軟土地質條件下的巖土工程勘察技術應用探討

（上海市建筑科學研究院有限公司，上海 200030）

0.引言

“十三五規劃”以來，我國的經濟建設水平飛速發展，這對我國的交通設施提出了極大的挑戰，當前許多城市交通堵車已經開始以常態形式呈現在大眾面前，這表明我國的道路交通已經陷入了較大的困境和瓶頸當中，我國交通體系所受壓力以不堪負重。不僅如此，住房工程建設也無法適應當前經濟的快速發展，大中型城市住房剛需矛盾突出。因此，各大城市紛紛提高了在交通體系構建和住房等市政工程方面的投入。在施工過程中，軟土是無法避免的一種地基類型，特別是一些沿海城市，建設方必須委托對該軟土區域進行相關的勘察，以保證地基基礎工程的質量。因此，如何提高勘察人員在面對不同特征軟土下勘察工作的方法和質量就顯得尤為必要。

1.軟土地基特征

軟土是自然界中存在的一種孔隙比大于或者等于1，天熱含水量高、天熱強度低、壓塑性高、透水性小的一般性粘土。如泥炭、泥炭質土、淤泥、淤泥質土、軟塑到流塑狀態的粘性土等，或者是灰黑色的含水量相對大的細粒粘土[1]。

其特征主要有以下幾點：（1）觸變性能。軟土內部結構受到外部干擾時容易出現結構性破壞，這種破壞嚴重降低軟土的強度。當振動負荷過大時常常出現這種情況多，并伴隨著基礎下土體擠出、大幅的沉降、側向滑動等現象。（2）流變性能。當載荷作用到軟土上時，軟土內部水分會隨著載荷作用排出，且其本身空隙也會減小，從而產生變形，軟土此外還會出現一定的剪切變形。（3）強度差。通過各種試驗和實際檢測發現，自然狀態下軟土的其抗剪能力很差，施工時應考慮到軟土會因抗剪切力差出現破壞失穩，同時針對軟土邊坡，可采取適當加強措施以提高其穩定性。（4）透水性差。在巖土工程實踐中可以發現，軟土的透水性較差，在地基為軟土土質時必須考慮地基排水固結這一問題。經實際調查發現建筑物以軟土為地基時，其沉降時間延續期限長，最長時間可達數年，且對地基的強度也有不良影響。

2.巖土工程勘察在軟土地質條件下的技術應用

2.1 工程概況

本文研究工程項目位于上海市奉賢區南橋新城，占地面積約14.0萬m2，總建筑面積約51.3萬m2，其中地上建筑面積約3.7萬m2，地下建筑面積約13.6萬m2，建設內容為住宅、商業用房、配套用房、地下車庫等。本項目的主要建設內容為：24～26層加地下2層的高層住宅區，2～3層地上加地下1層的商業用房，1層地下車庫、垃圾房、配套開關站等附屬設施。

本項目擬建區域屬濱海平原地貌類型，擬建場地地勢較平坦，原為農田及農民宅基地，勘察期間正在拆遷及推土。擬建場地周邊環城北路、匯豐路、高豐路均為規劃道路，擬建場地西側幼兒園為規劃場地，還未建成。擬建場地西側為己建嘉園路，距擬建建筑最近處約62.0m（地下車庫邊線）、齊賢排河河岸距地下車庫邊線最近處約15.0m，場地距離東側金匯港約100.0m。因此在建設過程中必須對地基進行勘察。

2.2 勘察流程

本擬建場地面積大，涉及區域比較廣闊，因此在勘察計劃制定時必須因地制宜，合理規劃。比如在鉆孔間距選擇時，應以現場土質、土層以及地物條件情況來確定，可針對軟土地層分布狀況進行深入了解，有效減少經濟成本；另外對孔深的選擇也要結合實際情況進行，對高層住宅、商業用房以及地下車庫區域等地的地基處合理確定孔深，并保證其滿足設計要求；最后在對軟土層進行勘測時，應對不同土層土質特性、分布狀況進行重點勘察并對其標注，以便施工時有據可查。另外在軟土的取樣以及試驗時必須注意取樣器以及樣土的選擇應合理，以減少土樣物理力學指標的誤差；同時考慮到上海地區氣候因素，取到樣土后應及時進行試驗，避免因失水造成試驗誤差[2]。

本項目在進行勘察時以國家、地方、行業內的巖土工程規范、規程為依據。在勘察時，勘探孔擬按照樁基基礎方案布置，在建筑物周邊及角點按方格網或梅花型進行布置。在高層住宅建設區域，勘探孔間距≤35.0m，控制性勘探孔孔深計算確定為70.0m。一般勘探孔孔深經計算確定為45.0m；在商業用房區域，勘探孔間距≤35.0m，控制性勘探孔孔深計算確定為45.0m，一般勘探孔孔深計算確定為35.0m；在地下車庫區域，樁基礎考慮抗浮作用，勘探孔間距≤50.0m，勘探孔孔深計算確定為35.0m。本次勘察沿基坑邊線及擬建圍墻線布置小螺紋孔，孔距≤15.0m，孔深為3.5m，遇暗浜等不良地質情況時進行適當加密。鉆探孔和靜探孔相間布置，靜探孔數量約占勘探孔總數的2/3[3]。

2.3 技術應用

在勘察過程中，施工方為全方位勘察擬建區域軟土土質，采用了鉆探取土、原位測試、小螺紋孔及室內土工試驗等綜合勘察技術手段對擬建場地進行勘察。

鉆探時在黏性土中采用鉆機以螺紋方式鉆進，粉性土和砂土中采用泥漿護壁循環鉆進，分回次鉆進，回次進尺≤2.0m，在預定深度進行取樣。對于基坑內的取土孔，在鉆探施工完成后采用膨潤土球進行止水封孔。在進行取土樣時因地制宜，根據實際情況對不同直徑和等級原狀土選擇靜壓或錘擊的方法進行取樣。之后進行標準貫入試驗，采用63.5kg錘，在預定深度處進行自由落錘，先預擊15.0cm抵達天然土層再進行正式試驗，并進行數據記錄。室內土工試驗依據相應的試驗標準和巖土工程規范依次進行，為設計、施工決策提供相應的數據支撐。

2.4 分析評價

完成對擬建場地區域的勘察和試驗后，結合勘察標準、規范以及相關規定，對數據進行處理分析最終得到以下結論。

（1）擬建場地區域位于上海市奉賢區，該地區地貌單元單一，地形平坦，場地地質條件穩定，場地土類別為軟弱場地土，場地地層可作為擬建建筑的地基。

（2）該場地土類別為軟弱場地土，場地內存在多處暗浜且距離西側河岸較近，屬抗震不利地段，設計時應當考慮地震劃分類別。查國家《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010），該場地應為設計地震第一分組，屬IV類場地，在設計時必須采取相關避震措施。

（3）經擬建場地內勘探孔揭露，發現多處暗浜，暗浜底最大深度為3.5m，相應最低標高為-0.14m，會影響地基基礎，圍護設計、基坑施工，必須進行換填處理。在基坑圍護設計時應對該部位采取結構加強措施，基坑施工時應加強對周邊道路、管線和圍護體系的監測。此外在設計圍墻時應根據實際基礎埋深、寬度條件等進行承載力修正及軟弱下臥層驗算。暗浜區域或局部填土較厚的部位需采用換填法加固處理。擬建高層住宅時基礎建議采用樁筏形式；擬建多層商業用房，基礎建議采用承臺樁形式；擬建地下車庫，基礎建議采用樁筏形式。

在完成巖土工程勘察后，設計、施工時應以勘察結果為基礎，結合工程施工經驗和設計要求，選擇安全可靠、經濟可行的施工方案，保證在每個施工環節做到信息化施工，有力保障擬建建筑周邊建（構）筑物的安全和施工的順利進行。

3.結語

軟土是自然界中天然存在不可避免的一種土質，在設計、施工過程中我們必須適應軟土、研究軟土。尤其是我國經濟建設馬上將進入“十四五”規劃期，水利工程、道路工程和房建工程越來越多，因此對建造工程中地基基礎問題必須提高重視程度，結合不斷發展的建筑技術，在施工過程中因地制宜，結合當地土質做好建筑地基基礎勘察和設計，選取可行、科學的施工方法，提高軟土地基的治理水平，保證施工質量達標，確保人民生命財產安全。