張軍州
(廣東核力工程勘察院,廣東 廣州 510800)
在土壤的分布類型中,軟土的特性比較特殊,一般都散散的分布在湖沼、河灘、洼地等區(qū)域,其理化特性弱,會(huì)給巖土工程的改造和勘察帶了很多的困難,對工程的實(shí)施帶了極大的不方便,近年來,我們國家的交通建設(shè)正在如火如荼的進(jìn)行,交通體系正在慢慢的完善,隨著交通建設(shè)工程的不斷發(fā)展,在施工的時(shí)候有時(shí)會(huì)遇到一些軟土地區(qū),因?yàn)檐浲翆拥奶匦?,為了保證施工的安全、高效、以及施工的質(zhì)量,對軟土層的深入研究,就變得特別有必要,用合理的方式對軟土層進(jìn)行勘察和數(shù)據(jù)處理已經(jīng)成為軟土施工的核心內(nèi)容。
軟土就是指自然狀態(tài)下其孔隙比大于或者等于1,且水分含量大于液限值的細(xì)粒土,如:淤泥、泥炭、泥炭質(zhì)土等,軟土的主要特性如下觸變性能:觸變性能就是指當(dāng)軟土受到外部干擾的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的破壞,因此大幅度降低軟土的強(qiáng)度,軟土地基在受到振動(dòng)負(fù)荷之后也會(huì)向側(cè)面滑動(dòng)、大幅度的沉降或者擠出的情況。
流變性能:軟土在承重以后會(huì)因?yàn)閴毫Χ冃危旧淼目障毒蜁?huì)逐漸的變小,本來含有的水分就會(huì)排除,同時(shí)還會(huì)在載荷的作用下出現(xiàn)一種剪切形變,這就是軟土地基的流變性。壓縮性強(qiáng):軟土因?yàn)榭障斗浅4笏云鋲嚎s性能非常好,就是壓縮系數(shù)大,所以當(dāng)建筑以軟土作為地基就會(huì)出現(xiàn)大幅度的沉降。
強(qiáng)度差:根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測,軟土在自然狀態(tài)下其抗剪強(qiáng)度一般較低,所以軟土地基的承載能力較弱,軟土邊坡的穩(wěn)定性較差,當(dāng)出現(xiàn)剪切力時(shí)容易出現(xiàn)破環(huán)失穩(wěn)。
透水性差:軟土的含水量一般都很高,但是其透水性往往較差,給地基的排水造成了巨大的不便,軟土地基上建筑物沉降的時(shí)間延續(xù)期限長,經(jīng)計(jì)算有時(shí)可以長達(dá)數(shù)年以上,在加載的初期基礎(chǔ)會(huì)提高空隙水的壓力,從而對整個(gè)地基的強(qiáng)度帶來較大的影響。地基的強(qiáng)度如果不符合工程的要求,就會(huì)嚴(yán)重的降低工程的質(zhì)量,甚至嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生大的安全問題。
不均勻性:軟土是形成與沉積的環(huán)境,因此自然條件下土質(zhì)的均勻性一般較差,在實(shí)際的施工中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不均勻的沉降,會(huì)給施工帶來很大的困難,也會(huì)嚴(yán)重的影響施工的質(zhì)量。
軟土勘察主要包括幾個(gè)內(nèi)容,軟土的類型、埋藏情況、分布和發(fā)展規(guī)律、層理特性、滲透性能、立體分布的均勻性、表層硬殼厚度、地下硬土層的情況等。然后,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、物理壓力與應(yīng)力、物理剪切與形變特征,進(jìn)行科學(xué)的研究與分析,最后,要勘察地貌形態(tài)差異,分析地質(zhì)狀況、軟土特性以及地貌形態(tài)差異。再經(jīng)過合理的考察之后再根據(jù)地質(zhì)風(fēng)貌差異的不同,合理的規(guī)劃巖土工程的材料配置和技術(shù)要點(diǎn)等。
軟土地基勘察的注意事項(xiàng),第一,把握勘察要點(diǎn),根據(jù)地質(zhì)條件,結(jié)合工程實(shí)際情況對工程的性質(zhì),施工區(qū)域,軟土成因等內(nèi)容進(jìn)行全面、合理、實(shí)際的分析。對土層的變化情況做出記錄和預(yù)測,然后用靜力觸探的方式或者剪切試驗(yàn)的方法測試原位置的狀態(tài)。第二,在做好剪切實(shí)驗(yàn),軟土承載后,在加載或者卸載的過程中,只要頻率過高,軟土的內(nèi)部水分形成就會(huì)形成空隙水壓,改變消散的速率,這時(shí)要采用三軸剪切試驗(yàn)來完成測試,對于一些具有粘性的土質(zhì),由于透水性較差,應(yīng)該用十字板剪切實(shí)驗(yàn)完成測試,當(dāng)因?yàn)檐浲僚潘俣冗^快而導(dǎo)致工程進(jìn)度緩慢的時(shí)候,采用直接剪切試驗(yàn)就可以獲得數(shù)據(jù),對于應(yīng)變項(xiàng)目,可以考慮將動(dòng)態(tài)扭剪切實(shí)驗(yàn)。
在進(jìn)行軟土地基巖土工程勘察之前,要先做好一些準(zhǔn)備工作,首先是土層檢測,勘察前不僅要勘察土層的基本情況,還要考慮到排水固結(jié)條件、強(qiáng)度增加、沉降速度等并分析土層的復(fù)雜程度和均勻度。對這些方面進(jìn)行深入的統(tǒng)計(jì),分析并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)以便調(diào)用。其次是對軟土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析,土層的形成時(shí)期不同,其承受壓力和應(yīng)力變化特性也是不同的,要分析其差異性特征,測定前期固結(jié)壓力,固結(jié)系數(shù),壓力植樹和系數(shù)等內(nèi)容,根據(jù)這些內(nèi)容來對后面的施工工作做出指導(dǎo)和規(guī)劃。最后是勘察技術(shù)選擇,對工程性質(zhì)進(jìn)行正確的描述是軟土勘察的主要任務(wù),除了試驗(yàn)措施外,勘察過程中還要再配合相應(yīng)的技術(shù),主要包括鉆探技術(shù),物探技術(shù)和現(xiàn)場檢測技術(shù)等等。
巖土勘察的等級要根據(jù)工程性質(zhì)進(jìn)行劃分,現(xiàn)場的場地復(fù)雜程度,并依據(jù)相關(guān)的規(guī)范并結(jié)合工程實(shí)踐對工程等級進(jìn)行劃分,比如,如果一個(gè)工程按照規(guī)范被劃分為二級,那么,這項(xiàng)工程的復(fù)雜成都、,場地等級等指標(biāo),均為二級標(biāo)準(zhǔn)。
在施工之前,要確定勘察的措施和工作量,比如工程的勘察中要按照建筑物周邊布置勘察點(diǎn),確定間距和孔深,并確定工程的鉆孔數(shù)目,同時(shí),要對孔的參數(shù)制定規(guī)范,最后匯總統(tǒng)計(jì)整個(gè)工程的工作量,并以此為依據(jù)制定合理的勘察措施,明確勘察的步驟,這樣會(huì)使整個(gè)工程的勘察順利高效的進(jìn)行,提高勘察的質(zhì)量。
在前面的工作完成了之后,取樣的數(shù)量已經(jīng)被確定,以此為依據(jù)制定一個(gè)完善的流程,明確勘察試驗(yàn)的具體時(shí)間表,為后續(xù)的施工提供參考。
在勘察過程中應(yīng)該對項(xiàng)目區(qū)域的水文情況充分的了解,因?yàn)樗畬浲恋男再|(zhì)有很大影響,比如,當(dāng)?shù)叵滤▌?dòng)時(shí),就會(huì)直接影響勘察的結(jié)果,因此應(yīng)該根據(jù)地下水情況的不同制定勘察和試驗(yàn)的計(jì)劃,避免地下水的周期性波動(dòng)影響勘察工作的開展和試驗(yàn)的結(jié)果。
軟土勘察的數(shù)據(jù)處理主要有三個(gè)內(nèi)容:(1)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,軟土地基巖土工程常運(yùn)用土木試驗(yàn)的方法,這種方法因?yàn)橛信涮椎脑囼?yàn)工具,所以操作非常簡單,試驗(yàn)數(shù)據(jù)也很容易獲得,所以,在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候,工作人員要考慮數(shù)據(jù)是否合理,是否科學(xué),按照工程的要求對試驗(yàn)的操作和數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃,然后分析出軟土的基本性能特征。(2)原位數(shù)據(jù)的處理就是在巖土工程試驗(yàn)時(shí),對不同的土壤,土質(zhì)確定不同的試驗(yàn)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),采集數(shù)據(jù)之后將數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整理,給工作人員以后的工作帶來方便和研究。(3)在處理有關(guān)軟土的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí),要沖分考慮地下水對工程的軟土地基的影響。工作人員必須根據(jù)地下水情況的不同來分析在不同的時(shí)間和不同的情況下對周邊地基的影響,尤其要分析地下水的腐蝕性和侵蝕性等理化特征,給工作人員制定合理的工作計(jì)劃提供一定程度的便利。也有利于保證整個(gè)勘察的質(zhì)量,使施工單位的施工更加科學(xué)。
我國的公路建設(shè)中經(jīng)常會(huì)碰到軟土勘察的問題,想要做好對軟土的勘察,科學(xué)的工作勘察流程、合理的勘察方法和細(xì)致的勘察計(jì)劃是必不可少的。然后根據(jù)軟土勘察的結(jié)果,進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理,對施工區(qū)域的軟土情況有一個(gè)細(xì)致的了解,這樣才能給施工工作帶來便利。
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(本文文獻(xiàn)格式:張軍州.軟土地基巖土工程的勘察與數(shù)據(jù)處理討論[J].山東化工,2018,47(02):74-75.)