浅析软土地基岩土工程勘察的方法和评价

摘 要：我国沿海地区软土分布广泛，软土具有含水量高、孔隙比大、高压缩性、弱渗透性、固结缓慢、承载力低等特性。本文以某电厂软土地基岩土工程勘察为例，对软土的成因类型及沉积特征作了分析，并简单阐述了软土地基勘察的方法和对软土地基的评价。

关键词：软土地基；工程勘察；力学性质；软土沉降；

1 前言

随着我国国民经济的持续发展，沿海地区的开发建设也进行的如火如荼。在沿海的工程建设过程中，时常会遇到物理力学性质差且分布面积较大的第四系软土类区域。本文以某电厂软基处理勘察为例，对软土的成因类型及沉积特征作了分析，并简单阐述了软土地基勘察的方法和对软土地基的评价。

2 软土层类型及沉积特征

《岩土工程勘察规范》（GB50021―2001）（2009年版）中对软土层的定义为“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，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等”。由于软土具有高含水量，高孔隙比，高压缩性，低承载力，低抗剪强度、低渗透系数等“三高三低”的特征，给工程建设带来了很多问题。

某电厂工程场地位于珠江入海口，属河口三角洲冲积平原边缘，覆盖层主要由第四系全新统人工冲填土层、海陆交互相沉积层和残积层组成。海陆交互相沉积层主要为淤泥、淤泥质土、粘性土及砂土层，即本场地内淤泥、淤泥质土层属全新统滨海型软土。其具有滨海相沉积的如下特征：

（1）水平及交错层理发育：软土层中发育近水平微薄层理。由于该软土沉积于高海平面时期，频繁的海侵与海退的交替形成一系列不完全的沉积韵律。潮汐的局部作用力使部分地段软土层的微层理极其发育。

（2）砂团构造：表现为软土层内局部含有封闭的透镜状粉细砂，软土的工程特性因砂质含量多少的差异而变化。

3 软土地基勘察

3.1 勘察目的

查明软土地基的厚度、埋深、成层条件、分布规律、层理特性、排水条件等，透水层的水平和垂直方向的分布，提供设计与施工所需的参数。

3.2 勘察方法

软土地基工程勘察必须采用综合的勘察手段，即地面调查、钻探和原位测试和室内试验相结合，以获取软土的物理、力学、水理和化学性质。

3.3 勘察特点

3.3.1 钻探与取样

钻探是岩土工程中划分土层最重要、最关键的一环，能揭示软土的厚度、状态、颜色以及所处的层位，探明地下水的埋深、径流与排泄条件，确定岩土层的主要物理力学性质指标等。在软土地基勘察中，为保证软土不被扰动，地层性质不被破坏，一般以采用干钻法为宜，当需要采用泥浆护壁回转钻进时，必须采取措施，防止软土地基结构发生变化而改变土的原始物理力学性能。

3.3.2 原位测试

软土地基勘察的原位测试方法主要有标准贯入试验、十字板剪切试验和静力触探试验。

1） 标准贯入试验：通过试验测定土层中的标准贯入击数，从而确定粘性土层的天然状态以及砂土的密实程度，并可判定饱和粉土、砂土的液化情况，求算地基土层承载力。

2） 十字板剪切试验：用十字板测定软粘性土抗剪强度的原位试验，目的是原位测定饱和软粘土天然压力下固结的不排水抗剪强度。

3.3.3 室内试验

对于软土地基样品的室内试验，应编制合理的试验方案。试验项目应包括天然含水量、天然密度、土粒相对密度、粒径组成、液限、塑限、有机物含量、渗透（水平和竖向）、酸碱度、易溶盐含量、压缩系数、前期固结压力、无侧限抗压强度、天然快剪、固结快剪、三轴剪切试验等。

3.3.4 水文地质试验

本项目软土勘察中采用的水文地质试验为注水试验，且主要在软土层中进行，试验目的是为了了解软土层的渗透性。

注水试验是通过向钻孔内注水，人工抬高水头，测定松散土体渗透系数的一种原位试验方法，目的是为评价场地土层渗透性提供依据，用于预测基坑排水量、评价地基或边坡发生渗漏的可能性，是选择地基处理方案的主要参数。

4 岩土工程条件分析

4.1软土地基处理方法分析

软土由于其性质差，强度低，一般无法满足工程建设的要求而需进行加固。常见的软土加固处理措施有：（1）置换法，如换土垫层、挤淤置换等；（2）排水固结法，如真空联合堆载预压、袋装砂井、塑料排水板法等；（3）灌入固化法，如深层搅拌桩、高压旋喷桩等；（4）振密、挤密法，如强夯法、挤密砂桩、灰土桩等；（5）加筋法，如加筋土垫层法、树根桩、混凝土桩复合地基等。

4.2 软土层对工程施工的影响

4.2.1 软土层的沉降问题

淤泥、淤泥质土层沉积年代较晚，一般处于欠固结状态。一方面软土在自重作用下产生固结沉降，另一方面在上部建（构）筑荷载作用下，土体中产生一定的附加应力引起软土产生压缩变形，引起建筑物基础的沉降。软土压缩沉降包括三个阶段：瞬时沉降、固结沉降和滞后沉降。瞬时沉降是由加载期间地基土产生的瞬时附加应力所致，由于超孔隙水压力来不及消散，土体体积也没有变化，一般瞬时沉降在施工过程中也已基本完成。固结沉降主要指超孔隙水压力逐渐消散，使土体积压缩而引起的渗透固结沉降，随时间而逐渐增长。滞后沉降主要是工程完工后在上部动荷载作用下引起的土体体积减少或土体压缩。

由于软土厚度变化较大，软土层分布较厚的地段自重固结沉降及附加压力作用下的固结沉降较分布较薄地段必然沉降量大，沉降历时长。又因为淤泥、淤泥质土中局部地段夹粉细砂，由于各个地段砂夹层厚度不同，导致淤泥渗透性也不尽相同，含砂量多的地段渗透系数大于含砂量少的地段，渗透系数大也将导致固结沉降过程快，历时短。由于上述两种原因，场地内软土最终沉降量不同，沉降完成时间也会相差很大，这样必然导致场地内淤泥在时间和空间上产生不均匀沉降。

因此场地内软土层如果不处理或处理不当，在上部荷载或震动作用下，软土被压缩变形，将导致地基下沉过大或产生不均匀沉降，可能会产生地下管线变形断裂，楼房、墙体变形、开裂，地面（路面）沉降开裂破坏。

4.2.2 对桩基工程的影响

进行桩基施工时，当桩周淤泥因自重固结及上覆荷载作用下产生的沉降大于桩的沉降时，桩侧将产生负摩阻力。

由于淤泥、淤泥质土层渗透系数低，桩基施工过程中会产生较高的超静孔隙水应力，应注意其对桩基施工的影响。

采用冲（钻）孔桩时，因淤泥、淤泥质土层很厚，工程性质差，容易产生缩孔，故施工过程中应注意加强泥浆护壁，防止塌孔，缩孔。

4.2.3 对基坑开挖的影响

基坑开挖将使土体内部初始应力状态改态、岩土结构破坏、地下水渗流途径改变。如果设计、施工等不当，将可能导致基坑边坡或侧壁失稳和支护结构破坏、变形、位移，导致软土流动、砂土流砂等渗透破坏现象，给基坑工程本身造成经济损失，同时也对周围环境造成不良影响，使得邻近建筑或其它设施受到不同程度的影响和破坏。

5 结束语

软土地基工程勘察质量取决于勘测方法选择的正确性和原始资料的可靠性，为了获得设计所需的参数，应针对工程地质条件，采用多种勘察手段，把软土层的工程特性了解清楚，对软土地基作出准确的分析和判断，采取合理、经济的处理手段进行软基处理。

参考文献：

[1] 《某电厂软基处理岩土工程勘测报告》

[2] 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001 2009年版）；

[3] 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）

[4] 《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）

[5] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）

[6] 《电力工程地基处理技术规定》（DL/T 5024-2005）

[7] 《建筑地基处理技术规范》（DBJ 15-38-2005）

[8]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）