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【摘要】本文主要阐述了软土地基的特性及危害,介绍了软土地基岩土勘察的基本流程以及具体操作中应注意的要点
【关键词】软土地基;岩土工程;勘察
中图分类号:TU471.8文献标识码:A 文章编号:
一.引言
软土地区地质勘察工作的质量是工程能否顺利进行的基础,也是为工程查明地质条件和做出地质评价的重要保障,所以加强软土地基岩土工程勘察工作研究十分必要。
二.软土地基的基本特征及危害
1. 软土地基的基本特征
软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1,压缩系数不大于O.5MPa、不排水抗剪强度小于30kPa的细粒土。主要为饱和软粘土。其特征为:
(1)透水性较差
虽然软土含水量很高,但是透水性较差。透水性差,就导致了修建在软土地基之上的建筑物沉降延续时间较长,有的甚至在数年以上。在软土地基加载初期,会出现较高的孔隙水压力,从而整个地基的强度都会受到不同程度的影响。
(2)强度差
根据试验,软土在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。软土的不排水抗剪强度一般小于20kPa,承载力很低,边坡稳定性极差。
(3)不均匀
考虑到软土所沉积与形成的环境不同,其土质的均匀性较差。因此,在实际的岩土工程当中,很容易出现不均匀的沉降问题。
(4)触变性
当原状土受到扰动后,由于土体结构遭到破坏,强度会大幅度降低。触变性用灵敏度St表示,软土属于高灵敏土或极灵敏土,受到振动荷载后,易产生侧向滑动、挤出等现象。
(5)流变性
软土在长期荷载作用下,除产生排水固结引起的变形外,还会发生剪切变形。剪切变形发展缓慢,延续时间较长,对建筑物地基沉降及边坡穩定性均有不利影响。
(6)高压缩性
软土属高压缩土,压缩系数较大。因此软土地基上建筑物沉降较大。
2.软土地基的危害
由于软土地基具有上述特征,常常影响公路工程质量,引发地质灾害。其危害性主要表现为:
(1)软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响高速公路路面的平整度,制约路面通行能力、行车安全度和舒适度;
(2)路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移,引起公路路面的整体破坏。
三.软土地基岩土勘察的基本流程
1.确定等级
在等级上,需要通过现场、地基设计等的难易程度以及规范标准与工程的实际情况进行划分。
2.确定勘察措施和工作量
在实际的软土地基勘察之时,首先要对总体的工作量进行确定,进而选择好勘察的具体措施。例如:在勘察点的布置上,应在建筑物或高层地下室的周边进行布置,按照勘察规范将间距与孔深设定好,并且将工程的钻孔数量统计出来。另外,需要规范化的设定钻孔的标准与深度,最终将整个工程的基本采样与工程量进行汇总,进而制定出详细的计划,确保勘察的高质量。
3.确定取样的数量
考虑到前期工程的工作量,需要将取样的数量标准确定,从而制定出一个完善的流程,确保试验的充分,并且将具体的时间加以明确,为了后续的工程开展提供一定的参考数据。
4.项目的地下水情况
在进行岩土工程的勘察当中,需要调查清楚项目区域之内的地下水情况。例如:该地区的地下水的排泄、类型等等。因为地下水会对软土产生较大的影响,勘察结果也会随着地下水的波动出现各种各样的变化。所以,在制定勘察与试验措施的时候,需要将地下水的实际情况考虑进行,从而有效的避免在勘察工作的开展以及试验当中出现周期性的地下水影响。
四.软土地基勘察
1.软土勘察的内容
软土勘察主要包括了:软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等;对软土的固结情况进行勘察,强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律,并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况;软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等;地下水埋藏的情况,分析其对施工材料、安全设置、环境等影响。
2.软土地基勘察的基本要点
软土勘察的勘探点布置应根据实际情况进行设计,工程性质、场地形状、勘察分段、成因类型、复杂情况评价等都应当考虑在内。当土层出现复杂变化时应对此位置进行加密;勘察中钻探取样的时候应结合原位置测试的结果,去氧应利用薄壁取土装置,原位测试应采用静力触探或者十字板剪切试验完成。
3.软土剪切试验
当软土的加载和卸载的频率过高的时候其内部的水分形成的空隙水压消散速率也会发生改变,此时应采用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验,对透水性较低的粘性土质可以采用无侧限的压强度试验或者十字板剪切试验来完成测试;当软土排水速率快切施工过程缓慢的时候应采用固结不排水三轴剪切试验或者直接剪切试验获得数据;对土体可能发生大的应变项目因此测定其残余的剪切强度必要的时候应将蠕变试验、动态扭剪切试验、动态三轴试验等纳入到检测中。
五.软土地基勘察的关键问题
1.土层检测
在勘察中除了对土层的类型、条件、分布情况等进行勘察外,还应当对软土的排水固结条件、沉降速度、强度增加等情况进行细致统计与试验,特别是薄层中夹杂着砂层的情况;土层的均匀度指标是指土层厚度、延性强度、立体分布状况的变化情况等;作为浅层基础、深基础土层的持力层的埋藏情况进行勘察,即前面提及的硬土层情况;在基础影响的范围内对基岩的情况进行勘察,描述其分布特点和风化的程度。
2.力学性质
在软土的勘察中应对其力学性质进行评价,探测软土的固结历史,对欠固结或者固结正常、超固结的情况进行勘察和分析。先期固结压力前后变形的性能并不相同,不同的固结历史的软土的应力存在的特征是不同的,因此在勘察中应对其进行重点分析,以此确定前期固结的压力;同时对其变形参数进行测定,室内试验中应确定先期固结压力、压力系数、压力指数、回弹指数、固结系数等各种参数的具体数值,以此指导施工实践;对地下的地貌进行全面的勘察和分析,以此准确描述地层的具体结构情况,有助于对软土层的进一步了解;对施工中的措施可能引起的软土性能改变进行预测,包括其强度、压缩性等的改变。
3. 勘察技术选择
软土的勘察的过程中其主要的目的就是获得其埋藏条件和分布范围、物理力学性质等,即描述其对工程性质,同时以此为依据提出施工中对软土的处理措施等。通常采用的方式是钻探、静探、贯入、十字板等技术,同时辅助以物探技术,即采用多种方法进行勘察。
(1)钻探技术
此种技术是岩土工程中较为常见也重要的技术措施,也是划分土层的重要环节,对揭示软土厚度、状况、颜色等进行描述,尤其可以探明地下水的深度、径流、排除等条件,确定岩土的主要物理和力学指标。
(2)现场检测技术
在实际的勘测中,因为软土的性质特殊,具有触变性和流变性等不利于检测的物理性质,其土样很容易出现水流失,容易被扰动而出现性质改变,因此仅仅利用钻探技术对其进行取样是不能完全描述其物理学性质的,因此可以采用原地检测的方式对其进行检测,针对软土的具体特征和工程等级选择具体的原位检测技术。软土地基的勘测中常用的现场原位检测技术有标准贯入试验、轻型动力触探试验、静力触探试验、十字板剪切试验等。
(3)物探技术
在软土地基的勘测中如果常规的原位检测技术不能很好的满足勘测需求的时候,而场地的地理位置和情况适合采用地球物理技术进行勘测的时候就可考采用物探的方式结合常规的原位检测技术共同对地基进行勘测。
(4)室内试验
在地基实际采样完成后,就是对土样进行室内的土工试验获得更多的物理和力学数据。土工试验的内容包括软土的物理性质、化学形式、力学性质试验,其中软土力学形式是最为重要的检测指标。一般对工程项目的地基检测要求固结不排水抗剪试验、无侧限抗压强度试验、固结和直剪试验等。
六.结束语
随着经济的发展,技术的进步,我国软土地基岩土工程勘察技术有了长足的发展,但是在具体的施工中还是存在着许多的问题,这需要我们共同的努力推动技术的进一步提高。
参考文献 :
[1] 朱晓东.关于软土地基的岩土工程勘察的几个关键问题探讨[J].城市建设理论研究.2012年第10期
[2] 曾昭杰.软土进行岩土工程勘察的问题及处理措施分析[J].建筑与文化.2012年第09期
【关键词】软土地基;岩土工程;勘察
中图分类号:TU471.8文献标识码:A 文章编号:
一.引言
软土地区地质勘察工作的质量是工程能否顺利进行的基础,也是为工程查明地质条件和做出地质评价的重要保障,所以加强软土地基岩土工程勘察工作研究十分必要。
二.软土地基的基本特征及危害
1. 软土地基的基本特征
软土泛指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1,压缩系数不大于O.5MPa、不排水抗剪强度小于30kPa的细粒土。主要为饱和软粘土。其特征为:
(1)透水性较差
虽然软土含水量很高,但是透水性较差。透水性差,就导致了修建在软土地基之上的建筑物沉降延续时间较长,有的甚至在数年以上。在软土地基加载初期,会出现较高的孔隙水压力,从而整个地基的强度都会受到不同程度的影响。
(2)强度差
根据试验,软土在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度,但一经扰动,抗剪强度将显著降低。软土的不排水抗剪强度一般小于20kPa,承载力很低,边坡稳定性极差。
(3)不均匀
考虑到软土所沉积与形成的环境不同,其土质的均匀性较差。因此,在实际的岩土工程当中,很容易出现不均匀的沉降问题。
(4)触变性
当原状土受到扰动后,由于土体结构遭到破坏,强度会大幅度降低。触变性用灵敏度St表示,软土属于高灵敏土或极灵敏土,受到振动荷载后,易产生侧向滑动、挤出等现象。
(5)流变性
软土在长期荷载作用下,除产生排水固结引起的变形外,还会发生剪切变形。剪切变形发展缓慢,延续时间较长,对建筑物地基沉降及边坡穩定性均有不利影响。
(6)高压缩性
软土属高压缩土,压缩系数较大。因此软土地基上建筑物沉降较大。
2.软土地基的危害
由于软土地基具有上述特征,常常影响公路工程质量,引发地质灾害。其危害性主要表现为:
(1)软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响高速公路路面的平整度,制约路面通行能力、行车安全度和舒适度;
(2)路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移,引起公路路面的整体破坏。
三.软土地基岩土勘察的基本流程
1.确定等级
在等级上,需要通过现场、地基设计等的难易程度以及规范标准与工程的实际情况进行划分。
2.确定勘察措施和工作量
在实际的软土地基勘察之时,首先要对总体的工作量进行确定,进而选择好勘察的具体措施。例如:在勘察点的布置上,应在建筑物或高层地下室的周边进行布置,按照勘察规范将间距与孔深设定好,并且将工程的钻孔数量统计出来。另外,需要规范化的设定钻孔的标准与深度,最终将整个工程的基本采样与工程量进行汇总,进而制定出详细的计划,确保勘察的高质量。
3.确定取样的数量
考虑到前期工程的工作量,需要将取样的数量标准确定,从而制定出一个完善的流程,确保试验的充分,并且将具体的时间加以明确,为了后续的工程开展提供一定的参考数据。
4.项目的地下水情况
在进行岩土工程的勘察当中,需要调查清楚项目区域之内的地下水情况。例如:该地区的地下水的排泄、类型等等。因为地下水会对软土产生较大的影响,勘察结果也会随着地下水的波动出现各种各样的变化。所以,在制定勘察与试验措施的时候,需要将地下水的实际情况考虑进行,从而有效的避免在勘察工作的开展以及试验当中出现周期性的地下水影响。
四.软土地基勘察
1.软土勘察的内容
软土勘察主要包括了:软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等;对软土的固结情况进行勘察,强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律,并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况;软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等;地下水埋藏的情况,分析其对施工材料、安全设置、环境等影响。
2.软土地基勘察的基本要点
软土勘察的勘探点布置应根据实际情况进行设计,工程性质、场地形状、勘察分段、成因类型、复杂情况评价等都应当考虑在内。当土层出现复杂变化时应对此位置进行加密;勘察中钻探取样的时候应结合原位置测试的结果,去氧应利用薄壁取土装置,原位测试应采用静力触探或者十字板剪切试验完成。
3.软土剪切试验
当软土的加载和卸载的频率过高的时候其内部的水分形成的空隙水压消散速率也会发生改变,此时应采用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验,对透水性较低的粘性土质可以采用无侧限的压强度试验或者十字板剪切试验来完成测试;当软土排水速率快切施工过程缓慢的时候应采用固结不排水三轴剪切试验或者直接剪切试验获得数据;对土体可能发生大的应变项目因此测定其残余的剪切强度必要的时候应将蠕变试验、动态扭剪切试验、动态三轴试验等纳入到检测中。
五.软土地基勘察的关键问题
1.土层检测
在勘察中除了对土层的类型、条件、分布情况等进行勘察外,还应当对软土的排水固结条件、沉降速度、强度增加等情况进行细致统计与试验,特别是薄层中夹杂着砂层的情况;土层的均匀度指标是指土层厚度、延性强度、立体分布状况的变化情况等;作为浅层基础、深基础土层的持力层的埋藏情况进行勘察,即前面提及的硬土层情况;在基础影响的范围内对基岩的情况进行勘察,描述其分布特点和风化的程度。
2.力学性质
在软土的勘察中应对其力学性质进行评价,探测软土的固结历史,对欠固结或者固结正常、超固结的情况进行勘察和分析。先期固结压力前后变形的性能并不相同,不同的固结历史的软土的应力存在的特征是不同的,因此在勘察中应对其进行重点分析,以此确定前期固结的压力;同时对其变形参数进行测定,室内试验中应确定先期固结压力、压力系数、压力指数、回弹指数、固结系数等各种参数的具体数值,以此指导施工实践;对地下的地貌进行全面的勘察和分析,以此准确描述地层的具体结构情况,有助于对软土层的进一步了解;对施工中的措施可能引起的软土性能改变进行预测,包括其强度、压缩性等的改变。
3. 勘察技术选择
软土的勘察的过程中其主要的目的就是获得其埋藏条件和分布范围、物理力学性质等,即描述其对工程性质,同时以此为依据提出施工中对软土的处理措施等。通常采用的方式是钻探、静探、贯入、十字板等技术,同时辅助以物探技术,即采用多种方法进行勘察。
(1)钻探技术
此种技术是岩土工程中较为常见也重要的技术措施,也是划分土层的重要环节,对揭示软土厚度、状况、颜色等进行描述,尤其可以探明地下水的深度、径流、排除等条件,确定岩土的主要物理和力学指标。
(2)现场检测技术
在实际的勘测中,因为软土的性质特殊,具有触变性和流变性等不利于检测的物理性质,其土样很容易出现水流失,容易被扰动而出现性质改变,因此仅仅利用钻探技术对其进行取样是不能完全描述其物理学性质的,因此可以采用原地检测的方式对其进行检测,针对软土的具体特征和工程等级选择具体的原位检测技术。软土地基的勘测中常用的现场原位检测技术有标准贯入试验、轻型动力触探试验、静力触探试验、十字板剪切试验等。
(3)物探技术
在软土地基的勘测中如果常规的原位检测技术不能很好的满足勘测需求的时候,而场地的地理位置和情况适合采用地球物理技术进行勘测的时候就可考采用物探的方式结合常规的原位检测技术共同对地基进行勘测。
(4)室内试验
在地基实际采样完成后,就是对土样进行室内的土工试验获得更多的物理和力学数据。土工试验的内容包括软土的物理性质、化学形式、力学性质试验,其中软土力学形式是最为重要的检测指标。一般对工程项目的地基检测要求固结不排水抗剪试验、无侧限抗压强度试验、固结和直剪试验等。
六.结束语
随着经济的发展,技术的进步,我国软土地基岩土工程勘察技术有了长足的发展,但是在具体的施工中还是存在着许多的问题,这需要我们共同的努力推动技术的进一步提高。
参考文献 :
[1] 朱晓东.关于软土地基的岩土工程勘察的几个关键问题探讨[J].城市建设理论研究.2012年第10期
[2] 曾昭杰.软土进行岩土工程勘察的问题及处理措施分析[J].建筑与文化.2012年第09期