公路工程中软土路基地质勘察技术的探析

牟军　潘永祥

【摘要】结合笔者工作经验，本文首先概述了软土的概念种类及其特性，对公路工程中软土路基地质勘察内容及要求和软土路基地质勘察剪切试验的要求以及软土的力学性质参数的测定进行了探讨分析，并阐述了公路工程中软土路基地质勘察技术以及需要注意的问题

【关键词】公路工程；软土路基；内容要求；地质勘察技术

城镇化建设的快速推进，各种基础设施建设以及各类工程建设越来越多，同时对路基的技术要求越来越高，因此必须提高软土路基地质勘察的方法、地质勘察的手段。

一、软土的概念种类及其特性的概述

1、軟土的概念及种类种类。软土就是强度低、压缩性高的软弱土层。以孔隙比及有机质含量为主，结合其他指标，可将软土划分为软粘性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土及泥旋五种类型。通常把淤泥、淤泥质土、软粘性土总称软土，把有机质含量很高的泥炭、泥炭质土总称泥沼。软土的成因类型有滨海相、湖沼相、谷地及河滩冲洪积相沉积几种，以滨海、湖沼沉积为主，其沉积时代主要为第四系更新统和全新统（即）两个时代。在工程施工实践中，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。而针对这些区域进行软土工程地质勘察，提高地质勘察效率和质量，以及进行加同处理等问题，已成为摆在软土工程地质勘察技术人员面前的一个迫在眉睫的难题。

2、软土的特性。（1）触变性：当原状上受到振动或扰动以后，由于上体结构遭破坏，强度会大幅度降低。软上路基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降或基础下土体挤出现象。（2）流变性：软土存长期荷载作用下，除产生排水固结引起的变形外，还会发生缓慢而长期的剪切变形。（3）高压缩性：软土属于高压缩性上，下缩系数大。故软土路基上的建筑物沉降量大。（4）低强度：软土不排水抗剪强度一股小于20kPa。软土路基的承载力很低，软土边坡的稳定性极差。（5）低透水性：软土的含水量虽然很高，但透水性差。软土路基上建筑物沉降延续时间长，一般达数年以上。加载初期，路基中常见现较高的孔隙水压力，影响路基强度。（6）不均匀性：由于沉积环境的变化，上质均匀性差。作为建筑物路基易产生不均匀沉降。

二、公路工程中软土路基地质勘察内容及要求

1、勘察内容。（1）软土的成因类型、埋藏条件、分布规律、层理特征、渗透性、水平向与垂直向的均匀性、地表硬壳层的分布与厚度、地下硬土层或基岩的埋深与起伙。（2）软土的固结历史，强度和变形特征随应力水平的变化规律以及结构破坏对强度和变形的影响程度。（3）微地貌形态、暗塘、暗浜、墓穴、填土、古河道的分布范围及埋深。（4）地下水埋藏情况，及其对基础材料、施工安全和周围环境可能造成的影响。

2、软土路基地质勘察的要求。（1）勘探点布置宜根据、工程性质、场地类别、地质勘察阶段、成类型和路基复杂程度确定。当土层变化复杂时，应加密。（2）钻探取样应与原位测试相结合，取样应采用薄壁取上器；原位测试宜采用静力触探、十字板剪切试验。

三、公路工程中软土路基地质勘察剪切试验的要求以及软土的力学性质参数的测定

1、软土路基地质勘察剪切试验的要求。（1）当土体加荷卸荷速率超过土中孔隙水压力消散的速率时，宜采用自重压力预围结的不固结不排水三轴剪切试验。对渗透性很低的粘性士，可采用无侧限抗压强度试验或十板剪切试验。（2）当土体排水速率快且施工过程较慢时，宜采用固结不排水三轴剪圳试验或直剪试验。（3）对土体可能发生较大应变的工程，应测定残余抗剪强度，必要时应进行蠕变试验、动扭剪试验、动单剪试验和动三轴试验。

2、软土的力学性质参数的测定.按岩土工程类别及地质勘察阶段采用一种或多种手段测定土的力学参数，这些手段包括室内土工试验、原位测试、问接经验推算、原型观测反分析等。试验土样的初始应力状态、应力变化速率、排水条件和应变条件均应尽可能与工程的实际条件相模拟。故对正常固结的软土应在自重应力下预同结后再作不固结不排水三轴剪切试验。

四、公路工程中软土路基地质勘察技术

1、施工设备。根据施工条件，地面软弱钻机搬迁困难，采用百米钻机施工钻孔，道路等地面较好的部位的钻孔采用汽车钻机施工。

2、钻探工艺。为保证亚粘土特别是亚粘土夹细砂层、软粘土不被扰动，细砂层松动、涌起及沉淀，采用泥浆护壁回转钻进。不得采用冲击钻进，在地质勘察施工开始的钻探工艺试验表明，在亚粘土夹细砂层采用冲击钻进经常发生塌孔，孔底残土沉积过大，给清孔、取样、原位测试造成极大困难，同时常使土样发生扰动，严重影响样品质量与原位测试质量和地质勘察成果的准确性。

3、钻孔取样。钻孔取样为保证准确鉴别和划分地层，钻孔和静力触探间距必须满足绘制典型地质分段的详细地质断面及划定软土路基沉降及稳定设计处理的范围。亚粘土、亚粘土夹细砂、软粘土取样采用薄壁取土器静压法采取，在取样至试验的全过程必须采取有效的措施，保证样品不受扰动、变形，水分流失及其它任何外界因素的影响；尤其是亚粘土夹细砂、软粘土含水量大、结构松散，更应特别注意。

4、现场原位测试。标准贯人试验是用于砂土和一般粘性土。厚度小于10m时，每lm试验一次；当厚度大于10m时，每1.5～2.0m试验一次。试验结束后，应将标贯器内的土样取出进行岩性鉴别描述。静力触探。对于路基段及软土分布较厚地段，采用静力触探、钻探相结合的地质勘察方法进行地质勘察，在典型地段，布设适当的横断面，查明软土层在横向的分布范围及分布厚度。十字板剪切试验。选取代表性软土路段作十字板剪切试验，间距应满足每一个具有代表胜的地质路段的各软土地层内均有两组以上的有效的现场剪切试验数据。

五、软土路基地质勘察应注意的问题

（1）对软土的力学性质的评定，查明软土的固结历史，确定足欠固结、正常固结或超固结土，足十分重要的。先期固结压力前后变形特性有很大不同，不同固结历史的软土的应力应变关系有不同特征。要很好确定先期固结压力，必须保证取样的质量。（2）除土层的一般成冈类型、成层条件、分布规律外，尤应查明：①对软土的排水固结条件，沉降速率、强度增长等起关键作用的薄层理与夹砂层特征；②土层均匀性，具体指厚度、岩性等水平向垂直方向的变化；③可作为浅基础、深基础的持力层一一硬土层的埋藏条件；④任基础影响范围内基岩的埋藏条件、分布与起伏，基岩上部风化程度等。（3）变形参数的确定：室内测试要给出先期固结压力、压缩系数、压缩指数、回弹指数、固结系数等变形参数。（4）软土地区微地貌特征形态与不同性质的软土层分布有内存联系，查明微地貌形态、暗塘、暗浜、墓穴、填土、古河道等，有助干查明软土层的分布。（5）施工活动引起的软土应力状态、强度、压缩性的变化。6）地区的建筑经验是最为重要的工程实践经验，是软上地质勘察、评价、设计和施工安全可靠的保证。

结束语

地质勘察成果的准确性和代表性决定工程造价和工程质量。因此，选择适宜的地质勘察方法，对软土路基做出正确的评价和预测，提出有效又经济合理的路基处理措施，为施工图设计提供可靠的工程地质依据至关重要。

参考文献

[1]JTJ064—98公路工程地质勘察规范[s].

[2]于长亮.公路软土路基地质勘察方法与评价[J].岩土工程界.2010

[3]郭涛.公路工程软土路基的解决措施[J].公路，2009.