云南省有色地質(zhì)局三一三隊 653100

摘要：軟弱層是一種不良地基，其對工程建設(shè)具有重要影響，在巖土勘察階段正確識別軟弱層并對其進行劃分，從而采取有效措施處理，消除不良地基的影響。本文以軟弱土層為例，介紹其識別、劃分方法，并就處理方法進行分析闡述。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；劃分；軟弱土；處理方法

引言

巖土工程勘察是工程建設(shè)中不可或缺的重要組成部分之一，勘察結(jié)果對工程設(shè)計與施工具有指導(dǎo)性作用。在很多工程項目中，軟弱層都是地基組成中的控制性因素，對工程現(xiàn)場地基土體中軟弱層的劃分是巖土勘察工作的主要內(nèi)容，通過對軟弱層的正確識別，可以為處理方法的選擇提供依據(jù)，借此本文就巖土工程勘察軟弱層的劃分及處理方法進行淺談。

1 軟弱層概述

1.1 定義

相關(guān)規(guī)范中將處于軟塑、流塑狀態(tài)的粘性土層，處于松散狀態(tài)的砂土層以及未經(jīng)過任何處理的填土和高壓縮性土層統(tǒng)稱為軟弱土層。

1.2 軟弱層的特點

由軟弱層的定義可知，構(gòu)成軟弱層的土體絕大部分都是軟土，所以其特點與軟土基本相同，大體上可歸納為以下幾個方面：

1.2.1含水量高、孔隙比大。軟土一般都是有粘土粒組和粉土粒組構(gòu)成，其中含有少量的有機質(zhì)，粘粒的礦物成分與周圍介質(zhì)當(dāng)中的水及陽離子相互作用后，會形成水分子，并吸附在表面形成水膜，故此這些土體的含水量及孔隙比都比較大。相關(guān)研究結(jié)果表明，軟土的含水量大概在35-80%的區(qū)間范圍內(nèi)浮動，孔隙比則在1-2左右。

1.2.2抗剪強度較低。由土工試驗結(jié)果可知，軟土的天然不排水抗剪強度約為20kPa，變化范圍大概在5-25kPa之間。自然固結(jié)的軟弱土層在不排水的前提下，其剪切強度會隨著距離地表的深度增加而增大，增長率約為1-2kPa/m。在外界荷載的作用下，若是軟土經(jīng)過排水固結(jié)，其強度將會產(chǎn)生非常明顯的變化。

1.2.3滲透性較小。軟土的滲透系數(shù)通常在10-4-10-8cm/s，故此其在外界荷載的作用下固結(jié)速率較為緩慢。當(dāng)軟土層的厚度≥10cm時，想要使其達到90%以上的固結(jié)度一般需要耗費3-5年左右。軟土層的滲透性具有十分明顯的各向異性，水平向的滲透系數(shù)通常大于垂直向，這種現(xiàn)象在含有水平夾砂層的軟土層中更為顯著。

1.3 進行軟弱層處理的必要性

在外界荷載的作用下，軟土?xí)惺芤欢ǖ募羟辛?，由此會使其產(chǎn)生較為緩慢的剪切變形，這樣會引起軟土抗剪強度的衰減，當(dāng)主固結(jié)沉降完成后，極有可能產(chǎn)生次固結(jié)沉降。按照上文中軟土的特點，若是以軟土層作為建筑結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)非常不利，一方面軟土層本身的強度較低，其承載力僅為50-80kPa，這樣很難承受較大的建筑荷載，否則便會發(fā)生地基局部破壞或是整體滑動的現(xiàn)象，同時，在開挖深基坑時，有可能出現(xiàn)基坑隆起或坑壁失穩(wěn)的情況。另一方面因軟土層的壓縮性較高，建筑基礎(chǔ)沉降較大，若是建筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部位的荷載差異較大，便會產(chǎn)生不均勻沉降，這對建筑的穩(wěn)定性極為不利。鑒于此，在軟弱層上建造建筑結(jié)構(gòu)時，必須對地基進行處理，以此來改善土體的工程性質(zhì)，使其符合建筑結(jié)構(gòu)對地基穩(wěn)定與變形的要求，消除不利影響。由此可見，對軟弱層進行處理尤為必要。

2 軟弱層的的劃分方法

2.1 進行野外作業(yè)編錄

在巖土勘察的外業(yè)編錄過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)鉆探揭露的地層順序，從上向下對地層的性質(zhì)全面描述，如果地層的厚度超過0.5m，則應(yīng)當(dāng)對其進行單獨分層；若是地層的厚度在0.1-0.5m時，可對其位置、狀態(tài)進行詳細描述。此外，在鉆探作業(yè)的過程中，為了確保鉆探質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對每回次進尺進行嚴格控制，并保證巖芯采取率。同時，對于地下水位以上應(yīng)當(dāng)不加水鉆進，并對鉆進速率進行仔細觀察，一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時加以解決處理。

2.2 進行室內(nèi)整理的巖土分層

應(yīng)當(dāng)以檢查和整理鉆探記錄為基礎(chǔ)，并結(jié)合地質(zhì)測繪、調(diào)查資料、室內(nèi)試驗結(jié)果等內(nèi)容對巖土進行準確分層。在實際分層的過程中，可以按照兩級單元的方式進行，具體做法如下：先將不同時期與不同地質(zhì)成因形成的巖土劃分成為一級單元，一般將該單元稱之為大層，然后在依據(jù)大層的巖性、空間分布、軟弱層等將其細分為二級單元，可將其稱之為亞層，在用數(shù)字表示大層代號，如①，并在大層代號的右下角以下標數(shù)值表示亞層，如①1。通常情況下，軟弱層的劃分都是在亞層中進行，各層的編號順序應(yīng)當(dāng)從上向下，同時要對空間分布及覆蓋關(guān)系予以充分考慮。

3 軟弱層的處理方法

3.1 淺層軟弱層處理方法

對于地基中的淺層軟弱土層，可以采取換填法、壓實法、夯實法進行處理。在這幾種處理方法中，換填法的應(yīng)用較為廣泛，以該方法對淺層的軟弱土層進行處理時，軟弱層的最大厚度不宜超過3m，同時要優(yōu)選墊層材料，工程中常用的墊層材料有以下幾種：砂石、灰土、礦渣以及粉質(zhì)粘土等，具體可根據(jù)工程特點進行選擇。選好墊層材料后，其厚度可按照所需換填的軟弱土層深度或是下臥土層的承載力進行確定，并且應(yīng)當(dāng)滿足如下公式的要求：

+

上式中，代表墊層底面位置處的附加應(yīng)力設(shè)計值（單位：kPa）；代表墊層底面位置處土體的自重壓力值（單位：kPa）；表示經(jīng)深度修正后墊層底面位置處土層的地基承載力特征值（單位：kPa）。墊層底面的寬度必須符合基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，頂面每個邊的長度超出底邊邊緣不得小于300mm，同時，墊層底面兩側(cè)向上應(yīng)當(dāng)按照要求進行放坡，承載力可通過靜載試驗進行確定。為了驗證換填法處理軟弱層的效果，下面以某工程為例進行具體分析。該工程為辦公樓，地上四層，采用的是條形基礎(chǔ)，磚混結(jié)構(gòu)，設(shè)計要求的承載力特征值為130kPa。在工程建設(shè)前，通過巖土勘察發(fā)現(xiàn)，工程所在地的天然地基未達到設(shè)計要求，因軟弱層的厚度較小，僅為1.0-1.4m左右，如果采用樁基對其進行處理，成本較高，并且工期較長，經(jīng)過綜合研究后，決定采用換填法對地基的軟弱層進行處理。經(jīng)過處理后，承載力≥135kPa，符合設(shè)計要求的130kPa。

3.2 深層軟弱層處理方法

通常情況下，若是地基深部存在軟弱層時，可先判斷該軟弱層是否位于受力層深度以內(nèi)，如果不在，則不需要進行處理，反之可將其當(dāng)做軟弱下臥層進行承載力和變形驗算，當(dāng)不滿足要求時，可采用以下幾種方法對其進行處理：預(yù)壓法、樁基礎(chǔ)以及復(fù)合地基等。為此，大部分工程中采用的都是復(fù)合地基處理，主要的方法有振沖碎石樁、水泥攪拌樁、灰土擠密樁、旋噴樁等復(fù)合地基。例如，某基坑工程在巖土勘察過程中發(fā)現(xiàn)基坑所在位置處存在軟弱層，經(jīng)判斷該軟弱層處于受力層深度范圍內(nèi)，因此需要對其進行處理，通過技術(shù)經(jīng)濟性比選后，決定采用水泥攪拌樁對該軟弱層進行加固處理。經(jīng)過處理之后，該軟弱層的承載力達到了施工要求，由此確保了基坑工程的順利進行。

結(jié)束語

綜上所述，在工程建設(shè)中，軟弱層較為常見，它的存在對建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響較大。為此，在工程施工前期的巖土勘察工作中，應(yīng)當(dāng)對軟弱層進行準確的識別、劃分，并結(jié)合工程設(shè)計要求及軟弱層的特點，采取相應(yīng)的處理方法，增強地基土體的承載力，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

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