浅析软土地基的特征及其岩土工程勘察技术

时间:2022-06-28 01:19:39

浅析软土地基的特征及其岩土工程勘察技术

摘要:随着我国社会经济改革的逐步深入,我国国民经济得到了较快的发展。近年来,高层建筑、高速公路、高速铁路等工程建设的数量及规模呈逐年迅速增长的趋势。在各种工程建设过程中,尤其是在沿海地区经常会遇到软土类区域。软土的特点主要为:孔隙比大、含水量高、灵敏度高,易触变,固结缓慢、弱渗透性、高压缩性、承载力低。本文将结合建筑工程勘察实例浅析软土的成因类型、分布规律以及危害等,同时针对如何有效做好软土地基的岩土工程勘察及软土地基的防治措施提出个人见解。

关键词:软土地基;成因类型;分布规律;危害性;岩土工程勘察;防治措施

Abstract: With China's gradual deepening of social and economic reforms, China's national economy has been rapid development. In recent years, high-rise buildings, highways, high-speed railway construction was gradually the number and size of the rapid growth trend. In a variety of construction process, especially in coastal areas often encounter soft soil class area. Main characteristics of soft soil: void ratio, water content, high sensitivity, easy thixotropic, consolidation is slow, weak permeability, high compressibility, low bearing capacity. This will combine the construction of soft soil survey and Analysis of the causes of instance types, distribution and hazards, and how to effectively do a good job for the geotechnical investigation and Soft Soft prevention and control measures to give personal insights.

Keywords: soft; genetic type; distribution; harm; geotechnical engineering; prevention measures

中图分类号:TU471.8 文献标识码:A 文章编号:

1、前言

本文采用的工程实例概况:工程位于浙江省瑞安市塘下镇中北村,由15F住宅楼四幢,11F住宅楼两幢,17F住宅楼四幢,25F住宅楼两幢,26F住宅楼两幢组成,局部分布2-4F商业裙房及三产安置房,地块内设一层满堂地下室。地下室深度小于5m。拟建建筑按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)划分,建筑工程重要性等级为二级,场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级,岩土工程勘察等级为乙级。本场地内淤泥层底埋深约22m,为典型的软土地基区域。

2、软土地基的特征及其危害性

2.1软土

软土是一个泛指的概念,指的是天然孔隙比大于或等于1、天然含水量大于液限的细粒土。软土的种类主要为饱和软粘土,具体种类有淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。在我国的软土形成时期大多数处于全新世中一晚期形成,因此软土地基具有的特点为流变性、触变性、低透水性、低强度、高压缩性和不均匀性,软土地基在工程应用中的特点表现为:地基沉降量较大,地基沉降深度能够达到数十厘米以至数百厘米;沉降时间长,沉降时间能够达到十年以至几百年,尤其是浙江沿海地带的软土地基,厚度较大,相应的固结速度较慢;沉降不均匀,产生原因为上部结构的特点与承受荷载之间存在相应的差异;抗剪强度低。

2.2 软土的成因类型

软土地基成因可以分为下面几种:河滩冲洪积、湖沼沉积以及滨海沉积三类。而在浙江沿海一带主要为滨海沉积,沉积时代主要是第四系更新统和全新统。根据浙江地区第四系标准剖面显示,浙江沿海地区曾在历史上多次受到海洋的侵蚀作用,当发生海侵时候潮水会带来大量的淤泥,而海水退后,大量的淤泥则会在海滩上沉积下来,这样就会有多层的分布较为广泛的海相软土,分布范围较大。

2.3 软土的分布规律

我国的软土在沿海一带分布较为广泛。浙江温州市区一带是典型的软土地基区域,这一带软土主要分布在地层上部,表层一般分布约1-2m的可塑状粘土,就是俗称的“硬壳层”。软土厚度随位置不同,变化较大,一般20-30m,大者40-50m,大部呈巨厚层状,是场地内地层的主要压缩层。

2.4软基的危害性

软土地基由于上述特征会对工程质量产生影响作用,严重时候甚至会导致相应的地质灾害。软土地基产生的危害作用具体可以表现在下面几个方面:在建筑工程建设方面,软土地基在基坑开挖时影响较大,基坑内壁容易产生侧向位移,从而造成坍塌及周边建筑等的开裂位移;在道路桥梁建设方面,软土地基的过大以及不均匀沉降会对路面的平整度产生影响作用。这样就会在一定程度上影响到路面的通行能力,影响到道路交通的安全性,影响到行驶的舒适度;道路与桥梁连接处,由于沉降差异容易产生滑移脱节状态,进而破坏公路铁路的整体性。正是基于对软土地基危害的考虑,在进行工程建设过程中对于软土地基的处理有着较高的标准和要求,同时也对软土地基工程的地质勘察工作提出了较高的质量要求。

4、软土地基岩土工程勘察

4.1 勘察目的

通过一系列的岩土工程勘察工作,明确工程施工区域相应的软土地基工程地质条件,进而为设计以及施工工作提供相应的地质依据。

4.2 勘察方法

在进行软土地基的勘察过程中常用的勘察手段为:将地面调查测绘、钻探和原位测试与室内试验进行结合,进而有效获得软土地基相应的物理、水力、化学以及水理特征。

4.3 勘察技术要求

4.3.1 地面调查测绘

进行地面调查的测绘内容主要包括下面几个方面:软土地基的成因、分布范围、基底地层具有的性质;软基分布区域的地形特点、地貌特点以及地层的沉积关系;软土层的深度、上下土层的特征;软土层中砂夹层具有的厚度、颗粒组成特征以及排水性能特点;地下水类型、地下水埋深、地下水的补给与排泄状况等;已建成建筑物对地基产生的变形影响作用,以及处理方法与措施。

4.3.2 勘探与测试

钻探与取样。钻探工作是进行土层划分过程中一项十分重要和关键的环节,通过钻探工作能够较为直观的得出软土地基的厚度、颜色、状态与位置,地下水的位置埋深与排泄条件,同时还能较为准确得出岩土层的相应的物理力学性质指标等。本工程采用的XY-1型钻机全孔取芯,分回次钻进,钻探过程中采用泥浆护壁,对于上部淤积软土采取薄壁取土器进行采样。

原位测试。软土原位测试宜采用静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验和螺旋板载荷等。常用手段为静力触探试验,静力触探通过分析贯入阻力的变化情况,能够得出软土地基在水平和垂直方向的变化,结合相应的钻探资料,进而可以划分得出相应的土层类别承载力和变形模量等物理力学指标。本工程静探设备为JTWJ-2型静力触探机,采用双桥探头,连续贯入自动记录采集数据,数据采集间距为0.1m。对于软土抗剪强度测试可采用现场十字板剪切试验。

剪切波速测试。本区按全国地震区划分,场地属东南沿海地震带东北段,为少震、弱震区,远场地地震波的波及影响是本地区的主要震害特征之一。本区设计基本地震加速度值为0.05g,相当于地震基本烈度为VI度,设计地震分组为第二组,属稳定区。本场地内上部约22m为淤泥层,本工程在每幢高层建筑位置选择一个钻孔进行剪切波速测试,测试仪器为XG-1悬挂式波速测井仪及笔记本式计算机,等效剪切波速Vse≤150m/s,为软弱土,为抗震不利地段。

室内测试。本场地内分布一层满堂地下室,地下室埋深约5m,基坑底部处于淤泥层中,应对基坑开挖深度范围内的土层进行相关土工试验。根据基坑围护设计需要应对软土层进行下述试验项目:天然密度、天然含水量、土粒相对密度、塑限、液限、有机物含量、压缩系数、垂直水平渗透、无侧限抗压强度、三轴剪切与固结快剪等试验。

4.4 资料要求

文字说明:应对软土地基的成因类型、分布范围、土层厚度、上下层位的土性特征以及土的物理力学性质进行阐述。同时根据施工图设计需要提供相应指标,如桩基础提供桩侧摩阻力、桩端摩阻力及抗拔桩抗拔系数等,基坑工程提供基坑围护设计所需参数。

应按照层位对软土层的物理力学性质进行统计,进而得出相应的软土地基的e-P、e-logp曲线图。绘制勘探点平面图与工程地质剖面图、钻孔柱状图、十字板孔地质柱状图与静探孔综合地质柱状图。

5、软土地基的岩土工程评价及危害防治措施

通过大量的工程实践经验证明,对于软土广泛分布地区,做好软土地基的岩土工程评价及其不利影响的防治措施是必要及具有十分重要意义的。

软土地基的岩土工程评价应包括下列内容:

判定地基产生失稳和不均匀变形的可能性,当工程位于池塘、河岸、边坡附近时,应验算其稳定性。

软土地基承载力应根据室内试验、原位测试和当地经验,并结合下列因素综合确定:软土成层条件、应力历史、结构性、灵敏度等力学特征和排水条件;上部结构的类型、刚度、荷载性质和分布,对不均匀沉降的敏感性;基础的类型、尺寸、埋深和刚度;施工方法和程序。

当建筑物相邻高低层荷载相差较大时应分析其变形差异和相互影响;当地面有大面积堆载时,应分析对相邻建筑物的不利影响。

对于上为硬层,下为软土的双层土地基应进行下卧层验算。

对于建筑工程中常见的基坑开挖,基坑底部位于软土层中,地下水位较高,易产生侧向位移而造成基坑失稳,对周边建筑及道路影响较大。应根据需要进行基坑围护设计及施工,基坑围护方式一般可采用柱列式桩、复合土钉墙等构成支护体系,并对支护体系稳定性进行验算,一般支护桩可与内支撑体系等结合使用。

对于在浙江沿海城市最常见的道路与桥梁处滑移脱节及道路路面波纹状不平整现象,应根据实际的工程地质条件,采用相应的处理方式。一般常见方式是对路基基础及桥梁连接处采用水泥搅拌桩方式进行加固,减少不均匀沉降的产生。

结束语

软土地基的岩土工程勘察质量准确性在一定程度上依靠第一资料的可靠性与准确性,为了获得正确合理的设计参数,应充分结合工程的地质条件的变化特点,选择较好合理的勘探方法,同时应该采取相应的勘察手段,科学经济的取得必要的勘察数据。对于软土地基的的处理应充分结合实际的工程地质情况,因地制宜采取合理的软地基处理手段。

参考文献:

[1]工程地质手册(第四版)中国建筑工业出版社

[2]岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版) 中国建筑工业出版社

[3]建筑地基基础设计规范(DB33/1001-2003)浙江省标准浙江省建设厅

[4]建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)中国建筑工业出版社

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