīng)針對(duì)地下水的情況而制定勘察和試驗(yàn)的措施，避免周期性出現(xiàn)的地下水影響勘察工作的開展和試驗(yàn)的結(jié)果。

5 數(shù)據(jù)處理

5.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

軟土地區(qū)的巖土工程試驗(yàn)往往采用的是土工試驗(yàn)，其優(yōu)勢的簡單而方便。獲得數(shù)據(jù)和處理的時(shí)候，應(yīng)保證巖土試驗(yàn)室內(nèi)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)從巖土類型和工程性質(zhì)出發(fā)進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合工程分析計(jì)算的要求確定試驗(yàn)的方式和數(shù)據(jù)處理方法，并最終確定軟土的基本性質(zhì)，這才是數(shù)據(jù)處理的最終目標(biāo)。

5.2 原位測量的數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)考慮到原位數(shù)據(jù)的處理，如項(xiàng)目針對(duì)粘土和砂土等進(jìn)行貫入標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)。貫入試驗(yàn)的指標(biāo)將直接影響數(shù)據(jù)處理的結(jié)果。

5.3 地下水影響分析

在數(shù)據(jù)處理中必須將地下水的影響納入到影響因素中，地下水的水文情況將直接影響軟土的物理力學(xué)性質(zhì)，因此在數(shù)據(jù)處理的時(shí)候應(yīng)將地下水的水文情況融入到勘察數(shù)據(jù)處理中，如地下水為承壓水，其補(bǔ)給方式為降水和地下徑流，勘察獲得的穩(wěn)定水文在3-4m之間，而項(xiàng)目建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為2.5m，因此地下水對(duì)建筑的混凝土結(jié)構(gòu)沒有過大的影響，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)存在一定的腐蝕性。

6 結(jié)束語

軟土地區(qū)地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量是工程能否順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是為工程查明地質(zhì)條件和做出地質(zhì)評(píng)價(jià)的重要保障。因此，應(yīng)重視軟土區(qū)域的巖土工程地質(zhì)勘察工作，對(duì)巖土的工程地質(zhì)特征做出準(zhǔn)確的分析及判斷，并且還要結(jié)合工程實(shí)際情況選取合理的設(shè)計(jì)及施工方案，保證軟土地基勘察工作的質(zhì)量，以預(yù)防軟土地基對(duì)建筑工程的破壞。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱曉東.關(guān)于軟土地基的巖土工程勘察的幾個(gè)關(guān)鍵問題探討[J].城市建設(shè)理論研究.2012年第10期

[2] 曾昭杰.軟土進(jìn)行巖土工程勘察的問題及處理措施分析[J].建筑與文化.2012年第09期