羅青 趙慧
1.江西省勘察設(shè)計研究院 江西南昌 330029 2.江西省地質(zhì)工程(集團(tuán))公司 江西南昌 330002
軟土即軟弱土質(zhì),這類土質(zhì)普通都存在著較低的強(qiáng)度及較高的壓縮性的問題,在這一類較弱土層中多以空隙比和有機(jī)質(zhì)為其主要組成部分,通常包括軟粘性土淤泥、泥炭質(zhì)土、淤泥質(zhì)土、以及泥旋等類型,但在我們實(shí)踐過程中,則通常將淤泥、淤泥質(zhì)土、軟粘性土、統(tǒng)為軟土,而將泥炭及泥炭質(zhì)土則稱為泥沼。針對于軟土的分析可以發(fā)現(xiàn)其具有以下特性:一是觸變性:當(dāng)軟土層上受到振動和擾動后,則其土體結(jié)構(gòu)則會受到破壞,土體失去強(qiáng)度,一旦有振動荷載置于軟土地基上,則會導(dǎo)致地基發(fā)生側(cè)滑、沉降、及基礎(chǔ)下土體被擠出等情況[1]。二是流變性:當(dāng)處于長期荷載下的軟土,不僅在排水時會發(fā)生固結(jié)而產(chǎn)生變形,同時還會存在著長期而緩慢的剪切變形。三是高壓縮性:軟土由于具有較大的空隙率,所以具有較高的壓縮性,可以發(fā)生較大的縮變,所以軟土地基具有較大的沉降量。四是低強(qiáng)度:軟土不排水抗剪強(qiáng)度一股小于20Kpa。軟土地基的承載力很低,軟土邊坡的穩(wěn)定性極差。五是低透水性:軟土的含水量雖然很高,但透水性差,軟土地基上建筑物沉降延續(xù)時間長,一般達(dá)數(shù)年以上,加載初期,地基中常見較高的孔隙水壓力,影響地基強(qiáng)度。
六是不均勻性:由于沉積環(huán)境的變化,土質(zhì)均勻性差,作為建筑物地基易產(chǎn)生不均勻沉降。
在軟土地基的地面調(diào)查測繪這一過程中,需要完成以下要點(diǎn):軟土地基分布路線的具體地形,地貌以及第四紀(jì)地層沉積的關(guān)系;還要知道軟土的成因類型分布的范圍基底地層的性質(zhì);軟土層內(nèi)的沙夾層的厚度以及顆粒的促成和排水性能如何;軟土層的埋深以及厚度以及上下層之間的性質(zhì);軟土地基上已經(jīng)建成的建筑物在附加應(yīng)力作用下其對地基強(qiáng)度以及變形情況的影響程度,同時要明確關(guān)于這些問題的處理措施;最后便是要知道地下水的類型,埋深補(bǔ)給以及拍波的情況,同時還有地下水與地表水的水力聯(lián)系狀況只有了解這些地形情況的基礎(chǔ)上,才能做好軟土地基的勘察。
在進(jìn)行勘察點(diǎn)布置時,其位置的確定及勘察點(diǎn)的深度并不是隨意來進(jìn)行設(shè)置的,需要針對軟土成因的類型為依據(jù),同時還要對地基的復(fù)雜程序進(jìn)行充分的考慮,由于軟土層變化較為復(fù)雜,所以在進(jìn)行勘探點(diǎn)設(shè)置時,需要使其間距小于三十米,對于特殊情形則需要進(jìn)行加密處理,而在對勘察點(diǎn)深度進(jìn)行確定時,單單依靠地基壓縮層的深度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需要根據(jù)地質(zhì)狀況建筑物的特點(diǎn)及基礎(chǔ)類型來進(jìn)行綜合考慮,另外還要對可能采取的地基處理方案進(jìn)行預(yù)計,從而做好勘察點(diǎn)的布置及調(diào)整工作[2]。
應(yīng)該將鉆探取樣與原位測試相結(jié)合。鉆探是巖土工程中對土層進(jìn)行劃分的重要和關(guān)鍵環(huán)節(jié),對于軟土的取樣采用薄壁取土器靜壓法,從取土至試驗(yàn)的整個過程中必須要采取有效措施,保證樣品不會層采取標(biāo)準(zhǔn)貫入器進(jìn)行取樣,之后選取具有代表性的地段利用薄壁取土器采樣,三件以上的原狀砂樣進(jìn)行顆粒分析以及粘粒含量的測定原位測試主要是采用靜力觸探,十字板剪切試驗(yàn),在軟土地區(qū)取代鉆孔,不僅有利于減少鉆探取樣和土工試驗(yàn)的工作量,也能縮短察周期,還對提高勘察質(zhì)量有明顯的促進(jìn)作用。常用的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)在軟土勘察中不是很實(shí)用,但是能夠用于軟土層中砂土層硬粘性土等的勘察。
按照巖土工程的類別以及勘察階段的不同采用一種或多種的手段進(jìn)行軟土層的力學(xué)參數(shù)的測定,這些手段主要由室內(nèi)土工試驗(yàn)原位測試、原型觀測反分析、間接經(jīng)驗(yàn)推算等。對于初始應(yīng)力狀態(tài),應(yīng)力變化速率、排水條件和應(yīng)變條件。這些試驗(yàn)圖樣的測試可以通過工程實(shí)際條件模擬得到。所以需要對固結(jié)軟土在自重應(yīng)力下預(yù)固結(jié)后再進(jìn)行不固結(jié)不排水三軸剪切試驗(yàn),同時還要增加變形參數(shù)的測定,比如先期固結(jié)壓力、壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)以及回彈指數(shù)等。對于有經(jīng)驗(yàn)的,也可以用快速固結(jié)試驗(yàn),引進(jìn)先進(jìn)的試驗(yàn)技術(shù),來縮短試驗(yàn)的時間[3]。
擠密樁法是利用在地基中成孔,然后將砂石灰土及石灰等材料灌注到孔內(nèi),將其搗實(shí)后使其形成直徑較大的樁體,從而在地基中起到橫向擠壓的作用,使土的顆粒達(dá)到密實(shí)度,增加其承擔(dān)能力,減少土體變形有的可能,在工程實(shí)踐中通常會采用砂樁及石灰樁來對軟土地基進(jìn)行處理。
對于軟土地基軟土層較淺的情況,則可以采用換土法來進(jìn)行處理。這種方法對于淤泥層土,濕陷性黃土等較為適用,可以有效的提高地基的承載能力,通過置換后,墊層下面的天然土所承受的壓力較低,有效的降低了底層發(fā)生沉降的可能性。
這是當(dāng)前軟土加固處理時最新的一種方法,其方法中由于施工的不同還可分為干法和濕法,即噴粉法和噴漿法,但無論是干法還是濕法在加固的機(jī)理和設(shè)計方法上都是相同的,所以在具體的施工中可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件來進(jìn)行選擇。水泥土攪拌法對于提高地基土速對深降狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定,與其他方法相比,水泥土攪拌法在效果上具有較大的優(yōu)勢,但由于在處理時需要使用較大量的水泥,所以成本較高,經(jīng)濟(jì)性并不是十分理想。
排法固結(jié)法是在軟土地基加固處理時應(yīng)用較早的一種方法,而且該方法具有較成熟的理論基礎(chǔ),其通過在場地內(nèi)堆土或是利用其他重物來對地基進(jìn)行,這樣在預(yù)壓荷載下地基則會逐漸固結(jié)壓密,從而提高其強(qiáng)度;這種方法施工設(shè)備較為簡單,而且費(fèi)用很低,經(jīng)濟(jì)性較好在一些盛產(chǎn)砂料的地區(qū),可以利用排水固結(jié)法中的砂井排水法,這不僅能夠達(dá)到加固軟土地基的目的,而且就地取材,有效的降低了施工成本。但此種方法由于預(yù)壓時間較長,所以對于工期緊而缺乏預(yù)壓條件的工程則不適用,同時對沉降要求較為嚴(yán)格的工程也不宜采用此種方法來對軟土地基進(jìn)行加固。
工程地質(zhì)勘察資料是進(jìn)行軟土地基工程設(shè)施及施工的重要依據(jù),所以在很大程度上勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性則直接關(guān)系到工程的造價及工程的質(zhì)量,所以在進(jìn)行勘察工作時,需要選擇合理的勘察方法,從而正確的對軟土地基進(jìn)行評價和預(yù)測,以便于能夠更好的實(shí)現(xiàn)對軟土地基的處理。