软土地区岩土工程勘察技术要点分析

夏飞跃

（江西有色建设集团有限公司，南昌 330000）

1 软土地区岩土工程项目概述

某综合管廊项目位于主干道沿线，全长4 215.0 m。整条线路采用双舱结构，宽度为5 562.2 mm，高度为3 152.2 mm，埋深在地面以下5.8～6.5 m，交叉口埋深12.3～13.8 m。工程选择明挖施工法，开挖深度最大为13.8 m，最小为5.8 m，综合管廊顶板覆盖土层厚度为2.3～3.2 m。室外平整标高为3.8 m，拟选择桩基础，工程顶板设计荷载为72.2～92.5 kPa，交叉口位置设计荷载为112.2～203.5 kPa。

该项目建设区域的土层结构包括表层填土、淤泥质粉质黏土、粉细砂、中粗砾砂等，各土层性质见表1。

表1 项目各土层性质

2 勘察技术方案

2.1 钻机钻探

钻探是软土地区岩土工程勘察的主要技术，根据钻探目的，可以选择不同口径的钻孔。比如，为采取原状土样，可以选择口径在91.0 mm 及以上的钻孔；而为了鉴别地层，可以选择口径超过36.00 mm 的钻孔。根据钻孔形状，选择不同的垂直度测试标准。当钻孔为垂直孔时，通常需要间隔50.00 m 进行一次垂直度测试，并保证偏差在±2.0°/（100.0 m）以内；若为斜孔，则需要每间隔25.00 m 进行一次方位角、倾斜角记录，并根据岩土工程的勘探设计要求进行偏差控制。同时，考虑到粉土、砂土层原状土样带上地面勘探难度较大，勘察技术人员需要以无岩芯钻进方式或无泵反循环方式，配合标准贯入器间断取样，并控制取样间距在1.00 m 以内。

在钻机钻探取样后，为定量分析工程明挖深度范围内土层的含水透水性能，需进行样品渗透试验。以工程开挖范围内的填土、淤泥质粉质黏土、粉细砂为对象，进行土体水平方向、垂直方向渗透系数的测定[1]。

2.2 静力触探

静力触探主要是在压力装置的帮助下，将带有触探头的触探杆压入试验土层。同时，利用量测系统测量土体贯入阻力，推测土的容许承载力、变形模量。这一方法主要用于粉细砂、中粗砾砂层勘探。采用数字化静力触探仪，配置圆锥锥底截面积、侧壁面积分别为10.0 cm2、300.0 cm2的双桥探头，探头圆锥尖角倾斜度为60.0°。

2.3 室内试验

室内试验主要依据GB/T 50123—2019《土工试验方法标准》，对勘察取得的粉质黏土原状土样进行室内物理力学性质测试，测试项目包括天然重度、干密度、含水量、液限、塑性指数、孔隙比、饱和度等。测试时，主要利用实验室内准备的直剪仪或环剪仪等强度测试仪器，以及侧限压缩仪（变形参数测定）、三轴仪（固结强度）或双联中压固结仪等仪器，并依据仪器使用说明书及现有操作标准进行操作。基本物理性质实验可以划分为液塑限试验、固结压缩实验、基本物理指标试验（含水量、土粒重）几个部分[2]。

3 勘察技术要点

3.1 勘察点布置

在勘察点布置时，勘察技术人员应根据软土成因类型，结合地基复杂程度，确定勘察点位。一般勘察点位之间的距离应在30.0 m 内，若土层变化较为复杂，则应适当增加勘察点分布密度。

3.2 取样

在取样前，勘察技术人员应通过现场踏勘，规划勘察仪器的进入与退出路线。同时，掌握场地环境，明确钻探用水来源，并划定器材、遗弃物放置方位，保证勘察工作结束后现场原样可恢复。同时，勘察技术人员应依据周正、稳固、水平的原则有序安装勘察机械。若为钻机安装，应保证立轴与测定钻孔呈90°，避免在高空架线高度低于10.0 m 的区域内钻探。

3.3 勘察操作

在室内标准固结压缩试验开展前24 h，勘察技术人员应选择真空抽气饱和容器进行抽气饱和操作，以保证原状土体饱和度超过95.0%。在试验操作过程中，为了避免土样被大量扰动，操作人员应在确定试验土样面积（20.0 m2）之后，依据25.0 kPa、50.0 kPa、100.0 kPa、200.0 kPa、300.0 kPa、400.0 kPa、600.0 kPa、800.0 kPa 的荷载施加等级进行荷载施加，控制土体压缩变形幅度小于0.01 mm/h。同时，利用TSW-3 土工试验微机数据采集处理系统，自动采集参数，以规避因人工采集数据而引发的结果误差。

4 勘察结果分析

4.1 钻探渗透试验结果

在钻探取样后，准备TST-70 型渗透仪以及秒表、天平、木槌等附属设备，装好仪器并确定仪器不漏水后，放入滤纸并关闭止水夹，精确称定原状土样（1.0 g）分层装入仪器内，每层装填完毕后从调节管位置进水到土样顶面，致使最后一层土样高出上测压管孔3.5 cm±0.5 cm。量测土样顶面、筒顶剩余高度后，由供水管继续向圆筒顶面供应水源，促使水面自始至终保持与渗透仪器顶面在同一水平线上，此时调低调节管高度，获得自下向上的渗流。稳定后记录测压管水位并计算水位系数。通过对试验结果进行统计，得出结果见表2。

表2 各土层渗透性试验结果

由表2 可知，工程浅部原状土层透水性能较差，需要选择级配较好的砂石垫层进行浅层原状土的换填处理。进而分层压实，为后续桩基施工提供良好条件。

4.2 静力触探结果

通过静力触探，得出各土层静力触探力学指标范围见表3。

表3 各土层静力触探力学性能指标范围

如表3 所示，结合工程土质特点以及拟建桩基础形式，可以依据TBJ 37—1993《静力触探技术规则》中提出的双桥探头的探头锥尖阻力和侧壁摩擦阻力估算方法，确定混凝土钻孔桩单桩容许承载力P。P 的计算公式为：

式中，α 为桩端阻力综合修正系数，桩直径小于650.0 mm 时，α=570.70Ps-0.93，桩直径大于650.0 mm 时，α=20.46Ps-0.55；Ps为探头锥尖阻力，N；A 为桩径，mm；U 为桩周长，mm；βi为桩侧阻力综合修正系数，桩直径小于650.0 mm 时，βi=21.22fsi-0.75，桩直径大于650.0 mm 时，βi=3.49fsi-0.40；fsi为桩周分层土探头侧摩擦阻力；hi为分层土厚度；k 为安全系数，若选择桩承载力为主，k=2，若选择摩擦阻力为主，k=2.5。基于已知参数，可以选择长度为58.0 m 的桩，将其嵌入第三层粉细砂或第四层中粗砾砂中。

4.3 室内试验结果

通过室内试验，得出结果见表4。

表4 土工试验结果

通过对表4 进行分析可知，软土地区在天然状态下孔隙较大、含水量较高、干密度较小，处于饱和状态。结合其塑性指数可知，土样处于流塑状态，在压力作用下体积变化较为显著，沉降变形幅度较大。

5 结语

综上所述，工程埋深较大、荷载较小，应根据静力触探结果进行分段施工。并在室内试验结果数值较高点位铺设降水管路，设置支护措施，以规避基槽长时间雨水浸泡问题，保证土层稳定性。同时，根据钻探结果，应选择超过0.94 的压实系数进行分层换填压实，进而浇筑钢筋混凝土刚性垫层，再配合道路交叉口复杂基坑的深层水泥搅拌处理，以保证基层稳固性。