關于公路軟土地基勘察設計方案的思考

張曉敏

（大同市勘察測繪院，山西大同 037000）

0 前言

隨著人們對道路工程安全性能和施工質量要求的不斷提高，在施工過程中，對公路施工現場地基進行詳細勘察顯得尤為必要。尤其在軟基區域，如不及時采取措施進行處理，極易導致施工安全事故發生，甚至影響建筑工程質量。在此意義上，就必須做好對軟基的勘察工作，并采用科學的數據處理方法，確保施工效果。

1 軟土地基的特點與巖土工程問題

1.1 基本特征

軟基的定義是由地基中土?？紫抖葋泶_定的。土粒的天然孔隙率不小于1.0，壓縮系數不小于0.5MPa，含水量較大，即可視為軟土地基。受外力作用時，軟基更易發生形變；較強的吸水性能，使軟基在外界滲入水時，會迅速吸收并發生膨脹。所以，軟土地基施工或工程完工后，極易發生安全事故，引發一連串的質量問題。軟土地基具體特征如下。

（1）具有透水性差。軟土的含水量雖大，但滲透性能差。這一狀況的存在意味著，如果公路地基建造在軟土上，沉降期就會延長。經過最初的地基加載，會增加軟土的孔隙水壓力，對地基強度造成很大影響。

（2）具有強度差。實驗結果表明，軟土結構在未破壞的條件下，仍具有一定的抗剪性能。一旦被擾動，會明顯降低其強度。如果軟土地基一側的剪應力大于其極限抗剪強度，則地基將失穩，使地基及上方建筑結構被破壞。

（3）具有不均勻性。由于形成與沉積過程中所處環境的不同，軟土的均勻性低于其他土質，這使巖土工程在施工過程中易產生不均勻沉降。

（4）具有流變性。軟土因孔隙度大，具有較高含水率，軟土顆粒孔隙內的水分會因為外力作用而發生形變，從而改變周圍土體顆粒的排列和空間結構，使軟基的穩定性降低。當外力足夠大時，會加速軟基的形變速率，使其整體受到的剪應力增大，導致軟基橫向斷裂。

1.2 巖土工程問題

（1）地基失穩。當建筑的基底壓力大于地基強度時，地基在沉降過程中會產生側向變形，造成局部剪切破壞。整個過程中，塑性變形區將逐漸形成連續的貫通滑動面，從而影響地基的穩定。盡管這類問題發生的可能性不大，一旦發生，后果將十分嚴重。

（2）巖土層突變。基巖下面是軟土，因為軟土層較厚，基巖面可能會有一些起伏。在該區域施工時，應對建筑基礎的選型做好場地適宜性的分析。樁軸主要是流塑狀軟軟土，樁身因軟土層與持力層之間沒有好土層而抗力較小，導致其穩定性差，因此，將影響上部建筑的穩定性。單樁主要是通過端阻力承載力，而軟土層的負摩擦力使樁端壓力增加而受損。

（3）固結沉降。若處理不得當，軟土會因固結沉降而下沉，引起地基不穩定和傾斜。

2 巖土勘查流程

2.1 對軟土地基進行調查分析

針對施工地區的地形地貌、主要巖土類型、軟土孔隙度與含水量等進行詳細的調查。以便能對軟土地基的形成條件、覆蓋范圍、軟土地基縱向及不同深度的性質差異更好地進行了解。

2.2 勘察措施確定

勘察過程中，首先要確定目標工作量，然后在此基礎上確定具體勘察措施。如在布置勘察勘探點時，嚴格按照勘察范圍設計地基及周圍位置的孔深和間距，并統計施工中鉆孔的數量。一般而言，設置鉆孔時，應規范鉆孔深度和標準，不宜過松或過緊，鉆孔之間的距離一般設置在30m 左右。匯總工程量與基本采樣后，根據工程實際情況制定詳細的計劃，進一步確定鉆孔深度等參數，確保勘察工作高質量完成。

2.3 測定軟土地基力學參數

同時，各種工程力學參數的測試也是軟基勘察中的重要環節。軟基力學參數的測定可分為原位測定和異位測定兩種。原位測定是通過靜力觸探、十字板剪切試驗等檢測與分析施工現場的土壤性能，非異位測定是將現場采集的土壤樣品送回實驗室進行分析。軟基力學參數的測定，主要包括其受外力作用時的壓縮與回彈指數等形變狀態；固結性能、水力梯度等透水性能變化。

2.4 取樣數量確定

由于土壤存在位置即為原位分析的實驗區域，測定數據與軟基特征較為接近。原位分析可有效減少為取樣而進行的鉆孔工作，減輕工作負荷，其與異位分析相結合是軟基取樣分析的必要條件。易位分析，其主要通過鉆孔獲取不同深度的土樣，或獲取同一平面不同位置的土樣，再送至實驗室分析，得到土壤參數數據，并輔助繪制出精密的軟土地基的應力強度三維圖像。

2.5 地下水情況

項目勘察過程中，需要對項目區域地下水的類型及排放情況等進行詳細調查。其原因在于，地下水對軟土的影響較大，并且勘察結果受地下水波動影響，其結果也會有一定的變化。為此，設計勘察方案時，需充分做好地下水情的調查，以防止周期性地下水情況影響勘察試驗結果。

3 數據處理

3.1 試驗數據處理

軟土地基試驗具有簡便、易操作等優點，是巖土工程中常用的一種土工試驗。具體的數據采集和處理過程中，要充分考慮巖土試驗項目是否與巖體類型、工程性質相適應，確定數據處理的方法和步驟，最終得到軟土的基本特性。

3.2 原位數據處理

數據處理在巖土試驗中也具有重要意義。例如，工程項目需要對砂土和粉質粘土進行貫入標準試驗，其試驗指標直接影響數據處理效果。所以，在實際貫入中，需根據地層條件確定具體技術參數，并根據不同的技術標準對不同性質的土體選擇相應的參數，以獲取準確的數據資料。最后，將原位測試數據按照試驗規范進行分析與匯總，并將分析結果形成數據統計表。

3.3 地下水影響分析

地下水對軟基物理性質產生的影響也應在具體數據處理中加以分析。在分析勘查數據的環節，依據工程勘察規范，根據分析報告確定環境水的相關內容。就地下水而言，主要有降水和地下水徑流兩種補給方式。在實際的勘察中，如果承壓水穩定水位為3m，而工程基礎設計深度為2.5m，那么，地基處于水位之上；根據勘察規范，確定地下水對鋼結構與混凝土的腐蝕程度。

4 軟土地基建筑勘察工作需要注意的問題

首先，需要明確地研究軟基影響公路施工與性能的各種因素。除分析軟基的成因、分層特性及橫、縱向分布情況外，還應對軟基滲水性能作出明確的分析。①確定軟土層自行固結的能力與流變性的強弱等；②確定軟土層中不同各類軟土的土壤厚度與橫向面積等組成是否均勻；③對具有一定承載力的硬土層的埋藏條件進行分析；④分析基巖在軟基中的埋藏分布及風化腐蝕程度等情況。

最后，對軟土特性進行細致的分析，是軟基勘察工作中重要的一個環節。建筑會對周圍一定范圍的土層產生影響，因此，除了分析施工區域內軟基外，還應了解周圍環境的地形地貌以及存在的軟土條件，并以此為研究重點。上述工作對于有效地防止因地基范圍內的土層發生形變、滑坡而擠壓周圍土層，導致一齊發生地質災害。如土層地形條件復雜，則應主動對照相關資料，或向有豐富經驗的勘察人員咨詢。

5 公路軟土地基處理措施

5.1 基礎工程技術措施

通常情況下，為提高公路地基的平衡堅固性與彌補軟土缺陷，最大限度降低軟基水分，使軟土壓縮變實。采用墊層換填法施工技術，針對軟土層不厚的情況，加快排水固結速度，降低構造物沉降。對局部較深或面積過大的軟土，可采用碎石樁或強夯施工技術。對含水率高的軟土，應采用預壓法等施工工藝，必要時，可將多項技術綜合應用。

5.2 軟土加固施工技術措施

施工過程中，必須綜合考慮施工環境中的若干因素。如公路工程占地全為相對較厚的軟土層，應采用粉（濕）噴樁法或爆破排於等施工技術，化解沉降不均的風險，實現公路建設的基礎穩固。粉（濕）噴樁施工工藝主要是采用攪拌機械，用高氣壓噴射白灰粉或者水泥，對軟土地段綜合攪拌，其在改善土壤硬度和凝結能力方面必不可少。

5.3 路橋涵洞的施工技術措施

對于軟土面積較大、土層較淺的公路工程，在施工前先用鎮壓機械進行超載預壓處理，以提高土質密度和硬度。設置涵洞，利用建筑結構控制橋身的沉降。路橋涵洞的施工，一般情況下都需要用施工工藝簡單，造價低的鋼筋混凝土構筑箱型結構來加固軟土。

6 結束語

在工程建設領域不斷發展和取得更多成果的同時，軟基勘察的重點也發生了變化。在采集軟基數據的同時，還應注意數據的準確性，避免因數據錯誤而導致施工失誤，進而發生安全事故。此外，軟基勘察方法的選擇，還需要根據軟基的實際情況合理選擇相關技術，在確保勘察結果準確性的同時，努力降低成本，提高效率。與此同時，工程項目除了施工隊伍外，還必須進行多方面的溝通和合作。所以軟基的勘察過程中，有必要設計合理的勘察方案。設計勘察方案時，應備有應急計劃，避免因勘察不細致而發生施工安全事故造成更大的損失。