浅议软土地基勘察技术以及相关问题研究

肖伟 许林

摘要:伴随着社会持续发展需求，各行各业随之也发展起来，不管是说建筑工程施工，或者是前期的勘察设计，都是十分重要，下文主要结合作者平时工作经验，简单地分析了软土地基的相关勘查工作以及部分问题分析研究，仅供参考。

关键词:软土地基；勘察技术；问题研究

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

一、引言

一般而言，对于软土的定义，广泛的是指：具有一定的高含水量、高压缩性、孔隙大、密度低、强度低、透水性低以及中等灵敏度等相关特征。本文主要结合勘察技术精度的研究，针对一些问题进行探讨。

工程勘探及室内土工试验

a工程勘察技术

工程勘探包括钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等。钻探是地基勘探的主要手段，随着科学技术的进步，各种钻探技术日新月异，从冲击钻进到回转钻进及振动钻进，目前已形成了一套较为完善的钻探技术。室内试验土样的采取主要依靠钻探来完成。目前主要的取样工具有:厚壁敞口取土器、双动三重管回转取土器、单动三重管回转取土器、敞口薄壁取土器、自由活塞薄壁取土器、水压固定活塞取土器和固定活塞取土器。其中固定活塞取土器对土样的扰动最小，水压固定活塞取土器也能取得较高质量的原状土。

b室内试验

除了常规的室内试验外，许多非常规试验如应力路径试验、平面应变试验、真三轴试验等也逐渐得到应用。这些试验的采用，使得力学计算模型更加接近实际，结论更加合理。但无论是钻探取样还是室内土工试验，土样扰动影响是不可避免的。引起土样扰动的因素大致可分为两类:

(1)应力重分布及应力释放引起的扰动。土从地下取出时，其应力状态由不等向变成等向状态，发生应力重分布；不仅如此，取出后土样的平均有效应力也小于取出前的平均有效应力，即所谓的应力释放。应力重分布及应力释放是无法避免的。

(2)附加扰动。成孔、取土、储存、运输、切削和安装等过程引起的扰动称为附加扰动。虽可通过精心操作减小，但不可能减小到可忽略的程度。扰动对软粘土土样的室内试验结果有显著的影响，可采用现场取样的室内试验结果进行计算和分析。

三、原位试验主要技术

1）静力触探是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过电子量测仪器测定探头所受贯入阻力的大小。由于贯入阻力与土层的性质有密切关系，所以通过测定探头贯入阻力的大小及其变化，就可以了解土层的工程性质特性。

2）应力铲试验属扁板试验中的一种，其状如铲。应力铲主要是在现场测取垂直于铲面的土层水平向总应力，当量出试验点的地下水位后便可以测定土的静止侧压力系数，还可推求水平向固结系数。

3）扁铲试验具有设备经济、试验快捷、操作和维护简单、试验结果的重复性好、可得到近乎连续的地层剖面、一次试验能获得多个参数、试验结果具有与人们熟悉的土工参数相关联的特点，是国际上岩土工程勘察领域近年来迅速发展起来的一项原位测试技术。利用土工经验关系，采用扁铲侧胀试验可推得地基土的不排水强度、静止侧压力系数、变形模量、水平固结系数及土层划分与定名。

4）十字板剪切试验可测算土的不排水抗剪强度和灵敏度，用于稳定分析。影响十字板测试的因素很多，目前该试验在理论上还存在较多问题，十字板强度的应用还只能作为地区经验来考虑。

5）平板载荷试验实际上是模拟建筑物基础受荷条件的现场模型试验。载荷试验具有缩尺真型和反映土的变形特性的直观特点。大量工程实践资料表明，用载荷试验成果评价地基的承载力和预估建筑物的沉降非常有效，因而这种方法在我国已作为其它原位测试建立与土性指标相关关系的依据。

6）螺旋板载荷试验则能在不同深度原位应力条件下进行试验，但螺旋板旋入土层时，对土的扰动是不可避免的，此项试验的可靠性取决于螺旋板对土的扰动程度。此外，常用原位试验还有重力探测试验、动力触探试验、标准贯入试验、弹性波速法试验、旁压试验、原位直剪试验等。

四、参数处理

影响试验结果的主要原因是:(1)自然界岩土性状具有空间变异性，但土样体积是十分有限的；(2)钻进和取样及运输过程均会产生扰动，使得测定的参数具有不确定性；(3)许多试验不能完全模拟工程实际情况，因此试验所得的参数不能完全反映原位岩土体的真实性；(4)土的应力应变关系与加荷速率及排水条件有关，室内试验虽能控制加荷速率及排水条件，但与实际不能一致，在原位试验中，这一问题更加突出；(5)其它因素如时间效应、尺寸效应等。

五、问题分析

5.1土样扰动

(1)高质量土样的获取。土样扰动可发生在实际取样操作期间，也可发生在取样之前的钻进成孔阶段及其后的土样运送、储存和处理阶段。只有重视各个阶段的每个环节并采取合适的措施，方能取得扰动程度最小的土样。

(2)从机理上分析土样扰动及其影响和探求评定土样质量的定量标准。建立软粘土工程性质数据库，充分利用现有资料，确定室内试验结果可以在何种程度上用于解决工程问题，找出从室内试验结果推求相应于土在地基中的原位性状的方法。

(3)查明现行各种取土技术的扰动影响，研究室内试验的改进方法，如原位应力场的模拟等，以减小土样扰动的影响。

5.2原位仪器的改进

(1)透水孔的位置及形状不同，所得结果各异，需要标准化，滤水板材料规格及其透水性的率定也需标准化。

(2)孔压消散曲线人为归一化后并不能真实反映土的固结度，需要通过标准固结试验检验其t50值。

(3)推算的水平固结系数不能用于计算地基竖向固结速率。因此欲使得孔压静力触探所得的孔压消散曲线真正用于设计，必须进行仪器的标准化，针对土的沉积相、物质成分和结构特征，积累经验数据，通过回归分析建立经验关系式方可实现。此外如应力铲、扁铲侧胀仪等也需进一步提高仪器性能及自动化程度。

5.3综合勘察

各个环节的扰动影响，使室内试验所提供的物理力学指标与土的真实力学性质之间有一定的差异。原位测试的应力条件复杂，一般很难可靠地得出某个参数，而且原位测试也一般只能测定现实荷重条件下的参数，无法预测参数在荷重变化时的发展趋势。由于室内试验与原位测试各自的局限性，这就决定两种方式在实际工程中是相辅相成的。必须提倡综合勘察手段的应用，即由单一的钻探、取样、试验、编制报告模式转变为采用多种勘察手段的多元化勘察模式，采用钻探、静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验、波速试验、扁铲侧胀试验以及应力铲试验等综合勘察手段，结合室内试验，对提高勘察精度及取得丰富和翔实的勘察资料，都有着重要的现实意义。

5.4参数选取

土的形成方式、形成历史以及组成材料的多样性，使土成为一种极不均匀的材料，这种不均匀性的外在表现就是其特性指标的离散性，另由于技术上的原因。这种变异性不仅存在于空间上、时间上，亦即原位土性质从空间的一点到另一点的随机变化、工程前后的地质条件和自然条件的变化，而且还大量存在于随机量测误差、土性参数估计中的误差等。岩土参数的正确选择，必须建立在对岩土参数不确定性系统分析的基础上，根据有限数量的随机样品的试验结果在多大程度上反映了地基土层的实际性状是值得怀疑的；由于土工参数的不确定性，深入研究土工参数选取精度和选取方法，对合理而经济的设计和指导施工都具有重要意义。

六、结束语

综上所述，勘察关系到工程的设计以及施工，其所提供参数准确与否直接关系到工程的成本以及安全。故提高勘察精度，是至关重要的。所以必须要提高室内试验、原位测试和参数处理精度。从而，减小土样扰动引起的参数误差、原位测试仪器性能的改进以降低误差、以增加精确性，从而保证到工程顺利进行。