時間:2013年05月14日 分類:推薦論文 次數:
摘要:對于巖土工程的勘察過程,我們不可避免的會遇到有關軟土地基的地質問題。因此在我們確保工程能夠安全、穩定開展的情況下,需要對軟土的基本特征、主要存在的軟土問題、巖土工程當中的基礎設計等方面做好詳細的分析與準備,并且做好勘察當中的有關數據處理,從而在最終的數據結果當中選擇出合理的解決措施。
關鍵詞:軟土地基,巖土工程,勘察,存在的問題
一、軟土地基的基本特征
所謂的軟土是指外觀以灰色為主、天然孔隙比大于或者等于1.0、天然含水量大于或等于液限的細粒土。軟土的基本特征主要有:
1、透水性較差
雖然軟土含水量很高,但是透水性較差。透水性差,就導致了修建在軟土地基之上的建筑物沉降延續時間較長,有的甚至在數年以上。在軟土地基加載初期,會出現較高的孔隙水壓力,從而整個地基的強度都會受到不同程度的影響。
2、強度差
根據試驗,軟土在結構未被破壞時具有一定的抗剪強度,但一經擾動,抗剪強度將顯著降低。軟土的不排水抗剪強度一般小于20kPa,承載力很低,邊坡穩定性極差。
3、不均勻
考慮到軟土所沉積與形成的環境不同,其土質的均勻性較差。因此,在實際的巖土工程當中,很容易出現不均勻的沉降問題。
4、觸變性
當原狀土受到擾動后,由于土體結構遭到破壞,強度會大幅度降低。觸變性用靈敏度St表示,軟土屬于高靈敏土或極靈敏土,受到振動荷載后,易產生側向滑動、擠出等現象。
5、流變性
軟土在長期荷載作用下,除產生排水固結引起的變形外,還會發生剪切變形。剪切變形發展緩慢,延續時間較長,對建筑物地基沉降及邊坡穩定性均有不利影響。
6、高壓縮性
軟土屬高壓縮土,壓縮系數較大。因此軟土地基上建筑物沉降較大。
二、軟土地基巖土勘察的基本流程
1、確定等級
在等級上,需要通過現場、地基設計等的難易程度以及規范標準與工程的實際情況進行劃分。
2、確定勘察措施和工作量
在實際的軟土地基勘察之時,首先要對總體的工作量進行確定,進而選擇好勘察的具體措施。例如:在勘察點的布置上,應在建筑物或高層地下室的周邊進行布置,按照勘察規范將間距與孔深設定好,并且將工程的鉆孔數量統計出來。另外,需要規范化的設定鉆孔的標準與深度,最終將整個工程的基本采樣與工程量進行匯總,進而制定出詳細的計劃,確保勘察的高質量。
3、確定取樣的數量
考慮到前期工程的工作量,需要將取樣的數量標準確定,從而制定出一個完善的流程,確保試驗的充分,并且將具體的時間加以明確,為了后續的工程開展提供一定的參考數據。
4、項目的地下水情況
在進行巖土工程的勘察當中,需要調查清楚項目區域之內的地下水情況。例如:該地區的地下水的排泄、類型等等。因為地下水會對軟土產生較大的影響,勘察結果也會隨著地下水的波動出現各種各樣的變化。所以,在制定勘察與試驗措施的時候,需要將地下水的實際情況考慮進行,從而有效的避免在勘察工作的開展以及試驗當中出現周期性的地下水影響。
三、對軟土地基巖土工程勘察的數據處理
1、對試驗的數據進行處理
在巖土工程當中的軟土地基的試驗一般都是常規土工試驗。土工試驗所具備的優勢為操作簡單而方便。在數據的獲取以及數據的處理的時候,能夠綜合的考慮到巖土試驗項目是否符合工程的性質以及巖體類型,并且通過在建工程項目將試驗操作及數據處理方法確定下來,最終得出軟土的基本屬性。
2、對原位測試的數據進行處理
軟土地區原狀土樣易受擾動,勘察可采用靜力觸探試驗、十字板剪切試驗等原位測試手段。原位測試參數的選擇可以根據地層的情況而定,按照規范標準針對不同性質的土體進行不同的參數選擇,以便獲得較為精確的數據資料,然后按照試驗規范對原位測試的數據進行分析與歸納,最終形成數據統計表,進行成果分析。
3、對地下水的影響進行分析
在數據的處理當中,我們也需要將地下水對軟土地基的影響考慮到其中。軟土地基的物理性質直接受到了地下水性質的影響。因此,在進行數據處理時,就需要在對勘察數據進行分析時根據地下水分析報告按巖土工程勘察規范確定環境水的類型等內容。例如:地下水主要有地下徑流與降水兩種補給方式, 當為承壓水的時候,勘察時如獲取的穩定水位在3-4米,而項目的基礎設計深度僅為2.5米, 那么,地基基礎位于地下水位之上,地下水對混凝土和鋼結構的腐蝕性判別應根據巖土勘察規范分別給出是否具腐蝕性的結論,同時由于基礎位于地下水位之上尚應給出土對混凝土和鋼結構是否具腐蝕性的結論。
四、軟土地基勘察問題的提出分析與處理意見
軟土深基坑勘察帶來的一些普遍性問題展開討論,并剖析部分案例,介紹如下。
(1)對淤泥質超軟弱土沒做不固結不排水(UU)強度試驗。
眾所周知,粉砂土富水性較強,而淤泥質土層富水性貧乏,在這種一側富水,而另一側隔水的條件下,導致在接觸帶上富水最集中,由于長期受其水的浸泡軟化,致使淤泥質土中天然含水量很高,天然孔隙比和液性指數很大,其性質接近于淤泥,可能為淤泥質超軟弱土。對這種特殊性土應進行鉆探取樣做不固結不排水(UU)強度試驗或現場做十字板剪切試驗。鑒于該土性對基坑工程的嚴重危害性,因此,建議鉆探取樣做不固結不排水(UU)強度試驗或現場做十字板剪切試驗,確定土的性質,同時,提醒勘察同行在進行深基坑圍護方案設計時,應注意在淤泥質軟土與粉砂接觸帶上,往往淤泥質軟土是最軟弱的。
(2)沒有合理分層
如某超高層建筑為地下2F深基坑,發生過深基坑整體塌滑事故,后據補勘查證,淤泥質土層很厚,厚度最大可達10m,按其性質可細分為3個亞層:第1層淤泥質土性質最差,含有較多的腐爛植物殘骸或富含有機質,埋藏較淺,厚度較大,處于基坑開挖深度范圍以內;第2層淤泥質土性質稍好,但仍處于流塑狀態,厚度較大,位于坑底;第3層淤泥質土性質相對較好,其性質接近于軟塑狀態,但埋藏較深,形成了淤泥質土的性質由上而下逐漸變好的特征。但查看原先地質報告,發現沒有對淤泥質土的明顯特征引起重視,僅粗分為一個大層,由于沒有細分層,導致淤泥質土統計的抗剪強度C、值偏高,是引發深基坑滑塌事故的一個重要因素之一。由此可見,對深基坑而言,細分層很重要,而對很厚的淤泥質土層更應該進行仔細分層。就本工程補勘來說,對很厚的淤泥質土層劃分為3個亞層是合理的。
(3)鉆探沒有詳細查明淤泥質土等軟弱夾層
如某多層住宅小區,1F地下室,但在打樁和基坑開挖過程中發現淤泥質土等軟弱夾層多處沒有查明,與勘察成果報告不吻合,造成多次補勘和采用加樁進行補強的措施。究其原因主要有:①地質條件復雜,據鄰近場地鉆探揭露,以淤泥質土為主的軟弱夾層較多;②項目沒有搜集資料;③對地下室勘察沒有引起重視;④采用網格狀布孔,由于鉆孔較少,難以控制淤泥質土等軟弱夾層在水平和豎向上的分布情況。應沿建筑物周邊線并兼顧角點和沿基坑外側布置勘探孔,孔距取較小值;不能打淺孔,而是深孔;不應是控制1/5取原狀土試樣孔,而至少是1/3取原狀土試樣孔;補勘不能都集中在所謂問題最多的地段,而還要兼顧面上的情況,分層對軟弱夾層。當厚度大于0.5m的淤泥質土等軟弱夾層或透鏡體,宜進行單獨分層。
五、軟土地基中面臨的主要巖土工程問題
1、地基失穩
軟土地基失穩的主要機理是:當基底壓力超過地基強度時,地基沉降并逐漸側向變形產生局部剪切破壞,塑性變形區逐漸擴展為連續貫通的滑動面,地基喪失整體穩定而破壞。盡管這類地基強度事故的數量比起地基變形引起的事故要少,但后果極為嚴重。
2、下伏巖土層突變
軟土層直接覆蓋在基巖之上,并且軟土層厚度較大,基巖面起伏不定。在這類場地進行工程建設時,應分析場地的適宜性,尤其是建筑物基礎的選型尤為重要。由于軟土層至持力層之間無好的土層,樁周土大部分為軟土,一般呈流塑狀,樁的水平抗力小,穩定性很差,影響上部建筑的穩定,此外,單樁承載力基本靠端阻力來承擔,軟土的負摩阻力會增加樁端壓力,引起應力集中,過大時會使樁端受損。
3、土的抗剪強度測試方法和取值的問題
如何選擇土的抗剪強度測試方法、合理取值和應用,應視土的性質、周邊環境條件和深基坑開挖深度等具體情況選定。一般情況下,對飽和淤泥質等軟土宜選擇三軸不固結不排水(UU)強度試驗,而對排水條件較好的粉砂土可采用三軸固結不排水(Cu)強度試驗;但在實際工程中發現采用的是由地區經驗得出來的固快值和快剪指標進行設計。
六、結語
總之,軟土地基是很常見的一種現象,需要廣大的巖土勘察工作者不斷的深入研究,才能夠將軟土地基處理的更加的完善,進而確保工程的穩定性與安全性。
參考文獻
[1] 工程地質手冊.(第四版).中國建筑工業出版社
[2] 巖土工程勘察規范(GB50021-2001) (2009年版)