论文部分内容阅读
摘 要：软土地基是常见的一种地质情况，其不可预见性大，在设计和施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故，为此，软土地区岩土工程的地质勘察工作就显得十分重要了。本文通过介绍软土的基本特征，重点就软土地基勘察中的关键问题进行分析，并总结软土地基岩土工程地质勘察工作的流程，以期指导实践。
关键词：软土地基；地质勘察；基本特征；关键问题
随着我国社会经济建设的快速发展，城市化水平不断提高，社会各界对于建筑工程的质量安全的要求越来越高。我国沿海地区软土分布广泛，软土主要是指滨海、谷地和河滩沉积的细粒土，具有天然含水量高、压缩性高、抗剪强度低、透水性差和固结时间长等特点，若在这种软土地基上进行公路、建筑物等工程的施工，稍有疏忽就会出现安全质量事故，并且对公路、建筑物等工程投入使用后的安全构成极大的威胁。因此，施工单位应对这些软土区域进行岩土工程地质勘察，为基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工提高指导性的意见，从而确保软土地基区域建筑物的质量安全。
1 软土的基本特征
所谓软土就是指淤泥和淤泥质土的总称。主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。它主要特性如下：
（1）高含水量和高孔隙性：软土的天然含水量一般为50%～70%，最大甚至超过200%。液限一般为40%～60%，天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。其饱和度一般大于95%，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。
（2）渗透性弱：软土的渗透系数一般在1×10-4～1×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。
由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。
（3）压缩性高：软土均属高压缩性土，其压缩系数a0.1～0.2一般为0.7～1.5MPa-1，最大达4.5MPa-1（例如渤海海淤），它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言，该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征：1）变形大而不均匀；2）变形稳定历时长.
（4）抗剪强度低：软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关，不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。
（5）较显著的触变性和蠕变形。
2 软土勘察的基本内容与要点分析
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
3 软土地基勘察的关键问题
3.1 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。
3.2 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體数值，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。
3.3 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，具有触变性和流變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。
4 软土岩土工程勘察的基本流程
4.1 确定等级
岩土勘察的等级需要根据工程的性质进行划分，现场的场地复杂程度、地基的设计和复杂程度等，干岩土工程勘察规范进行分析和划分，结合工程实践对工程的等级进行划分，如某工程按规范设定为二级，则其复杂程度、场地等级等均按照二级标准，即存在杂填土、粉质土、灰色粉质粘土、细砂、中粗砂、粉质粘土，因此综合判断场地的勘察等级为乙级标准。
4.2 确定勘察措施和工作量
在实施具体的勘测之前因确定工作的基本工作量，初步选定勘察措施。如工程勘察中按照建筑物周边来布置勘察点，设定其间距和孔深，并计算整个工程的钻孔数量。
4.3 确定取样的数量
针对前面的工作量确定取样的数量，以此为检测试验制定一个完善的流程，保证试验充分，并且明确勘察试验的具体时间表，为后续施工提供参考。
4.4 项目的水文情况
在勘察过程中应对项目区域的水文情况进行了解，如确定地下水的类型、径流、排泄等情况。因为软土受到水的影响较大，地下水的波动会直接导致勘察结果的改变，因此应针对地下水的情况而制定勘察和试验的措施，避免周期性出现的地下水影响勘察工作的开展和试验的结果。
5 数据处理
5.1 试验数据处理
软土地区的岩土工程试验往往采用的是土工试验，其优势的简单而方便。获得数据和处理的时候，应保证岩土试验室内的项目设计应从岩土类型和工程性质出发进行综合考虑，并结合工程分析计算的要求确定试验的方式和数据处理方法，并最终确定软土的基本性质，这才是数据处理的最终目标。
5.2 原位测量的数据处理
在进行数据处理时，应考虑到原位数据的处理，如项目针对粘土和砂土等进行贯入标准试验。贯入试验的指标将直接影响数据处理的结果。
5.3 地下水影响分析
在数据处理中必须将地下水的影响纳入到影响因素中，地下水的水文情况将直接影响软土的物理力学性质，因此在数据处理的时候应将地下水的水文情况融入到勘察数据处理中，如地下水为承压水，其补给方式为降水和地下径流，勘察获得的稳定水文在3-4m之间，而项目建筑的基础设计为2.5m，因此地下水对建筑的混凝土结构没有过大的影响，对钢结构存在一定的腐蚀性。
6 结束语
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。因此，应重视软土区域的岩土工程地质勘察工作，对岩土的工程地质特征做出准确的分析及判断，并且还要结合工程实际情况选取合理的设计及施工方案，保证软土地基勘察工作的质量，以预防软土地基对建筑工程的破坏。
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；地质勘察；基本特征；关键问题
随着我国社会经济建设的快速发展，城市化水平不断提高，社会各界对于建筑工程的质量安全的要求越来越高。我国沿海地区软土分布广泛，软土主要是指滨海、谷地和河滩沉积的细粒土，具有天然含水量高、压缩性高、抗剪强度低、透水性差和固结时间长等特点，若在这种软土地基上进行公路、建筑物等工程的施工，稍有疏忽就会出现安全质量事故，并且对公路、建筑物等工程投入使用后的安全构成极大的威胁。因此，施工单位应对这些软土区域进行岩土工程地质勘察，为基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工提高指导性的意见，从而确保软土地基区域建筑物的质量安全。
1 软土的基本特征
所谓软土就是指淤泥和淤泥质土的总称。主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。它主要特性如下：
（1）高含水量和高孔隙性：软土的天然含水量一般为50%～70%，最大甚至超过200%。液限一般为40%～60%，天然含水量随液限的增大成正比增加。天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。其饱和度一般大于95%，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。
（2）渗透性弱：软土的渗透系数一般在1×10-4～1×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。
由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。
（3）压缩性高：软土均属高压缩性土，其压缩系数a0.1～0.2一般为0.7～1.5MPa-1，最大达4.5MPa-1（例如渤海海淤），它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。由于土质本身的因素而言，该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征：1）变形大而不均匀；2）变形稳定历时长.
（4）抗剪强度低：软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关，不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，且与其侧压力大小无关。排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。
（5）较显著的触变性和蠕变形。
2 软土勘察的基本内容与要点分析
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
3 软土地基勘察的关键问题
3.1 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。
3.2 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體数值，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。
3.3 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，具有触变性和流變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。
4 软土岩土工程勘察的基本流程
4.1 确定等级
岩土勘察的等级需要根据工程的性质进行划分，现场的场地复杂程度、地基的设计和复杂程度等，干岩土工程勘察规范进行分析和划分，结合工程实践对工程的等级进行划分，如某工程按规范设定为二级，则其复杂程度、场地等级等均按照二级标准，即存在杂填土、粉质土、灰色粉质粘土、细砂、中粗砂、粉质粘土，因此综合判断场地的勘察等级为乙级标准。
4.2 确定勘察措施和工作量
在实施具体的勘测之前因确定工作的基本工作量，初步选定勘察措施。如工程勘察中按照建筑物周边来布置勘察点，设定其间距和孔深，并计算整个工程的钻孔数量。
4.3 确定取样的数量
针对前面的工作量确定取样的数量，以此为检测试验制定一个完善的流程，保证试验充分，并且明确勘察试验的具体时间表，为后续施工提供参考。
4.4 项目的水文情况
在勘察过程中应对项目区域的水文情况进行了解，如确定地下水的类型、径流、排泄等情况。因为软土受到水的影响较大，地下水的波动会直接导致勘察结果的改变，因此应针对地下水的情况而制定勘察和试验的措施，避免周期性出现的地下水影响勘察工作的开展和试验的结果。
5 数据处理
5.1 试验数据处理
软土地区的岩土工程试验往往采用的是土工试验，其优势的简单而方便。获得数据和处理的时候，应保证岩土试验室内的项目设计应从岩土类型和工程性质出发进行综合考虑，并结合工程分析计算的要求确定试验的方式和数据处理方法，并最终确定软土的基本性质，这才是数据处理的最终目标。
5.2 原位测量的数据处理
在进行数据处理时，应考虑到原位数据的处理，如项目针对粘土和砂土等进行贯入标准试验。贯入试验的指标将直接影响数据处理的结果。
5.3 地下水影响分析
在数据处理中必须将地下水的影响纳入到影响因素中，地下水的水文情况将直接影响软土的物理力学性质，因此在数据处理的时候应将地下水的水文情况融入到勘察数据处理中，如地下水为承压水，其补给方式为降水和地下径流，勘察获得的稳定水文在3-4m之间，而项目建筑的基础设计为2.5m，因此地下水对建筑的混凝土结构没有过大的影响，对钢结构存在一定的腐蚀性。
6 结束语
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。因此，应重视软土区域的岩土工程地质勘察工作，对岩土的工程地质特征做出准确的分析及判断，并且还要结合工程实际情况选取合理的设计及施工方案，保证软土地基勘察工作的质量，以预防软土地基对建筑工程的破坏。
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