摘要:本文作者阐述了软土的土质特点,探讨了软土地基勘查需要注意的问题,提出了针对软土地基的问题需要采取的解决措施。
关键词:建筑地基;土质勘察工作;探讨
软土地基勘察工作的质量受原始资料和设计参数的直接影响,因此必须深入了解软土的土质特点,熟悉软土地基可能存在或带来的各种问题,综合选用勘探技术方法,以保证勘探工作的质量。
一、软土的土质特点
软土是指天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土。由于软土具备很好的灵敏性,一旦结构受到扰动后将对地基强度造成很大的影响,因此需要选择地表硬壳层作为持力层,对基础方案进行全面的可行性论证,采取必要的技术措施控制不均匀沉降。软土主要指的是含水量大、承载力差、压缩性高的淤泥及淤泥质土。淤泥是指静水环境或缓慢流水环境下产生的富含有机质的一种土壤,淤泥的天然含水量要高于液限,并且孔隙比通常高于1.5,是一种高含水量、高孔隙比的细粒土,而淤泥质土指的是与淤泥土质类似,但孔隙比没有达到1.5但高于1.。的细粒土。
软土的土质特点是由环境所决定的,因为软土通常形成于静水盆地,由粘粒、粉粒等组成,粘粒多为水云母或是蒙德石,有机质含量丰富,通常能够达到5%以上,最高可以达到25%左右。这些颗粒表面存在负电荷,能够与水分子产生强烈作用形成结合水膜,并在沉积过程中形成絮状或是蜂窝状结构,因此软土结合水含量大,且结构性特征明显。这种特征导致软土难以压密,孔隙比很高,土质松软,一旦受到扰动便可能造成结构破坏,强度大幅度降低,甚至呈现出流动状态。
二、软土地基勘查需要注意的问题
由于软土自身具备的不均匀性等物理力学特性,通常在软土地基上施工容易引发地质灾害,严重影响工程质量,耽误工期,使工程造价被迫增加,这对软土地基勘察工作提出了很高的要求。
在软土地基勘察工作中,需要考虑以下问题:第一,在查明土层成因类型、分布规律以及成层条件的基础上,还要查明软土强度增长、排水固结条件等特征,掌握软土厚度、岩性等土层均匀性特征,查明可以作为持力层的硬土层的具体埋藏条件,了解基础影响范围中全部基岩的起伏、埋藏条件以及分布、风化程度等情况;第二,评定软土的物理力学性质,掌握土层的固结历史,明确软土属于欠固结土还是属于正常固结土,或者超固结土,由于固结历史对软土所具有的应力应变关系影响较大,必须合理取样以准确掌握先期固结压力;第三,查明变形参数,需要确定压缩系数、回弹指数和先期固结压力等变形参数;第四,由于软土地区所具有的地貌特征与软土层分布存在一定联系,需要了解微地貌形态、古河道、暗塘、基穴等,以准确掌握软土层分布情况;第五,了解施工活动导致的软土压缩性、应力状态等方面的变化;第六,了解本地区已有的建筑经验,将其作为软土勘察和设计、施工等的参考。
为保证软土地基勘察的准确性和全面性,需要注意以下问题:第一,勘探点间距的确定,应针对不同类型的软土而定,并考虑地基复杂程度,注重实际需求;第二,勘探点深度的确定,需要综合考虑建筑特点、基础类型、地质条件,并考虑可能的地基方案的要求;第三,勘探手段的选择,需要结合使用钻探取样方法和原位测试方法,利用原位测试方法不仅能够控制钻探取样的工作量,减少土工试验的负担,有效缩短软土地基勘察周期,还能够提高勘察质量。
在岩土工程分析与评价中,需要考虑以下问题:第一,需要分析软土地基强度等方面的均匀性,并考虑边坡稳定性;第二,由于软土具有很高的灵敏性,一旦结构扰动可能导致强度大幅度降低,应尽可能选择地表硬壳层作为持力层,并详细论证基础方案;第三,注意软土地基的不均匀沉降,并选用控制不均匀沉降的有效措施;第四,综合评定软土地基的负荷承载力,不能仅仅依靠理论计算,而应结合地区己有的成熟经验,并尽量按变形控制而不是按强度控制。
三、针对软土地基的問题需要采取的解决措施
受软土物理力学特性的影响,软土地基极容易发生地基不均匀沉降等事故,危及建筑的安全使用,因此必须采取有效的勘察技术方法并采取相应的措施予以解决,以保障在软土地基上的建筑质量。目前,软土地基勘察通常选择钻探、十字板剪切、物探等多种勘探技术方法来查明软土分布范围和成型历史、条件,准确掌握软土物理力学性质:
(一)钻探。作为岩土工程中用于划分土层的一环,钻探能够准确揭示软土土层厚度、颜色、层位、状态,探明地下水排泄条件、埋深等情况,查明岩土层的物理力学性质。在软土地基勘察中,通常选择干钻法来保证软土层不会受到扰动,以确保土层性质得以保持。如果必须选择泥壁护壁回转钻进,需要采取相应措施避免软土地基结构受到影响而产生变化,以免软土物理力学性质受到影响。选择薄壁取土器静压法取样时需要在取样直到试验的整个过程采取有效措施避免样品受到水分流失、扰动或是变形等外界因素造成的影响。另外,细砂层需要选择标准贯入器进行取样,取样时应选择具备代表性的地段取三份以上样品进行试验分析。
(二)原位测试技术。由于软土自身具备流变性等物理性状,取样过程中容易失去水分,甚至遭到破坏,依靠钻探取样无法得到准确、全面的物理力学性质,因此应结合使用原位测试技术。选用原位测试技术时,应综合考虑软土自身特征、建筑特征等实际情况,选择相适合的原位测试技术。常用的原位测试技术包括标准贯入、轻型动力触探、十字板剪切、静力触探试验等勘察技术方法。
(三)地球物理探测方法。软土基础勘察过程中,如果原位测试技术无法满足勘察需要,勘察场地地球物理特性又较好时,应考虑物探与原位测试技术相结合的方法进行软土地基勘察。
四、结束语
随着我国经济的快速发展,公路、铁路、房屋、桥梁等建筑和基础设施的建设日益增多,在软土地基上施工项目也不断增加。由此可见,必须掌握软土的土质特点,了解软土地基勘查需要注意的问题,并采取有效的解决措施,才能为工程设计、施工提供准确、可靠的依据,在保障工程质量的基础上降低工程造价。
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