李森

在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，往往會(huì)遇到軟土類型的地基。這類地基通常會(huì)對(duì)整個(gè)工程造成阻礙，需對(duì)軟土地基進(jìn)行巖土工程勘察取得詳實(shí)的勘察資料才能為工程建設(shè)施工質(zhì)量及施工順利進(jìn)行提供保障。本文從軟土地基的特點(diǎn)出發(fā)對(duì)軟土地基巖土工程勘察要點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出相關(guān)注意事項(xiàng)。

在對(duì)軟土地基進(jìn)行巖土工程勘察工作時(shí)，管理工作至關(guān)重要，科學(xué)、有效的管理可以提高軟土地基巖土工程勘察第一手資料的可靠度和準(zhǔn)確度，進(jìn)而使軟土地基工程的有效性得到充分地發(fā)揮。但是在實(shí)際工作中，軟土地基的巖土工程勘察的管理工作還不夠完善，一是因?yàn)閷?duì)軟土地基的認(rèn)識(shí)不足，抓不住勘察重點(diǎn)，二是因?yàn)榭辈旆秶^于廣泛，所以缺乏針對(duì)性，直接導(dǎo)致了勘察效率及勘察質(zhì)量的低下。企業(yè)如果想提高勘察工作的效率及質(zhì)量，就必須將巖土工程勘察的各項(xiàng)工作完善化、科學(xué)化和規(guī)范化，并注重相關(guān)環(huán)節(jié)管理，同時(shí)企業(yè)還應(yīng)加強(qiáng)新技術(shù)的運(yùn)用，在軟土地基巖土工程勘察中，只有積極采用新技術(shù)才能使勘察質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。所以，企業(yè)應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的不足之處并進(jìn)行改善，積極引進(jìn)先進(jìn)的勘察技術(shù)并使相關(guān)管理工作趨于完善，為勘察工作的順利實(shí)施奠定良好的基礎(chǔ)，創(chuàng)造有利的條件。本文首先對(duì)軟土地基的特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，同時(shí)對(duì)軟土地基的巖土工程勘察要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)地歸納和總結(jié)，提出了相關(guān)建議，希望可以為相關(guān)企業(yè)及行業(yè)工作者提供參考。

一、軟土地基特點(diǎn)

1.觸變性

軟土地基最為顯著的特點(diǎn)便是它的觸變性，具有這一特點(diǎn)的原因便是因?yàn)樵谕饬Φ淖饔孟?，特別是在工程施工的過程中遭到了擠壓或振動(dòng)等作用力的情況下，軟土地基在受到此類力的作用下導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生了變形或是遭到了損壞，從而使得軟土層出現(xiàn)沉降或是整體滑坡現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)整個(gè)軟土層的穩(wěn)定性造成影響。因?yàn)檐浲恋鼗陨淼慕Y(jié)構(gòu)便不穩(wěn)定，所以當(dāng)其本來的土壤結(jié)構(gòu)受到破壞后就會(huì)極大程度的使土層承載力降低，甚至強(qiáng)度喪失。軟土地基是極靈敏性土或高靈敏土，一旦軟土地基中出現(xiàn)了震動(dòng)便有可能引發(fā)擠出或滑動(dòng)。

2.流變性

土質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松是軟土地基的一大特點(diǎn)，其具有偏低的土壤密度并且土壤中含有大量的水分。因?yàn)檫@種特點(diǎn)的存在，所以會(huì)導(dǎo)致軟土?xí)S著水分結(jié)構(gòu)的不斷變化而產(chǎn)生變化。在外力的作用下軟土?xí)鶕?jù)水分的出現(xiàn)持續(xù)出現(xiàn)，出現(xiàn)時(shí)而分散時(shí)而集中。但此類程度的形狀變化通常會(huì)使地基展現(xiàn)出一定程度的剪切力，從而使得軟土地基發(fā)生剪切或是變形的現(xiàn)象。再者，因?yàn)檐浲恋鼗L(zhǎng)期都會(huì)受到荷載力的影響，地基極容易出現(xiàn)變形或剪切變形。雖然有時(shí)候這種變形不甚明顯，但是因?yàn)槠涑掷m(xù)時(shí)間較久，無法確定其是否可以有效的承載，更甚可能會(huì)出現(xiàn)孔隙水壓力，進(jìn)而對(duì)建筑工程的地基承載力造成巨大影響。

3.高壓縮性

與其他的土質(zhì)層相比，軟土地基的結(jié)構(gòu)十分松散并且含水量較大，在外界作用力的影響下，十分容易使軟土層的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，從而使其穩(wěn)定性持續(xù)下降，假如不加以防護(hù)則會(huì)在作用力的不斷影響下導(dǎo)致軟土層的變形壓縮，進(jìn)而可能會(huì)導(dǎo)致地基上方建筑物出現(xiàn)過大沉降的狀況，對(duì)整個(gè)建筑工程的安全性和穩(wěn)定性造成影響。隨著液限的增大軟土的壓縮性也會(huì)增加，所以軟土也是一種高壓縮土。通常狀況下軟土的壓縮系數(shù)為0.5——1.5MPa-1，壓縮性較高的軟土甚至可以達(dá)到4.5Mpa-1，壓縮指數(shù)一般為0.35——0.75 之間。鑒于此，建造于軟土地基之上的建筑工程有可能會(huì)出現(xiàn)地基過大沉降事故。

4.低強(qiáng)度

一般情況下，建筑物普遍對(duì)于地基有著較高的要求，特別是對(duì)于地基的穩(wěn)定性要求，地基需要具有相應(yīng)的承載能力來保證整個(gè)建筑物的安全穩(wěn)定，但是因?yàn)榈鼗芯哂休^多水分并且很難排除干凈，同時(shí)尚無有效方法使軟土地基的抗剪能力得到有效提升，所以便會(huì)使軟土地基的強(qiáng)度發(fā)生持續(xù)下降，軟土地基的承載能力和穩(wěn)定性都無法滿足工程施工的具體要求。即使是在這種地基上進(jìn)行施工作業(yè)同樣也會(huì)發(fā)生邊坡移位或塌方的現(xiàn)象，是一種極大的隱藏風(fēng)險(xiǎn)。

5.不均勻性

軟土層的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜并且呈不規(guī)律性，也正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)會(huì)使軟土層的強(qiáng)度形成不規(guī)律分布的狀況。對(duì)于結(jié)構(gòu)較大的建筑施工工程來說，這類問題因?yàn)榻ㄖ飺碛幸欢ǖ目臻g跨度，荷載較大、分布不均，從而使地基受到的剪切力愈發(fā)不穩(wěn)定，使得全部地基不具備穩(wěn)定性。換言之，由于沉積環(huán)境的復(fù)雜性導(dǎo)致軟土層的物理力學(xué)性質(zhì)及空間分布極易發(fā)生改變，具體表現(xiàn)在地層的不均勻性方面。在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，建筑工程極易因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不均勻而對(duì)建筑工程的地基承載力造成影響。

二、軟土形成原因及分布規(guī)律

1.軟土的成因類型

在軟土分布地區(qū)進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，應(yīng)對(duì)軟土的成因類型進(jìn)行詳細(xì)地分析，不同成因類型的軟土，其分布范圍、土層厚度和土的均勻性是不一樣的。軟土的成因一般包括以下幾種類型：湖沼相、溺谷相、濱海相和內(nèi)陸型的山間盆地或河灘沖洪積相等，其中濱海和湖沼沉積是軟土的主要成因。軟土的沉積時(shí)代也被劃分為第四系更新統(tǒng)時(shí)代和全新統(tǒng)時(shí)代。軟土層通常具有較大的厚度，分布范圍也十分廣泛，并且因?yàn)殚L(zhǎng)期受到海水入侵的影響，在海水入侵時(shí)潮水會(huì)給陸地帶來較多淤泥并逐漸沉積下來，通過這一過程形成了三層海相軟土，例如我國的杭嘉湖地區(qū)的軟土，它的第四系標(biāo)準(zhǔn)剖面便可以直觀顯示此類軟土分為三層。

2.軟土的分布規(guī)律

此部分對(duì)軟土的分布規(guī)律進(jìn)行集中的探討和分析。在我國，軟土主要分布在沿海地區(qū)，特別是東部沿海區(qū)域的軟土分布最為廣泛，如福建省沿海的福州、莆田、泉州、廈門和漳州臨近海岸線的區(qū)域就廣泛分布有軟土（淤泥），而浙江海岸線相對(duì)較長(zhǎng)，所以浙江軟土本來應(yīng)該分布在臨近海岸線的區(qū)域，但浙江軟土實(shí)則分布于一些平原地區(qū)，例如寧紹平原、杭嘉湖平原以及溫州平原和臺(tái)州平原地區(qū)。正是因?yàn)槿绱说牡乩砦恢脤?duì)沿海區(qū)域許多高速公路及建筑在軟土地基上修建產(chǎn)生影響，而浙江沿海區(qū)域的軟土路基的長(zhǎng)度和厚度在全國來看都是極為特殊的。除了浙江沿海區(qū)域的軟土路基外，我國的軟土路基還分布在其他諸多著名城市，例如上海、廣州、溫州、杭州、無錫、蘇州、青島、大連、港澳等，分布范圍極為廣泛。

三、軟土地基巖土工程的勘察要點(diǎn)

1.確定軟土的力學(xué)性質(zhì)

勘察是為建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、施工服務(wù)的，就勘察對(duì)設(shè)計(jì)而言，設(shè)計(jì)方關(guān)注更多的是地基巖土層的力學(xué)性質(zhì)，因此，在對(duì)軟土地基進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)應(yīng)對(duì)其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行合理的判斷。軟土的力學(xué)性質(zhì)與其固結(jié)度有關(guān)，軟土的固結(jié)程度不同，那么它產(chǎn)生的性能、壓力及變形程度也會(huì)有所不同，查清軟土的固結(jié)歷史對(duì)工程建設(shè)具有重要的意義，所以在勘察時(shí)應(yīng)著重探測(cè)軟土的固結(jié)歷史，對(duì)軟土的超固結(jié)、欠固結(jié)及正常固結(jié)情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。軟土地基的性質(zhì)因地而異，因?qū)佣悾豢深A(yù)見性大，勘察時(shí)應(yīng)通過鉆探結(jié)合原位測(cè)試、軟土成因、上下地層、室內(nèi)試驗(yàn)、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)等方法確定軟土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。確定軟土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)時(shí)，當(dāng)場(chǎng)地施工條件許可，宜采用靜力觸探代替鉆探鑒別孔，用十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定軟土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和靈敏度，用靜載荷試驗(yàn)、扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)等確定軟土的承載力、變形模量和壓縮模量等巖土參數(shù)，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定軟土的先期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)、回彈指數(shù)、壓力系數(shù)、固結(jié)壓力、壓力指數(shù)、抗剪強(qiáng)度、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等。

2.探測(cè)土層分布

查明建筑物范圍內(nèi)軟土的成因類型、分布范圍、埋深、厚度、水平和垂直向的均勻性、結(jié)構(gòu)破壞對(duì)強(qiáng)度和變形特征的影響，地表硬殼層的分布與厚度，下伏硬土層或基巖的埋深和起伏，是軟土地基巖土工程勘察的又一要點(diǎn)。查清軟土的分布范圍、厚度、均勻性等，是評(píng)價(jià)軟土工程地質(zhì)性能的基本條件，也是對(duì)軟土層進(jìn)行地基處理時(shí)需考慮的因素之一。山區(qū)或山前地帶，其軟土的成層條件較復(fù)雜，受下臥基巖頂板的坡度和起伏控制，土層厚度和層理在水平、垂直分布上變化大，是影響場(chǎng)地地基的抗滑穩(wěn)定性和造成地基不均勻沉降的主要因素。

3.判別軟土震陷和地基液化

軟土是一種具有觸變性和流動(dòng)性的特殊性土，在抗震設(shè)防烈度等于7 度或7 度以上地區(qū)，當(dāng)場(chǎng)地分布有較厚軟土?xí)r，應(yīng)判別軟土產(chǎn)生震陷的可能性和估算震陷量，這既是國家相關(guān)勘察規(guī)范的規(guī)定，也是軟土地基巖土工程勘察的又一要點(diǎn)。軟土產(chǎn)生震陷的因素很多，如振動(dòng)作用下的觸變，振動(dòng)破壞土的加固黏著力、地震作用產(chǎn)生的動(dòng)剪應(yīng)力、振動(dòng)下的排水、排氣造成的土體體積減少以及豎向地震力使地基中應(yīng)力增加等均可引起軟土的震陷。評(píng)價(jià)軟土是否會(huì)震陷的條件應(yīng)當(dāng)根據(jù)其等效剪切波速、承載力特征值、上覆非軟弱土層厚度、軟土厚度等綜合確定。

軟土分布區(qū)往往同時(shí)分布有飽和砂土和粉土，對(duì)這些飽和砂土、粉土層應(yīng)根據(jù)規(guī)定進(jìn)行液化判別，確定液化指數(shù)和液化等級(jí)。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法進(jìn)行液化判別時(shí)，宜采用泥漿護(hù)壁、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)定，以確保標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)能客觀反映地層的實(shí)際狀況，保證液化判別的準(zhǔn)確性。

4.地下水

地下水是巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工中一個(gè)極為重要的問題，地下水作用常常直接影響巖土的工程性狀。因此，在巖土工程勘察時(shí)應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)和施工的需要，提供設(shè)計(jì)、施工所需的各種地下水資料，評(píng)價(jià)地下水的作用和影響，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的后果，提出可行的工程措施和建議。軟土本身雖不是含水層，但軟土地區(qū)一般多處于地下水位較高的地段，軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及工程特性與地下水密切相關(guān)，如在進(jìn)行工程降水或大量抽取地下水時(shí)，往往會(huì)改變軟土的應(yīng)力狀態(tài)、強(qiáng)度和壓縮性，易造成地基基礎(chǔ)的不均勻沉降，給建設(shè)工程帶來安全隱患，甚至破壞；再比如，在有水頭壓差的粉細(xì)砂、粉土地層中，當(dāng)進(jìn)行基坑開挖時(shí)，也會(huì)往往產(chǎn)生潛蝕、管涌、流沙等現(xiàn)象，給施工安全帶來影響。因此，軟土地基巖土工程勘察工作中，查明地下水的埋藏條件、類型和水位變化規(guī)律，并根據(jù)需要測(cè)定相關(guān)水文地質(zhì)參數(shù)，是一個(gè)勘察要點(diǎn)。

5.勘察技術(shù)的合理選擇

在對(duì)軟土地基進(jìn)行勘察時(shí)需要結(jié)合場(chǎng)地條件、勘察目的任務(wù)要求等具體情況選擇合適的勘察方法和手段，常采用的勘察手段和方法有：工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查、鉆探、靜力觸探、十字板剪切、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)等。

（1）工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查

此種方法通常是在可行性研究勘察階段和初步勘察階段采用。主要是對(duì)勘測(cè)區(qū)及其周邊的地形地貌特征、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)作用、氣象水文條件、土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度、周邊環(huán)境條件等進(jìn)行調(diào)查，以達(dá)到對(duì)勘測(cè)區(qū)的整體情況有宏觀把控。

（2）鉆探技術(shù)

鉆探技術(shù)在巖土工程勘察中是一種較為常用的技術(shù)，它是利用鉆機(jī)或?qū)Ｓ霉ぞ?，以機(jī)械或人力作動(dòng)力，向地下鉆孔以獲取地質(zhì)資料的方法。通過鉆探取芯觀察可以較直觀、準(zhǔn)確地揭示軟土的顏色、狀態(tài)、包含物、厚度、分布規(guī)律、土的結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)；通過鉆探取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)可以測(cè)定軟土的含水量、重度、孔隙比、先期固結(jié)壓力、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。此外，通過鉆探還可以探明地下水埋藏條件、類型、水位變化情況等。這些直觀的第一手資料將為對(duì)軟土的工程地質(zhì)性能評(píng)價(jià)及軟土處理提供可靠依據(jù)。

（3）靜力觸探技術(shù)

靜力觸探技術(shù)在巖土工程勘察中也是一種較為常用的技術(shù)，尤其是在軟土地基的勘察中運(yùn)用更為廣泛。靜力觸探是通過靜探機(jī)靜力將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的探頭勻速地壓入土中，以測(cè)定探頭阻力和土的力學(xué)特性。通過靜探曲線，結(jié)合鄰近鉆孔地層可以劃分地層，利用靜探曲線和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)還可估算土的密實(shí)度、強(qiáng)度、壓縮性、地基承載力等。

（4）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)

軟土具有流變性和觸變性，在取樣、運(yùn)輸、室內(nèi)試驗(yàn)的土樣制備等過程中，常因?yàn)閿D壓或振動(dòng)而造成土樣的水流失，導(dǎo)致室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)失真，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能很好地反映現(xiàn)場(chǎng)的客觀實(shí)際。為此，在進(jìn)行軟土地基勘察時(shí)，可采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法對(duì)軟土的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。常用的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法有：十字板剪切試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等。

（5）工程物探技術(shù)

軟土分布區(qū)常臨河、臨海，場(chǎng)地常常不適合鉆機(jī)等大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)施工，或是常規(guī)的原位檢測(cè)技術(shù)無法滿足軟土地基勘察要求時(shí)，就可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用工程物探結(jié)合常規(guī)的原位檢測(cè)方法進(jìn)行勘察。常用的工程物探有：地震波勘探法、電法、面波勘探法等。選用時(shí)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條件、周圍介質(zhì)、探測(cè)目的、土層情況等進(jìn)行。

（6）室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)是獲取軟土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)的重要手段之一。軟土室內(nèi)試驗(yàn)主要測(cè)試項(xiàng)目包括：含水率、密度、比重、液限和塑限、壓縮系數(shù)和壓縮模量、內(nèi)摩擦角和粘聚力、抗壓強(qiáng)度及靈敏度、側(cè)壓力系數(shù)和腐蝕性等。力學(xué)性質(zhì)的測(cè)試方法主要包括固結(jié)試驗(yàn)、直剪慢剪、三軸不固結(jié)不排水剪（UU）、三軸固結(jié)不排水剪（CU）、無側(cè)限抗壓程度和易溶鹽試驗(yàn)等。

四、勘察過程中需注意的問題

1.保證勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

勘察數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，既是我們勘察人必須秉持的職業(yè)操守，也是正確評(píng)價(jià)場(chǎng)地地基巖土層工程地質(zhì)性能，基礎(chǔ)方案選型，為設(shè)計(jì)、施工提供可靠巖土參數(shù)和建議的重要依據(jù)。軟土地基勘察數(shù)據(jù)所涵蓋的內(nèi)容較多，包括自然地理方面的，比如地形地貌、水文氣象、周邊環(huán)境等，也包括地質(zhì)方面的，比如區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震等諸多數(shù)據(jù)，當(dāng)然更重要的數(shù)據(jù)是軟土本身的物理力學(xué)性質(zhì)方面的數(shù)據(jù)。必須保證這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.對(duì)軟土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析

在確定軟土力學(xué)性質(zhì)時(shí)，應(yīng)充分考慮其固結(jié)歷史：是正常的固結(jié)還是在外力作用后經(jīng)過變化才產(chǎn)生的固結(jié)。因?yàn)檫@兩種固結(jié)類型有著較大的差異，相應(yīng)的應(yīng)力也有著不同方面的差異，所以對(duì)其歷史進(jìn)行了解十分必要，這樣才能對(duì)固結(jié)的實(shí)際情況進(jìn)行確定，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

五、結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行軟土地基巖土工程勘察時(shí)，軟土自身的特點(diǎn)對(duì)整個(gè)工程勘察工作有著較大的影響。勘察時(shí)，應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地條件、工程特點(diǎn)、規(guī)范要求、軟土特點(diǎn)和勘察目的任務(wù)要求，選用合理的勘察手段和方法，科學(xué)組織，精心施工，提高各環(huán)節(jié)的工作效率，加強(qiáng)勘察人員的責(zé)任意識(shí)，保證勘察工作的真實(shí)準(zhǔn)確。