浅谈岩土工程勘察软弱层的划分及处理方法

朱党生

刘宾

（河北省保定地质工程勘查院，保定071051）

1 概述

岩土工程勘察的主要目的，在于查明勘察场地地层的结构特征、空间变化规律和物理力学性质，并为岩土工程治理提供特征参数[1]。地层分层是否恰当、合理，直接影响勘察成果的准确性，合理的分层能使勘察成果便于利用，而不合理、错误的分层，尤其是软弱层的遗漏可能导致严重的工程事故。

软弱下卧层是指地基持力层以下部位承载力特征值小于持力层的土层。一般情况，土层越深，基地附加应力就越小，且承载力虽深度的增加而增加，而软弱下卧层则相反，下层承载力特征值小于上层持力层。

2 软弱层的划分方法

2.1 野外记录 在勘察工作外业编录中，应按钻孔（探井）所揭露的地层顺序，由上至下对地层进行描述，当地层厚度大于0.50米时，应单独进行描述。对于出露厚度在0.10米～0.50米的薄层，应描述其位置、厚度和状态。特别注意避免在其它孔位厚度较大，在编录孔厚度很薄的层位因未进行描述而丢失。对于厚度小于0.1米的标志层位、软弱层位，也应进行描述。

2.2 室内整理 岩土分层应在检查、整理钻孔（探井）记录的基础上，结合工程地质测绘与调查资料、室内试验和原位测试成果进行。

岩土分层时，应按“两级单元”模式进行，即应首先将不同地质时代及不同地质成因的岩土划分为一级单元，即“大层”，再按一级单元的岩性、状态（如软弱层）、空间分布特征等细分为二级单元，即“亚层”。表示方法为：用带圈的数值（如①、②、③……）表示大层代号，在大层代号右下角用下标数值代表亚层（如②1、②2）。

软弱层的划分，通常在亚层中，在编号顺序上应考虑空间分布和覆盖关系，由上至下编号。

3 软弱层的处理方法

3.1 浅层软弱层的处理方法

3.1.1 浅层软弱土层通常采用换填垫层法进行处理，也可采用压实地基和夯实地基对浅层软弱层进行处理。当采用换填垫层法进行处理时，其处理厚度不应大于3.0米，所采用的垫层材料通常为砂石、粉质粘土、灰土、矿渣等，可根据实际情况确定。垫层的厚度根据需置换软弱土层的深度或下卧土层的承载力确定，并满足公式pz+pcz≤faz的要求，垫层底面处的附加压力值pz可通过公式计算确定，垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，垫层顶面每边超出基础底边边缘不应小于300mm，且从垫层底面两侧向上，按要求放坡。垫层的压实标准依据压实系数确定。其承载力通过现场静载试验确定。[2]

3.1.2 工程实例[3]。石家庄某电力器材有限公司办公楼，长50.9米，宽12.9米，地上4层。砖混结构，条形基础，设计要求承载力特征值为130kPa。

通过勘察，天然地基不能满足设计要求，由于开槽后软弱层厚度相对较小（1.0-1.4米），若进行桩基处理，造价相对较高，而且工期较长，故采用换填垫层法进行处理。

处理方法：全部清除第②粉土层，垫层材料为3:7灰土，厚度1.4米，压实系数≥0.95，施工严格执行《建筑地基处理技术规范》（JGJ78-2012）。施工结束后，经过静载试验，其承载力特征值≥135 kPa，满足设计要求。

场地地层及承载力特征值如表1所示。

表1

表2

3.2 受力层软弱层的处理方法

3.2.1 若软弱层埋藏相对较深，处于主要受力层范围，往往采用预压法、桩基础和复合地基进行处理。由于预压法工期相对较长，桩基础造价较高，采用较少，常用的是采用复合地基处理，其处理方法包括振冲碎石桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、灰土挤密桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基等等。

3.2.2 工程实例[4]。保定市某园艺有限公司某花苑，共由三部分组成：西部沿街为商业综合楼，地上2层，高10米，框架结构；中部为温室，一层，高3-5米，轻钢结构；东部为办公楼，地上二层，高7米，砖混结构。设计要求承载力特征值为140kPa。

通过勘察，持力层为古河道新近沉积粉质粘土，天然地基不能满足设计要求，受力层也存在软弱层。该建筑场地地层特征为：

①杂填土层：杂色-灰黄色，松散，湿，以粉土为主，含砖块、白灰渣等杂质，杂物含量5%-15%。分布整个场地。②新近沉积粉质粘土层：灰褐色，可塑，含小青砖粒及铁锰结核，粒径2-5mm，具氧化铁染色。分布整个场地。③1新近沉积粉土层：灰黄色-灰色，湿，密实-中密，含小青砖粒，粒径2-5mm，偶见铁锰结核，粒径1-3mm。分布整个场地。③2新近沉积粉土层：灰色，湿，中密，局部稍密，偶见青砖块、朽木。分布整个场地。③3新近沉积粉土层：灰黄色-灰色，湿，密实-中密，砂性较大，夹粉细砂透镜体，偶见青砖块、朽木。分布整个场地。④粉质粘土层：灰黄色-灰色,可塑，含姜石。分布整个场地。⑤粉土层：褐黄色，稍湿-湿，密实，含小姜石，偶夹薄层粉质粘土。分布整个场地。⑥粉质粘土层：褐黄色，可塑-硬塑，含姜石，底部砂性较大。分布整个场地。⑦中砂层：灰褐-灰白色-灰色，中密，稍湿，主要成分：长石，石英，少量云母。

其力学指标如表2所示。

处理方法：依据设计要求，基底埋深-1.8米，持力层为第②粉质粘土层，承载力特征值为120kPa，不能满足设计要求，若采用换填垫层法进行处理，其下还有第③2粉土层，承载力特征值仅为100kPa，不满足公式pz+pcz≤faz的要求，为软弱下卧层，经综合分析，采用夯实水泥土桩复合地基进行地基处理，桩径350mm，设计桩长4.5m，有效桩长4.2m，以第④层粉质粘土为桩端持力层，施工结束后，经过静载试验，其复合地基承载力特征值≥140kPa，满足设计要求。

4 结束语

软弱层如果划分不准确或者是处理不当，会对建筑物产生不良的影响，比如建筑物的开裂、倾斜，严重的也会造成建筑物倒塌，因此，对软弱地基的处理，加强其承载能力、降低软土沉降量在建筑施工的过程中尤为重要。

[1]GB50021-2001，岩土工程勘察规范[S].2009版.

[2]JGJ78-2012，建筑地基处理技术规范[S].

[3]石家庄某电力器材有限公司办公楼岩土工程勘察报告.中国兵器工业北方勘察设计研究院.

[4]保定市某花苑岩土工程勘察报告.保定市金地岩土工程有限公司.