軟土地基巖土工程的勘察和數(shù)據(jù)處理分析

張志忠

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)勘查院，河南 鄭州450000）

在土壤的分布類型中，軟土由于其特殊的特性構造而散布于湖沼、河灘和洼地等區(qū)域，其理化特性較弱，對巖土工程的改造和勘察造成較大的困擾，對工程建設的順利實施有較大的影響［1］。這就需要我們對軟土地基的質(zhì)量進行深入的勘察和調(diào)研，進行深入的數(shù)據(jù)性分析，從而結合實際推進和控制軟土地基工程的建設施工。

1 軟土地基的概念性闡述及特征體現(xiàn)

在自然地質(zhì)的形成因素的影響下，軟土分布于不同的、廣泛的湖澤區(qū)域、濱海、沼澤等地帶，它在地質(zhì)形成的過程中沒有規(guī)律可循，呈發(fā)散態(tài)分布，并呈現(xiàn)軟硬夾層的構成特點［2］。在軟土的地層里，土壤的孔隙比大于1.0，而且土壤的含水量呈液化狀態(tài)，多以黏粒、粉粒的形態(tài)存在于土壤之中，使軟土的承載量較小，易發(fā)生沉降、滑坡、塌陷等危險事故，給巖土工程施工建設帶來安全隱患。其主要特征如下：

1.1 軟土地基的流變性特點

軟土富含液體狀態(tài)的水分，其流質(zhì)的狀態(tài)在負重的承載環(huán)境下，會迅速地縮減軟土地基中的孔隙。液體分子的物理狀態(tài)隨即發(fā)生改變，出現(xiàn)負載作用之下的剪切物理變形。這種物理形狀的改變，是一種漸進的、徐緩式的切力作用的體現(xiàn)，使軟土地基呈現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)。

1.2 軟土地基的觸變性特點

巖土工程是對地層的作業(yè)工程，其建設和施工過程都是對地層環(huán)境的改變和再造。而在軟土地基之上，任何強烈的振動和鉆探、開鑿過程都會對軟土地基產(chǎn)生破壞性影響，使軟土在劇烈的外力作用下，發(fā)生結構性的改變，從而對巖土工程建設造成安全威脅。

1.3 軟土地基的強壓縮性特點

軟土地基中液體孔隙率比較大，顆粒之間的狀態(tài)比較松軟，使軟土地基猶如一整塊大的海綿。在外力的作用下，土壤構造和顆粒分布會呈現(xiàn)不均勻的沉降狀態(tài)，使軟土的不同特質(zhì)產(chǎn)生不同步的壓縮，從而形成一個切面，影響巖土工程的穩(wěn)定推進。

1.4 軟土地基的低抗力特點

根據(jù)相關技術檢測，自然環(huán)境狀態(tài)之下的軟土地基，會出現(xiàn)外力作用下的物理變形，而且無法對剪切狀態(tài)下的不同步變形進行自我調(diào)整。因而，相較于硬層地基而言，軟土地基的承載和負重能力極弱，具有較低的抗壓、抗振性能，巖土建設工程中極易發(fā)生位移或坍塌事故。

1.5 軟土地基的排水不流暢特點

在大量含水的軟土地基自然狀態(tài)中，其透水的功能較差，因而在長期的承載過程中不利于排水功能的實現(xiàn)。它呈現(xiàn)利弊相生局面，即一方面使地基的沉降作用時間延長，另一方面又可以起到加固地基強度的功效。

1.6 軟土地基不勻稱的特點

在復雜的地質(zhì)環(huán)境下，軟土地基與硬層相夾層，呈現(xiàn)多變的態(tài)勢。在不同的分布環(huán)境內(nèi)和不同的地質(zhì)構造中，巖土工程必須實現(xiàn)較大的跨度，這也使軟土地基呈現(xiàn)不同步的切力狀態(tài)，形成不勻稱、不穩(wěn)定的地貌表現(xiàn)。

2 軟土地基勘察的內(nèi)容及要點剖析

勘察軟土地基的最終目標是通過對地層表面以及潛藏在地表之下的軟土地基的考察，對其物理性質(zhì)的分析和檢測，為巖土工程提供依據(jù)?？辈斓木唧w內(nèi)容包括：首先，基于地質(zhì)學的角度，對巖層的層理特征、地質(zhì)構造、潛藏狀態(tài)等進行考察和勘探；其次，通過物理的科學性的視角，對軟土特殊地基的結構變換、物理壓力和應力、物理剪切與變形等特征，進行科學規(guī)律化的分析與研究；再次，針對不同的地質(zhì)風貌差異，明晰巖土工程施工的機械技術應用和材料配備等內(nèi)容［3］。

軟土地基勘察的要點剖析體現(xiàn)在：①地質(zhì)勘探點的布置與設計是關乎勘察成敗的關鍵點，它受地質(zhì)條件制約，也與勘探場地的形狀緊密相連。在不同的場地形狀中，要布置適宜的勘探點，以便于勘探工作的進行。②實現(xiàn)軟土地基的剪切實驗，軟土地基在承載外力的情況下，會出現(xiàn)加載或者卸載的頻率變換，軟土內(nèi)部的水壓消散速率指標也會隨之發(fā)生改變?？梢赃\用固結不排水三軸剪切試驗進行數(shù)據(jù)的采集，或者采用靜力觸探和十字板剪切的方法對地形復雜的地帶進行采樣，以連續(xù)壓入或重錘敲擊的方式采取樣本，進行有機質(zhì)的含量、燒失量和基床系數(shù)等參數(shù)指標的測量和分析。

3 軟土地基勘察技術的使用及勘測數(shù)據(jù)的分析

3.1 勘測技術的使用

3.1.1 現(xiàn)場測繪的勘察技術。對不同地質(zhì)的大地測繪工作復雜而專業(yè)，必須綜合與地質(zhì)相關的所有歷史資料、氣候資料、水文資料等，進行軟土地基的形成及結構測繪工作。應依照勘察的復雜程度，進行分階段的可行性勘察、初期勘察和補充勘察等，根據(jù)實地勘察的結果確定巖土工程施工的不同等級。

3.1.2 鉆探的勘察技術。這是一種常用的勘察方法，一般采用干鉆的方式，以避免對軟土地層造成結構性損壞。取樣的過程中區(qū)分不同的土層，對于上層的軟土宜采用薄壁取土器取樣。而對20m之下的土層，由于靜壓的強度不夠，又不能損壞設備，因而選用巖芯回轉(zhuǎn)鉆進取土的方法。

3.1.3 原位測試技術。為了最大化地避免軟土地基的結構被破壞，一般選用1/3～1/2的靜探孔，進行標準的貫入試驗、靜力觸探試驗和十字板剪切試驗等，以補充單純采用鉆探技術的缺陷，更為全面地描述軟土地基的物理學性質(zhì)。

3.1.4 室內(nèi)試驗技術。在鉆探或者原位測試的樣本采集之后，需要對采集的土樣進行各種物理化學的相關性試驗，通過固結和剪切試驗獲取軟土的各項檢測指標。

3.2 勘測采集的數(shù)據(jù)分析

對軟土地基的土樣采集，主要是對試驗樣本和原位測量的數(shù)據(jù)進行分析。各種實驗獲取的參數(shù)指標，諸如含量和燒失量等，都可以用來評估軟土的物理性質(zhì)。對不同地質(zhì)條件下、不同地層深度、不同類型的土樣，采取土工試驗或者對原位數(shù)據(jù)進行處理，最終形成以工程分析為內(nèi)容的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表，獲得相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理結果［4］。

4 結語

巖土工程是復雜的工程，面對不同的地基時面臨不同的風險。在軟土地基的施工作業(yè)中，首先要依據(jù)原始的材料和設計參數(shù)進行勘察，勘察工作的重點是確立好勘察位置及目標。再根據(jù)不同的質(zhì)量要求、深度、類型要求提取不同的土樣，使用各種勘察測量技術，對軟土地基的不同地質(zhì)環(huán)境狀況進行勘探。然后，盡量選取先進的設備，使用科學的評估分析方法，對采集的數(shù)據(jù)采用不同方式進行處理和分析，確保數(shù)據(jù)準確、真實、可靠，從而保證巖土工程的質(zhì)量和效益。

［1］吳水清.軟土地基巖土工程的勘察及其數(shù)據(jù)處理研究［J］.城市建筑，2013（18）:120.

［2］高曉軍.軟土地基的巖土工程勘察和數(shù)據(jù)處理［J］.咸寧學院學報，2011（12）：76-78.

［3］徐貴娃.軟土的巖土工程勘察［J］.西部探礦工程，2012（3）:35-37+47.

［4］李建榮.巖土工程勘察室內(nèi)土工試驗質(zhì)量及管理［J］.中國城市經(jīng)濟，2011（24）：232.