无损勘测技术在软基勘察中的应用分析

2014-03-13于亚欢吴家铭

城市地理 2014年22期

于亚欢吴家铭

(江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京 210014)

我国的软土分布在各地区都有，且成因和时间都不同，在公路建设中需要对其进行处理，处理之前就是要对软土进行勘测和勘察。在提高勘查效率的基础上，还要保持软土土质，这有利于地基稳定性和软土内矿物质的保留，因此我们要运用无损勘测技术对软土地基进行勘察。

1.软基勘察软土的划分

在我国的公路建设中，会面临很多软土基地，软土路基指的是地表没有硬壳或者硬壳厚度在1.5m以内的土层，这种路基的压缩性较大，因此要进行勘测和处理。软基勘测的意义就在于能更好的处理软土路基，加强我国公路建设。

软土指的是含水量较高，压缩性较大的抗剪强度较低的土层，主要是饱水软粘土。我国地域辽阔，各地区软土的成因都不一样，应根据不同的如土路基特点进行处理，这需要提前做好勘测，并保持不破坏土质，也就是无损勘测。

每个国家对软土的划分不同，我国是根据室内土性测试指标划分的，具体如下表1:

表1 软土标准划分

上表的原位测试指标，最好定为Cu＜25kPa，Ps＜700kPa，且最好结合原位测试的软土力学指标进行综合考量，将不排水抗剪强度Cu和静力触探测定的贯入阻力Ps结合起来，这样更具有平衡性和实践性。

2.无损勘测方法

对于公路的软基勘测，最好事先做好资料收集，将当地的软土成因、年代、土层厚度等数据进行分析和比对，利用钻探与静力触探、十字板剪切、标准贯入试验等勘测手段进行勘测，这样的综合性勘测有利于勘测精准度，也有利于保护土层质量，降低勘测成本，做到无损勘测。

2.1 全站仪

勘测过程中需要用全站型电子测距仪进行测量，通过水平角测量、距离测量、坐标测量等方式，将软基勘测位置找准，设置勘测方向C水平度盘读数为0°00'00〃，再按照第二个目标D进行水平度盘读数进行照准，测量其水平角。

设置好棱镜常数、气温和气压大气改正值，对勘测位置进行距离测量，时间控制在2.4s左右。再根据与坐标测量找到具体位置，将数据输入到勘测仪器上。

2.2 钻探

在对软土路基的无损勘测过程中，运用钻探，勘测其地质构造，土壤性质等，是划分土层的重要方式。设备通常为50型钻机、85型钻机、90型钻机和薄壁取土器，利用薄壁取土器静压法进行取样，分析软土层的上下层位，划分土层，将样本的指标进行记录。

(1)在钻孔深度要符合两原则:首先，附加应力为自重应力的10%;其次，穿入软土层下卧硬层1m以下。

(2)钻探打孔的距离为每千米2～3孔，按照桥基钻孔的排列进行结合式的打孔。

(3)对取样间距也有一定的要求，要保持样本不变形，避免取样过程中样本水分流失，影响勘测精度。对细砂层采样时要选取有代表性的样本，利用薄壁取土器进行3件以上的样本采集，对其中的水分、颗粒等进行测量;对原状粘性土进行采样是要将采样间距控制在1m～1.5m内，利用薄壁取土器连续取样，压入式取样，其长度不超过61cm。

(4)在取样过程中要确定土层划分，分层时将误差控制在10cm以内，如果软土层较厚，就尽量将误差控制在20～35cm内，薄砂层应在测量中单独划出。

2.3 手摇螺纹钻

软土路基基本分为两种类型，一种是硬壳路基，一种是软土路基，硬壳路基的土层厚度在1.5m以上，下边是软土，这种情况需要多考虑硬壳层的应力扩散效应。手摇螺纹钻是勘测过程中很常见的一种判断路基状况的打孔钻，打孔深度基本为浅水层下2m，最大能达到5m，用于判断硬壳层的厚度，根据其厚度和指标进行分析和处理。若土质发生了变化，应将打孔密度缩小，从每公里3～5孔缩小到每公里5～10孔，根据现场状况来判定，查明土质变化的界限，方便以后的勘测和检验。

2.4 室内土工试验

室内土工试验是软基勘测中必不可少的环节，对于无损勘测技术也是一种手段。先准备实验项目的配套设施，这是软基评价的基础和重要保证。将土样分为几段，将两端的土样做物理性实验，中间部分做力学性实验。

(1)物理性试验。土样的物理性试验是测验土样的物理性质和结构组成的，如颗粒分析、含水量、PH值、液塑限等。一般来说同一地区的土粒物理性基本相同，如果其矿物质比重下降，其中可能含有有机质物质。其含水量也是软土路基勘测的重点检验对象，含水量对我国软基处理有一定作用。

(2)力学性试验。力学实验分为剪切、无侧限抗压强度、固结试验三种形式的实验。剪切有直剪与三轴剪切两种方法，三轴剪切比直剪可测强度指标更饱满，在压缩层内的粘性土层都要进行测试，以Cu为主，以Uu为辅，Cu即固结不排水剪，Uu为不固结不排水剪。无侧限抗压强度实验用来做原状土和重塑土。固结试验除了砂层以外对每层土样都进行实验，通常分为正常固结和高压固结两种试验方式，对其固结压密力学进行测量分析。