劉鳳祥 徐 偉 曲福民

山東宏光巖土工程有限公司

特殊巖土工程地質(zhì)條件特性分析

劉鳳祥 徐 偉 曲福民

山東宏光巖土工程有限公司

在我國乃至世界范圍內(nèi)，建筑工程經(jīng)常會遇到特殊巖土工程的地質(zhì)問題，為工程的開發(fā)和建設(shè)帶來麻煩和隱患。特殊巖土的不良特性是導(dǎo)致工程發(fā)生變形狀況和各種地質(zhì)災(zāi)害的直接原因。特殊巖土工程地質(zhì)條件的特性成為全球巖土力學(xué)和工程地質(zhì)學(xué)科普遍關(guān)注的問題。我國地大物博，特殊巖土種類呈多個類型，主要有膨脹土、軟土、濕陷性黃土、鹽漬土等等。本文主要針對典型的濕陷性黃土、膨脹土以及軟土的工程地質(zhì)條件特性進行分析，討論工程建設(shè)中針對此三種特殊巖土地質(zhì)條件的勘察和施工技術(shù)措施。

特殊巖土工程；地質(zhì)條件；特性

特殊巖土工程是指在一些特殊的地質(zhì)環(huán)境中進行工程建設(shè)，其難度性較高且具有一定風(fēng)險，在實際施工情況中若為采取正確的施工措施，很容易因地質(zhì)構(gòu)造的特殊性而影響到施工進程甚至發(fā)生意外事故。因此做好對特殊巖土工程地質(zhì)的性質(zhì)調(diào)查以及相對的工程設(shè)計對整個項目來說有著重要作用。本文就濕陷性黃土、膨脹土以及軟土這三大類特殊地質(zhì)進行工程地質(zhì)條件特性分析。

1 特殊巖土工程地質(zhì)概述

在我國全球范圍內(nèi)甚至是世界各個地中都或多或少會面臨特殊巖土工程地質(zhì)問題，需要建設(shè)的地方很難保證土質(zhì)完全符合要求，因此給工程施工埋下了一定的安全隱患，也給實際項目進程帶來了麻煩。這要求相關(guān)工程建筑工作人員調(diào)查清楚實際施工周圍環(huán)境中的土質(zhì)性質(zhì)與土層情況，要熟透這些特殊巖土的工程地質(zhì)條件，以便設(shè)計出合適合理的施工技術(shù)。我國地大物博，地質(zhì)種類繁多。

2 特殊巖土工程的地質(zhì)條件特性

2.1 濕陷性黃土工程的地質(zhì)條件特性

濕陷性黃土主要講的是在外界的壓力下巖土結(jié)構(gòu)受到了水的浸濕，出現(xiàn)了破壞性的影響，使得巖土的結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，而呈現(xiàn)大幅下沉，進而出現(xiàn)了濕陷現(xiàn)象，受到水浸泡的黃土在發(fā)生濕陷現(xiàn)象后就成為了濕陷性的黃土。濕陷性的黃土由于上覆土自重的壓力作用，遭到了水的浸濕進而形成濕陷黃土，這就是自重濕陷性的黃土。不是因為上覆土自重的壓力作用，遭到了水浸濕而形成濕陷黃土，就是非自重濕陷性的黃土。在全球的范圍內(nèi)，濕陷性黃土的分布都比較廣泛。在我國，濕陷性黃土一般主要分布在干旱與半干旱氣候地帶。一般來說，濕陷性黃土巖土工程的地質(zhì)條件主要特征有以下幾個方面：(1)濕陷性黃土的顆粒成分一般為50～70%之間的粉粒組成，各個成分之間天然的縫隙通常在1.0～1.1范圍之間，其自然空隙比較大，壓實的程度也比較差，巖土結(jié)構(gòu)一般呈現(xiàn)大垂直的節(jié)理。(2)一般來說，濕陷性黃土壓縮性比較差，抗剪性比較強，其主要原因是因為存在可溶性巖膠結(jié)物，并且還有著負空隙壓力而導(dǎo)致的。然而在水浸濕的作用下濕陷性黃土所具備的這些特征會被逐漸瓦解，使得壓縮性慢慢增強，其表面粘聚力逐漸消失，使得巖土抗剪性能逐漸降低，進而發(fā)生濕陷現(xiàn)象。(3)由于濕陷性黃土大部分呈現(xiàn)垂直的節(jié)理，在垂直方向上的滲透系數(shù)一般來說要遠遠大于水平方向的滲透系數(shù)。

2.2 膨脹土工程的地質(zhì)條件特性

膨脹土是指由水性礦物巖土組成的主要巖土顆粒成分，在親水時能吸水膨脹，在脫水會收縮很多，其伸縮性很強，膨脹則表現(xiàn)出極強的粘土特性，壓縮有會顯得很干枯。這類土質(zhì)在實際施工時比較不容易被控制，容易受到外界影響，若碰到陰雨天氣或干旱氣溫，則會給整個工程建設(shè)帶來很大弊處，因此需要注意對此類土層的防護，盡量隔絕這類土層與外界的聯(lián)系。膨脹土的工程地質(zhì)條件特性還有相比于其他普通土層，對水的敏感程度會很強，地基的含水量只要發(fā)生1% 的微量變化，土層都會產(chǎn)生較大形變，其膨脹土的形變具有雙向可逆性，能膨脹到多大就能反而收縮多少，其靈活性很強，有一定的彈性。其次膨脹土層這一特性除了因為水分這類外界因素所造成的問題外，還有外界擠壓，由于土層結(jié)構(gòu)中分子之間的空隙較大，因此抗壓性較低，力學(xué)特性也是導(dǎo)致其膨脹率高的主要原因。針對膨脹土膨脹率高且膨脹是雙向可逆的這一特性，在實際的施工工程設(shè)計中可以采取樁基或者深埋的辦法，或者化學(xué)處理以降低其膨脹率，主要還是要盡量避免膨脹土直接參與進主要的施工部位建設(shè)中，以免影響到工程整體結(jié)構(gòu)。在進行實際施工范圍環(huán)境土質(zhì)勘查時，一般采用物理力學(xué)測試，給采集樣本土層施加一定外部力，觀察其形變，另外在周圍加水，觀察土質(zhì)的膨脹程度，若土質(zhì)塑限在 13% 以下，即可判斷為特殊土層。另外膨脹土層的特殊性質(zhì)還可以利用在其他方面的建筑施工中，將其特點發(fā)揮出來，例如一些需要土質(zhì)變化的建設(shè)結(jié)構(gòu)中。在判斷出土層的實際膨脹力后便可結(jié)合實際的施工要求進行土層排放，結(jié)合實際的施工環(huán)境選擇合適的施工地點，設(shè)計合理的施工方案。

2.3 軟土的程地質(zhì)條件特性

軟土指的是在自然狀態(tài)下，空隙大于等于1.0，含水量超過液限的細粒土。多為灰黑色的淤泥質(zhì)土和泥炭質(zhì)土。在我國，軟土主要分布在東南沿海地帶，在我國中西部的沼湖地區(qū)也有分布。軟土在自然狀態(tài)下含水量超過液限，其天然孔隙較大，通常大于等于1.0，具有很強的壓縮性；軟土強度較低，滲透系數(shù)小，其靈敏度較高，高者甚至可達到8-9。軟土在較大的地震力的作用之下很容易發(fā)生震陷地基勘察還應(yīng)該著重對于軟土的詳細情況的勘察。包括：軟土的成因、類型的判定、分布的區(qū)域、層理結(jié)構(gòu)的特點。另外對表面硬殼層的厚度、下伏硬土層的深度和范圍以及對暗埋的溝坑的深度和填充狀況進行了解結(jié)合工程需要和地基對軟土的影響進行施工前合理的施工方案的設(shè)計。如果建筑物相鄰高矮層具有較大差異的荷載，要對其在變形上的差異和影響作用進行分析；如果地面堆載存在大面積的情況，要對鄰近的工程建筑的影響加以考慮?？刹捎梅謱涌偤头ㄟM行地價沉降的計算，對于上層為硬質(zhì)涂層下層為軟土層的地基需驗算下臥層。

總而言之，在我國的建筑工程中，那些特殊地質(zhì)條件下的巖土工程，施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件一定進行深入的了解分析，尤其是那些特殊地質(zhì)條件，一定要針對不同的地質(zhì)情況，制定出不同的施工方案，確保建筑工程的施工建設(shè)順利進行，進而保證建筑工程的施工質(zhì)量。

[1]楊昌義.北疆盆地地質(zhì)環(huán)境與鐵路選線工程地質(zhì)對策研究[D].西南交通大學(xué)，2014.

[2]郭永春.紅層巖土中水的物理化學(xué)效應(yīng)及其工程應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2007.