对于软土地基的岩土工程勘察的相关研究

李森

在进行工程建设时，往往会遇到软土类型的地基。这类地基通常会对整个工程造成阻碍，需对软土地基进行岩土工程勘察取得详实的勘察资料才能为工程建设施工质量及施工顺利进行提供保障。本文从软土地基的特点出发对软土地基岩土工程勘察要点进行分析，并提出相关注意事项。

在对软土地基进行岩土工程勘察工作时，管理工作至关重要，科学、有效的管理可以提高软土地基岩土工程勘察第一手资料的可靠度和准确度，进而使软土地基工程的有效性得到充分地发挥。但是在实际工作中，软土地基的岩土工程勘察的管理工作还不够完善，一是因为对软土地基的认识不足，抓不住勘察重点，二是因为勘察范围过于广泛，所以缺乏针对性，直接导致了勘察效率及勘察质量的低下。企业如果想提高勘察工作的效率及质量，就必须将岩土工程勘察的各项工作完善化、科学化和规范化，并注重相关环节管理，同时企业还应加强新技术的运用，在软土地基岩土工程勘察中，只有积极采用新技术才能使勘察质量得到进一步的提高。所以，企业应及时发现自身的不足之处并进行改善，积极引进先进的勘察技术并使相关管理工作趋于完善，为勘察工作的顺利实施奠定良好的基础，创造有利的条件。本文首先对软土地基的特点进行了阐述，同时对软土地基的岩土工程勘察要点进行了详细地归纳和总结，提出了相关建议，希望可以为相关企业及行业工作者提供参考。

一、软土地基特点

1.触变性

软土地基最为显著的特点便是它的触变性，具有这一特点的原因便是因为在外力的作用下，特别是在工程施工的过程中遭到了挤压或振动等作用力的情况下，软土地基在受到此类力的作用下导致其结构发生了变形或是遭到了损坏，从而使得软土层出现沉降或是整体滑坡现象，进而对整个软土层的稳定性造成影响。因为软土地基自身的结构便不稳定，所以当其本来的土壤结构受到破坏后就会极大程度的使土层承载力降低，甚至强度丧失。软土地基是极灵敏性土或高灵敏土，一旦软土地基中出现了震动便有可能引发挤出或滑动。

2.流变性

土质结构疏松是软土地基的一大特点，其具有偏低的土壤密度并且土壤中含有大量的水分。因为这种特点的存在，所以会导致软土会随着水分结构的不断变化而产生变化。在外力的作用下软土会根据水分的出现持续出现，出现时而分散时而集中。但此类程度的形状变化通常会使地基展现出一定程度的剪切力，从而使得软土地基发生剪切或是变形的现象。再者，因为软土地基长期都会受到荷载力的影响，地基极容易出现变形或剪切变形。虽然有时候这种变形不甚明显，但是因为其持续时间较久，无法确定其是否可以有效的承载，更甚可能会出现孔隙水压力，进而对建筑工程的地基承载力造成巨大影响。

3.高压缩性

与其他的土质层相比，软土地基的结构十分松散并且含水量较大，在外界作用力的影响下，十分容易使软土层的结构产生变化，从而使其稳定性持续下降，假如不加以防护则会在作用力的不断影响下导致软土层的变形压缩，进而可能会导致地基上方建筑物出现过大沉降的状况，对整个建筑工程的安全性和稳定性造成影响。随着液限的增大软土的压缩性也会增加，所以软土也是一种高压缩土。通常状况下软土的压缩系数为0.5——1.5MPa-1，压缩性较高的软土甚至可以达到4.5Mpa-1，压缩指数一般为0.35——0.75 之间。鉴于此，建造于软土地基之上的建筑工程有可能会出现地基过大沉降事故。

4.低强度

一般情况下，建筑物普遍对于地基有着较高的要求，特别是对于地基的稳定性要求，地基需要具有相应的承载能力来保证整个建筑物的安全稳定，但是因为地基中具有较多水分并且很难排除干净，同时尚无有效方法使软土地基的抗剪能力得到有效提升，所以便会使软土地基的强度发生持续下降，软土地基的承载能力和稳定性都无法满足工程施工的具体要求。即使是在这种地基上进行施工作业同样也会发生边坡移位或塌方的现象，是一种极大的隐藏风险。

5.不均匀性

软土层的结构过于复杂并且呈不规律性，也正是因为这一特点会使软土层的强度形成不规律分布的状况。对于结构较大的建筑施工工程来说，这类问题因为建筑物拥有一定的空间跨度，荷载较大、分布不均，从而使地基受到的剪切力愈发不稳定，使得全部地基不具备稳定性。换言之，由于沉积环境的复杂性导致软土层的物理力学性质及空间分布极易发生改变，具体表现在地层的不均匀性方面。在进行施工作业时，建筑工程极易因为结构的不均匀而对建筑工程的地基承载力造成影响。

二、软土形成原因及分布规律

1.软土的成因类型

在软土分布地区进行岩土工程勘察时，应对软土的成因类型进行详细地分析，不同成因类型的软土，其分布范围、土层厚度和土的均匀性是不一样的。软土的成因一般包括以下几种类型：湖沼相、溺谷相、滨海相和内陆型的山间盆地或河滩冲洪积相等，其中滨海和湖沼沉积是软土的主要成因。软土的沉积时代也被划分为第四系更新统时代和全新统时代。软土层通常具有较大的厚度，分布范围也十分广泛，并且因为长期受到海水入侵的影响，在海水入侵时潮水会给陆地带来较多淤泥并逐渐沉积下来，通过这一过程形成了三层海相软土，例如我国的杭嘉湖地区的软土，它的第四系标准剖面便可以直观显示此类软土分为三层。

2.软土的分布规律

此部分对软土的分布规律进行集中的探讨和分析。在我国，软土主要分布在沿海地区，特别是东部沿海区域的软土分布最为广泛，如福建省沿海的福州、莆田、泉州、厦门和漳州临近海岸线的区域就广泛分布有软土（淤泥），而浙江海岸线相对较长，所以浙江软土本来应该分布在临近海岸线的区域，但浙江软土实则分布于一些平原地区，例如宁绍平原、杭嘉湖平原以及温州平原和台州平原地区。正是因为如此的地理位置对沿海区域许多高速公路及建筑在软土地基上修建产生影响，而浙江沿海区域的软土路基的长度和厚度在全国来看都是极为特殊的。除了浙江沿海区域的软土路基外，我国的软土路基还分布在其他诸多著名城市，例如上海、广州、温州、杭州、无锡、苏州、青岛、大连、港澳等，分布范围极为广泛。

三、软土地基岩土工程的勘察要点

1.确定软土的力学性质

勘察是为建设工程的设计、施工服务的，就勘察对设计而言，设计方关注更多的是地基岩土层的力学性质，因此，在对软土地基进行岩土工程勘察时应对其力学性质进行合理的判断。软土的力学性质与其固结度有关，软土的固结程度不同，那么它产生的性能、压力及变形程度也会有所不同，查清软土的固结历史对工程建设具有重要的意义，所以在勘察时应着重探测软土的固结历史，对软土的超固结、欠固结及正常固结情况进行分析评价。软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大，勘察时应通过钻探结合原位测试、软土成因、上下地层、室内试验、当地经验等方法确定软土的力学性质指标。确定软土的力学性质指标时，当场地施工条件许可，宜采用静力触探代替钻探鉴别孔，用十字板剪切试验测定软土的无侧限抗压强度和灵敏度，用静载荷试验、扁铲侧胀试验等确定软土的承载力、变形模量和压缩模量等岩土参数，通过室内试验确定软土的先期固结压力、固结系数、回弹指数、压力系数、固结压力、压力指数、抗剪强度、无侧限抗压强度等。

2.探测土层分布

查明建筑物范围内软土的成因类型、分布范围、埋深、厚度、水平和垂直向的均匀性、结构破坏对强度和变形特征的影响，地表硬壳层的分布与厚度，下伏硬土层或基岩的埋深和起伏，是软土地基岩土工程勘察的又一要点。查清软土的分布范围、厚度、均匀性等，是评价软土工程地质性能的基本条件，也是对软土层进行地基处理时需考虑的因素之一。山区或山前地带，其软土的成层条件较复杂，受下卧基岩顶板的坡度和起伏控制，土层厚度和层理在水平、垂直分布上变化大，是影响场地地基的抗滑稳定性和造成地基不均匀沉降的主要因素。

3.判别软土震陷和地基液化

软土是一种具有触变性和流动性的特殊性土，在抗震设防烈度等于7 度或7 度以上地区，当场地分布有较厚软土时，应判别软土产生震陷的可能性和估算震陷量，这既是国家相关勘察规范的规定，也是软土地基岩土工程勘察的又一要点。软土产生震陷的因素很多，如振动作用下的触变，振动破坏土的加固黏着力、地震作用产生的动剪应力、振动下的排水、排气造成的土体体积减少以及竖向地震力使地基中应力增加等均可引起软土的震陷。评价软土是否会震陷的条件应当根据其等效剪切波速、承载力特征值、上覆非软弱土层厚度、软土厚度等综合确定。

软土分布区往往同时分布有饱和砂土和粉土，对这些饱和砂土、粉土层应根据规定进行液化判别，确定液化指数和液化等级。当采用标准贯入试验法进行液化判别时，宜采用泥浆护壁、回转钻进，严格遵守标准贯入试验的现场操作规定，以确保标准贯入试验锤击数能客观反映地层的实际状况，保证液化判别的准确性。

4.地下水

地下水是岩土工程勘察、设计、施工中一个极为重要的问题，地下水作用常常直接影响岩土的工程性状。因此，在岩土工程勘察时应根据工程设计和施工的需要，提供设计、施工所需的各种地下水资料，评价地下水的作用和影响，预测可能产生的后果，提出可行的工程措施和建议。软土本身虽不是含水层，但软土地区一般多处于地下水位较高的地段，软土的物理力学性质及工程特性与地下水密切相关，如在进行工程降水或大量抽取地下水时，往往会改变软土的应力状态、强度和压缩性，易造成地基基础的不均匀沉降，给建设工程带来安全隐患，甚至破坏；再比如，在有水头压差的粉细砂、粉土地层中，当进行基坑开挖时，也会往往产生潜蚀、管涌、流沙等现象，给施工安全带来影响。因此，软土地基岩土工程勘察工作中，查明地下水的埋藏条件、类型和水位变化规律，并根据需要测定相关水文地质参数，是一个勘察要点。

5.勘察技术的合理选择

在对软土地基进行勘察时需要结合场地条件、勘察目的任务要求等具体情况选择合适的勘察方法和手段，常采用的勘察手段和方法有：工程地质测绘与调查、钻探、静力触探、十字板剪切、标准贯入试验、室内试验等。

（1）工程地质测绘与调查

此种方法通常是在可行性研究勘察阶段和初步勘察阶段采用。主要是对勘测区及其周边的地形地貌特征、地质构造、不良地质作用、气象水文条件、土的标准冻结深度、周边环境条件等进行调查，以达到对勘测区的整体情况有宏观把控。

（2）钻探技术

钻探技术在岩土工程勘察中是一种较为常用的技术，它是利用钻机或专用工具，以机械或人力作动力，向地下钻孔以获取地质资料的方法。通过钻探取芯观察可以较直观、准确地揭示软土的颜色、状态、包含物、厚度、分布规律、土的结构等物理性质；通过钻探取样进行室内试验可以测定软土的含水量、重度、孔隙比、先期固结压力、压缩性、抗剪强度等物理力学性质指标。此外，通过钻探还可以探明地下水埋藏条件、类型、水位变化情况等。这些直观的第一手资料将为对软土的工程地质性能评价及软土处理提供可靠依据。

（3）静力触探技术

静力触探技术在岩土工程勘察中也是一种较为常用的技术，尤其是在软土地基的勘察中运用更为广泛。静力触探是通过静探机静力将标准规格的探头匀速地压入土中，以测定探头阻力和土的力学特性。通过静探曲线，结合邻近钻孔地层可以划分地层，利用静探曲线和当地经验还可估算土的密实度、强度、压缩性、地基承载力等。

（4）现场检测技术

软土具有流变性和触变性，在取样、运输、室内试验的土样制备等过程中，常因为挤压或振动而造成土样的水流失，导致室内试验数据失真，试验数据不能很好地反映现场的客观实际。为此，在进行软土地基勘察时，可采用现场检测方法对软土的物理力学性质进行检测。常用的现场检测方法有：十字板剪切试验、静力触探试验、轻型动力触探试验和标准贯入试验等。

（5）工程物探技术

软土分布区常临河、临海，场地常常不适合钻机等大型设备进场施工，或是常规的原位检测技术无法满足软土地基勘察要求时，就可根据现场实际采用工程物探结合常规的原位检测方法进行勘察。常用的工程物探有：地震波勘探法、电法、面波勘探法等。选用时应根据场地条件、周围介质、探测目的、土层情况等进行。

（6）室内实验

室内试验是获取软土物理力学性质指标和化学指标的重要手段之一。软土室内试验主要测试项目包括：含水率、密度、比重、液限和塑限、压缩系数和压缩模量、内摩擦角和粘聚力、抗压强度及灵敏度、侧压力系数和腐蚀性等。力学性质的测试方法主要包括固结试验、直剪慢剪、三轴不固结不排水剪（UU）、三轴固结不排水剪（CU）、无侧限抗压程度和易溶盐试验等。

四、勘察过程中需注意的问题

1.保证勘察数据的准确性

勘察数据真实、准确、可靠，既是我们勘察人必须秉持的职业操守，也是正确评价场地地基岩土层工程地质性能，基础方案选型，为设计、施工提供可靠岩土参数和建议的重要依据。软土地基勘察数据所涵盖的内容较多，包括自然地理方面的，比如地形地貌、水文气象、周边环境等，也包括地质方面的，比如区域地质构造、地层岩性、水文地质、新构造运动和地震等诸多数据，当然更重要的数据是软土本身的物理力学性质方面的数据。必须保证这些数据的准确性。

2.对软土的力学性质进行分析

在确定软土力学性质时，应充分考虑其固结历史：是正常的固结还是在外力作用后经过变化才产生的固结。因为这两种固结类型有着较大的差异，相应的应力也有着不同方面的差异，所以对其历史进行了解十分必要，这样才能对固结的实际情况进行确定，保证测试数据的精准性。

五、结语

综上所述，在进行软土地基岩土工程勘察时，软土自身的特点对整个工程勘察工作有着较大的影响。勘察时，应结合场地条件、工程特点、规范要求、软土特点和勘察目的任务要求，选用合理的勘察手段和方法，科学组织，精心施工，提高各环节的工作效率，加强勘察人员的责任意识，保证勘察工作的真实准确。