浅谈软土地基岩土工程的勘察及其数据处理
2014-08-15陈昊
陈 昊
(江苏省核工业二七二地质大队, 江苏 南京 210003)
近年来,我国正在大力推进交通建设,完善交通体系,随着交通建设工程规模的不断扩大以及继续深入,在施工过程中势必会遇到一些软土区域,鉴于软土地基的特性,为了保证施工安全、顺利的进行,以及建设工程的质量,有必要对软土地基进行较为深入、细致的勘察,采取有效地额措施对软土地基进行数据处理。
一、软土地基特性
从物理力学性质角度分析,软土的天然孔隙要大于或等于1,天然水分要大于液限细粒土,通常指的是淤泥或者是淤泥质土,在软土区域进行工程建设,必须要了解软土地基的特性:其一是触变性能,在外部压力作用下,即受到地面振动负荷后,其结构性易遭到破坏,出现侧向滑动、沉降等情况,致使工程强度面临大幅度降低的风险;其二是流变性能,软土地基承载后出现的变形,称之为剪切变形,这种变形就是由流变性引起的;其三是压缩性大,由于软土空隙大,软土地基压缩系数相应也很大,这是导致地基沉降的主要原因;其四是透水性差,该特性有利也有弊,一方面会延长地基沉降时间,另一方面会增加地基强度。此外,软土地基还具有强度差、不均匀等特性[1]。
二、软土勘察的主要内容和注意事项
(一)软土勘察的主要内容
软土勘察涉及的内容比较广,首先要勘察地质状况,对软土的埋藏情况、形成类型、分布及发展规律、软土层理特征、表层和地下硬土层情况进行勘察;其次要分析软土物理力学性质,如软土的变形特征、结构特征、强度、应力变化规律;再次要勘察地貌形态差异,如河道分布情况、地下水埋藏情况等;最后要分析地质状况、软土特性以及地貌形态差异可能对工程建设、安全设置、施工材料以及环境产生的影响[2]。
(二)软土勘察的注意事项
软土地基岩土工程的勘察,其一,要把握勘察要点,应根据地质条件,结合工程实际情况,设计和布置勘察点,对工程性质和分段、场地状况以及软土成因类型等进行综合分析和评价,发现土层变化等情况,应对勘察点进行加密处理,钻探取样还应将原位置勘察结果考虑进去,原位置测试通常采用静力触探的方法或剪切试验来完成;其二,要做好剪切试验,软土承载后,无论是加载还是卸载,只要频率过高,就会使软土内部水分形成空隙水压,从而改变消散速率,此时应采用三轴剪切试验来完成测试,对于一些粘性土质,由于透水性较差,此时应采用十字板剪切试验来完成测试,对于因软土排水速率快而施工进度缓慢的情况你,可采用直接剪切试验来获得数据,而对于应变项目,可考虑将动态扭剪切试验、蠕变试验等纳入检测中[3]。
三、软土地基岩土工程勘察的工作流程及相关数据处理
(一)软土地基岩土工程勘察的准备工作
软土地基岩土工程勘察的准备工作主要包括三点:一是土层检测,除了要对土层基本情况进行勘察外,还要考虑到排水固结条件、强度增加和沉降速度等情况,对其进行深入、细致地试验,对相关数据进行统计,尤其是土层的复杂程度以及均匀度指标,主要包括浅层基础和深基础层的持力层情况、立体分布状况、土层厚度等内容;二是力学性质分析,软土勘察要注意对软土固结历史、固结情况等力学性质的评价,不同时期形成的土层,其承压能力和应力变化特性也是不同的,应重点分析其差异性特征,测定固结压力和变形参数,主要包括前期固结压力、固结系数、压力指数和系数等内容,并借此来指导实际工作;三是勘查技术选择,软土勘察的主要任务是对工程性质进行描述,除了试验措施外,勘察过程中还要辅助以相应的技术,主要包括钻探技术、物探技术以及现场检测技术等。
(二)软土地基岩土工程勘察的工作流程
软土地基岩土工程勘察工作主要分为四步进行:第一,确定等级,根据工程性质和实践来划分岩土勘察的等级,主要包括土层复杂程度、场地复杂程度以及地基设计等,通常会执行二级标准,如场地勘察的综合分析和评价就属于乙级标准;第二,确定工作量及勘察措施,勘察之前应明确基本工作量,对基本采用数量进行汇总,然后初步设置勘察点,选定勘察措施,并制定具体实施步骤,确保勘察有序进行,提高勘察工作质量;第三,确定取样数量,根据基本工作量来确定取样数量,按照相关流程完成勘察试验,为后续施工提供必要的参考依据,还要注意取样位置的选择,应在规定时间内完成检测,以免浪费资源或因资源短缺而影响试验结果;第四,分析工程水文情况,对软土区域的地下水径流、排泄等情况进行评价,避免因地下水波动而影响勘察的结果[4]。
(三)软土勘察的数据处理
软土勘察的数据处理主要包括三项内容:其一,试验数据处理,软土地基岩土工程通常运用土木试验的方法,对岩土类型以及工程性质进行综合分析,结合工程计算要求,选择数据处理方法,从而确定软土的性质;其二,原位测量数据处理,根据底层情况,确定原位测量的具体技术参数,保证贯入试验指标的精准性,然后按照试验规范,分析和归纳原位测量数据,进而形成数据统计表,生成分析结果;其三,水文数据处理,将水文情况纳入勘察数据处理中,分析地下水对软土地基的影响,勘察获得稳定水文应控制在3m到4m之间[5]。
结论:综上所述,在软土地基岩土工程勘察中,主要充分考虑到软土勘察的注意事项,做好勘察的准备工作,明确工作流程,并对勘察数据进行科学的分析和合理的处理,软土地基岩石工程才能安全、顺利地开展下去。
[1]高晓军.软土地基的岩土工程勘察和数据处理[J].咸宁学院学报,2011,12(3)∶76-78.
[2]吴水清.软土地基岩土工程的勘察及其数据处理研究[J].城市建筑,2013,18(4)∶118-120.
[3]钟红名.北海沙坝沉积地层场地建筑物地基的岩土工程分析评价[D].中国海洋大学,2013.
[4]张雪婵.软土地基狭长型深基坑性状分析[D].浙江大学,2012.
[5]周涛,黄河.软土地基岩土工程勘察探析[J].中国新技术新产品,2009,13(5)∶82-84.