软土地基工程勘察论文

2022-04-19

摘要:施工场地勘察是设计与施工的前提条件,其勘察结果对工程施工质量具有重要意义。软土地基作为工程建设的重要病害问题,其勘察技术水平的高低将直接影响到工程建设的整体质量,为此,本文主要对软基的特征、危害性、技术要点及注意事项进行了分析与探究。下面是小编为大家整理的《软土地基工程勘察论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

软土地基工程勘察论文 篇1:

解析软土地基工程勘察技术及勘察中注意的问题

摘要:软土的概念是从土粒的孔隙上界定的,指天然孔隙比大于或等1.0,压缩系数不大于0.5MPa且天然含水量大于液限的细粒土。常见的有淤泥、淤质泥土、经常发生泥石流的山体堆积的泥炭以及泥炭质土等。由于软土含水量大的特点,建筑单位施工时常发生塌方的情况。因此,对施工现场进行土质和岩体的勘察是一项十分重要的工作,尤其是软土地基工程的勘察。作为当前岩土工程常见的地基类型,对于软土地基有效而实用的勘察能够提高施工单位建造时的安全系数,极大减少发生安全事故的几率。本文根据工程勘察技术的实际运用,分析了软土地基的理化特点和工程特性,总结出软土勘察时的技术要點,细化了勘察时应注意的问题,为安全施工奠定坚实的基础。

关键词:软土地基;地基工程;勘察技术;力学性质;地面调查

前言

我国经济的飞速发展,建筑业在国民经济中所占的比重越来越大。施工地域的不断扩大和施工技术的不断创新,对于施工地的土质要求也变得越来越严苛。由于软土受力不均匀、压缩强度大、易吸水易变形的物理特性,对于在软土地基上的建筑工程有着超高的施工要求和检验标准。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。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。所以,针对这些区域进行岩土工程勘查,发现并排除可能给工程单位施工时带来的安全隐患,是地质勘察人员的一个重要任务。

一.软土地基的特性

软土地基的特性主要是有软土的理化特点所决定。

(一) 软土的触变性

软土最大的特点就是触变的特性,在软土出现外力影响的时候,特别是连续的震动或高强度的起伏作用,会造成软土结构的破坏,这会降低软土的结构强度,出现整个软土层的滑动与沉降,直接影响软土地基的稳定性。或者说,当不扰动土受到外界的振动以后,由于不扰动土的上体结构遭到破坏,强度就降低。软土地基受到振动的荷载,容易导致侧向滑动、沉降或基础下土体挤出现象。

(二)软土的流变性

软土中存在大量液态的水分,软土在外力的作用下会产生对水分的作用,这会导致水分的流失和固结,最终影响到软土地基的稳定性,出现软土地基的形变趋势, 产生对地基缓慢徐变的剪切力,进而出现软土地基的剪切变形。

(三)软土的高压缩性

软土地层的土壤中颗粒之间空隙较大,有的甚至有大量水分的充盈,导致在压力的作用下容易出现空间和水分的压缩, 这会在宏观上表现出整个地基的不稳定, 形成建筑物的沉降。如果软土层出现不连续、不均质的问题,那么对建筑物的沉降会产生不同步的影响,进而出现剪切力,严重影响建筑物的稳定和连续。

(四)软土的低强度

软土地层的特点就是没有较大的强度,既不能实现及时排水,又不能实现有效提高抗剪能力。表现在力学特性上出现承载能力的下降,特别在地基边坡上这种低强度的特点表现尤为明显,极容易引起边坡塌方和位移,形成建筑施工的安全隐患。

(五)软土的低透水性

软土本身含水量就很高,这会出现软土对于水分的通透能力不足,不利于地基实现排水固结的目标, 这会延长软土地基工程的实践, 增加软土地基工程的成本。

(六)软土的不均匀性

软土地基的成因复杂,一般由于环境变化和沉积条件不同而出现软土结构上和分布上的均匀性和强度上的问题。在大结构的建筑施工中,地基往往在空间上和距离上有很大的跨度,这会使地基在不同性质的软土中穿越,导致地基出现不稳定的剪切力,不利于地基的功能和稳定目标的实现。

二.软土地基工程勘察技术的要点

(一)地面调查测绘技术

这一阶段技术的要点是软土地基分布地段的地形、地貌进行分析;对软土的形成的成因、分布范围和基底地层的性质进行分析;对软土层内的砂夹层的厚度和颗粒组成及排水性能进行分析;对软土层的埋深和厚度及上下层间的性质进行分析。

(二)勘探点布置和深度

勘探点的间距应设置在30m以内为宜,勘探点的深度,要根据实际的地质条件、建筑物的特点来确定。

(三)软土的力学性质参数的测定

按岩土工程类别及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、间接经验推算、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固结后再作不固结不排水三轴剪切试验。增加了对变形参数的测试要求。变形参数包括:先期固结压力、压缩系数、压缩指数、回弹指数。有关固结问题的有固结系数、有经验时也可用快速固结试验(包括等加荷速率、等应变速率、等水力梯度等),以便引进先进试验技术,缩短试验周期。

(四)勘探手段以钻探取样与原位测试相结合为原则

1.钻探。钻探是岩土工程中划分土层最重要的一个环节,在软土的取样中,通常采取薄壁取土器静压法,在取样到试验的过程中必须全程采取保护措施,是样品不受到扰动 变形、水份流失等其它的外界因素影响。

2.原位测试。宜采用静力触探、十字板剪切试验。在软土地区采用原位测试来代替相当数量的钻孔,不仅可以减少钻探取样和试验的工作量,还可以提高勘察的质量。

三.软土地基勘察应注意的主要问题

(一)除土层的一般成因类型、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、土性等水平向垂直向的变化;

3.可作为浅基础、深基础的持力层——硬土层的埋藏条件;

4.在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。

(二)确定软土的力学性质

软土地基勘察工作应该查明软土的固结历史,确定是欠固结、正常固结或超固结土,是十分重要的。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±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。 另外,应注意灵敏性黏土受扰动后,结构破坏对强度变形的影响。

(二) 做好软土地基勘察的其他工作

软土勘察工作最重要的一点是细致和耐心,对于施工地周围的微地貌、沟渠、沼泽等都应查明,这样有利于对土层结构的掌握。施工过程中还应注意力度的控制。防止软土地质的受力性挤压,变形甚至土层断裂等问题。可向有经验的测绘师请教软土地基勘察的具体问题。

四.结语

在新的发展阶段,软土地基工程的勘察工作有了新的重点。在取得原始材料和设计参数的基础上,要加强对于数据可靠性和正确性的检验。另外,勘察技术方式的选择要注意软土的特性,最重要的是因时因地而异。针对不同地区、不同气候选用不同的勘察技术手段。用经济、效率、合理的工作量,来取得正确的勘察结果。需要注意的是,一项建筑工程的完成是多方合作,多种因素共同作用的结果。软土地基的工程勘察对建筑工程的重要性不言而喻,一定要选择高效合理的勘察方法。还应建立一种应急机制,一旦由于勘察工作出现的纰漏给施工单位造成了损失,能够及时的进行补救和解决,避免造成人力、物力上的更大损失,保证建筑单位的正常工作。

五.参考文献

[1]杨丽.浅谈建筑工程中对软土地基的勘察及处理技术[J].科技致富向导,2013.

[2]路通.软土地基工程勘察技术要点及勘察中需注意的问题[J].科技与企业,2012(16).

[3] 汪优,王星华,刘建华,蔡君君. 软土地层桥梁群桩基础沉降模型[J]. 中南大学学报(自然科学版). 2012(03)

作者:李萌

软土地基工程勘察论文 篇2:

软土地基工程勘察技术要点及勘察中需注意的问题

摘 要:施工场地勘察是设计与施工的前提条件,其勘察结果对工程施工质量具有重要意义。软土地基作为工程建设的重要病害问题,其勘察技术水平的高低将直接影响到工程建设的整体质量,为此,本文主要对软基的特征、危害性、技术要点及注意事项进行了分析与探究。

关键词:软土地基;勘察技术;注意事项;施工要点;特征;危害性

一、软基的特征及危害性

软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。主要为饱和软粘土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。在工程应用上表现为:地基沉降量大,一般可达数十厘米甚至到数百厘米;地基沉降时间长,一般达数十年甚至到数百年,特别是沿海一带的软土地基,由于厚度大,固结速度较慢;地基沉降不均匀,由于上部结构的特点与荷载差异,常常引起地基不均匀沉降;地基抗剪强度低。由于软土地基具有上述特征,常常影响公路、铁路工程质量,引发地质灾害。其危害性主要表现为:软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响路面的平整度,制约路面通行能力、行车安全度和舒适度;路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移,引起公路、铁路路面的整体破坏。由于软土地基的危害性,高速公路及铁路对于软基的处理标准要求高,而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。

二、勘察方法与技术流程

在软土地基勘察中,為查明软土的埋藏条件、分布范围及其物理力学性质,对工程性质作出评价,并提出有效的处理措施,一般采用钻探、坑探、物探和标准贯入、十字板剪切、轻型动力触探、静力触探试验等原位测试技术,条件适宜时辅以物探方法,采取多种方法相结合的综合勘探手段,使勘探资料得以相互验证与补充。

1、钻探

钻探是岩土工程中划分土层最重要、最关键的一环,能揭示软土的厚度、状态、颜色以及所处的层位,探明地下水的埋深、径流与排泄条件,确定岩土层的主要物理力学性质指标等。在公路软土地基岩土工程勘察中,为保证软粘土不被扰动,地层性质不被破坏,一般以采用干钻法为宜,当需要采用泥浆护壁回转钻进时,必须采取措施,防止软土地基结构发生变化而改变土的原始物理力学性能。对软土取样采用薄壁取土器静压法,从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、水分流失等其它外界因素的影响,对砂土采用标准贯入器取样。

2、现场原位测试技术

因为软土具有触变性与流变性等不良物理性状,其土样易失水、易被扰动甚至破坏,仅仅依靠钻探取样是难以得到其确切的物理力学性质指标的,所以应该针对软土的特征、工程等级与特点采取相应的原位测试试验。软土地基勘察中常采用的现场原位测试技术有标准贯入试验、轻型动力触探试验、静力触探试验、十字板剪切试验等。

3、地球物理探测方法

在软土地基勘察施工中,当常规的原位测试技术不能较好的满足工程勘察需要而场地又具有较好的地球物理特性时,可以考虑以物探的方法结合常规的原位测试技术共同进行。

4、室内土工试验

除了野外原位测试外,室内土工试验是必不可少的,它也是得到软土物理力学性质指标非常重要的方法之一。土工试验的内容包括软土的物理性质、化学性质和力学性质,其中软土力学性质试验最重要。一般对于公路软土地基要求做固结不排水抗剪试验、无侧限抗压强度试验、固结及直剪试验等。

三、软土地基工程勘察技术注意事项

众所周知,粉砂土富水性较强,而淤泥质土层富水性贫乏,在这种一侧富水,而另一侧隔水的条件下,导致在接触带上富水最集中,由于长期受其水的浸泡软化,致使淤泥质土中天然含水量很高,天然孔隙比和液性指数很大,其性质接近于淤泥,可能为淤泥质超软弱土。对这种特殊性土应进行钻探取样做不固结不排水(UU)强度试验或现场做十字板剪切试验。鉴于该土性对工程严重危害性,因此,建议钻探取样做不固结不排水(UU)强度试验或现场做十字板剪切试验,确定土的性质,同时,提醒勘察同行在进行相关方案设计时,应注意在淤泥质软土与粉砂接触带上,往往淤泥质软土是最软弱的。

但查看原先地质报告,发现没有对淤泥质土的明显特征引起重视,仅粗分为一个大层,由于没有细分层,导致淤泥质土统计的抗剪强度C、值偏高,是引发深基坑滑塌事故的一个重要因素之一。由此可见,细分层很重要,而对很厚的淤泥质土层更应该进行仔细分层。就本工程补勘来说,对很厚的淤泥质土层划分为3个亚层是合理的。

按层位进行软土层的物理力学指标统计,并作出各层软土的e-P、e-logp曲线图。作出各路段工程平面图和纵剖面图,每个软土路段作1-2个典型的路基横端面图(软土厚度变化较大的山前处应多作横端面,以作稳定分析用)。作钻孔柱状图,静探孔综合地质柱状图,十字板孔地质柱状图。

软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系;软土的成因类型、分布范围、基底地层的性质;软土层内的砂夹层的厚度、颗粒组成及排水性能;软土层的埋深、厚度及上下层间的性质;地下水类型、埋深、补给与排波情况,以及地下水与地表水的水力联系;在软土地基上已建成建筑物在附加应力作用下,对地基强度及变形的影响程度,以及地基处治措施。

四、结束语

综上所述,软土地基的岩土工程勘察质量取决于第一原始资料的可靠性和设计参数的正确性,为了获得设计所需的参数,应针对工程地质条件的变化,选用综合勘探方法,利用各种勘察手段,用经济、合理的工作量取得必要、可靠的勘察成果。软基的处治要根据实际地质条件,因地制宜,重大的工程软基处治方法应作试验工程,以指导设计和施工,对软土地基土性测试数据采用数理统计方法进行整理与分析,作出正确的评价与预测,提出有效的地基处理措施,为施工图设计提供可靠的依据。

参考文献

[1] 赵柏木. 关于软土地基岩土工程勘察的思考[J]. 今日科苑. 2007(22)

[2] 田卓慧. 工程地质勘查技术措施与对策分析[J]. 黑龙江科技信息. 2015(07)

[3] 孙英艳. 对基础地质在岩土工程勘察技术中的应用分析[J]. 黑龙江科技信息. 2012(11)

作者:蒋宁

软土地基工程勘察论文 篇3:

浅析软土地基工程勘察的技术

摘 要 随着国民经济的飞速发展,在软土地基上修建的高速公路数量越来越多。软土地基上公路桥涵、路堤的设计与施工方案的选择,来源于工程地质勘察资料。因此,选择适宜的勘察方法,对软土地基作出正确的评价与预测,提出有效的地基处理措施,为施工图设计提供可靠的依据至关重要。大量的高速公路勘测实践已证明,光凭钻探取样是难以取得确切的力学指标的,因为高速公路钻孔勘探点间距较远,多大于lOOm,且试样经过现场采取、搬运、实验试样制备等诸多因素的影响产生扰动,从而直接影响到试验结果。

关键词 软土地基;工程勘察;应用

1 软土路基地层分布及定义

软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。它一般是在静水或缓慢的流水环境中沉积,经生物、化学作用形成的。但含水量多少才谓之高、承载力多少才谓之低,国内外没有一个统一的标准,就连国内各部门之间也没有一个统一标准。为了有个统一简便的判别标准,交通部新近颁布《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017—96),在总结经验的基础上,软土的划分标准采用天然含水量≥35 或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度﹤35kPa三项指标。凡符合以上三项指标的粘性土均为软土。

1)亚粘土。在建筑工程中,亚粘土是介于粘土和砂土之间的一种地基土。它的特征接近粘土,但颗粒较粘土粗,可塑范围较粘土小。粉质粘土也属于粘性土。土层的软硬主要取决于土的含水量和空隙率。亚粘土地层如果含水量不是很大,是不属于软弱地层的,完全可以作为建筑物基础的持力层的。

2)淤泥。淤泥的物理性能有如下特点:天然含水量高达40%~90%;空隙比1.6:3.05;压缩性大:压缩系数为0.229~O.463cm/Kg;内聚力小,抗剪强度低且具有流动性,直剪强度指标C=5~17Kpa,ψ=5~5°~5.5°。可见,其土质极软弱,抗剪性能差,土质松软,沉降量大,但土质砂性粉性重,透水条件好。

2 软土路基勘察方法

为查明软土的埋藏条件、分布范围、物理力学性质,对工程性质作出评价,并提出有效的处理措施,采用钻探、取样和标准贯人、十字板剪切、静力触探等原位测试相结合的综合勘探手段,使勘探资料得以相互验证与补充。

1)施工设备。根据施工条件,稻田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地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。标准贯入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、钻探相结合的勘察方法进行勘察,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性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。亚粘土夹细砂、饱和软粘土进行静力触探与十字板剪切测试及标准贯人测试;细砂层进行标准贯人测试。

5)室内试验。亚粘土~亚粘土夹细砂、饱和软粘土依照《公路土工试验规程》规定的方法和步骤进行物理、力学试验。细砂层进行颗粒分析并测定柑粒含量。按《公路工程水质分析操作规程》)进行水质简分析,判明侵蚀性。

6)高压固结试验。e﹣logp曲线:薄璧取土是一个凸曲线、常规取土是一个缓和曲线,必然影响压缩系数的变化。当小于前期固结压力时,薄璧取样压缩系数小于常规取样,而大于前期固结压力时薄璧取样大于常规取样,这对于在软土地区沉降计算影响很大,常规取土可能得出错误的结论。故此,认为软土地基应用薄璧取土器采取原状土样,既可保证取样质量,又可与国际工程界接轨。

3 软士路基勘察要点

1)桥位区勘察要点。着重查明细砂层的埋藏条件、密实度、液化性、下部亚粘土的分布,为桩基选择适宜的持力层。

2)涵洞区勘察要点。着重查明亚粘土、亚粘土夹细砂层的埋藏条件、物理力学性质,为地基基础设计选择适宜的持力层。

3)路基勘察要点。着重查明亚粘土、亚粘土细砂层的埋藏条件、物理力学性质,判明软弱段,为路基设计和处理提供依据。

4 软土路基的处理

在科学技术日异发展的今天,处理软基的新方法及新工艺越来越多,但由于各种新型的排水固结法的施工工艺还不够完善,施工存在质量控制难等一系列问题,所以袋装砂井在铁路及公路建设中被认为是一种软土路基加剧的好方法,而且已经被广泛应用在加固软土路基中。与此同时,施工中若能严格按照施工工艺与质量控制要求合理施工,选用较为适宜的打桩设备,砂井施工工效就好,经济效益也就有所提高,也易保证较好的施工质量。对于偏湿土问题,我们可以采取晾晒方法,使之接近最佳含水量再碾压可取得很好的压实效果,但对于过湿土,在考虑进度的条件下,可以加一些带有细颗粒土的弱风化岩灰进行拌和,从而降低含水量接近于最佳含水量提高干密度。对于偏干土我们可以采取增加压路机吨位或增加碾压遍数的办法来进行压实,压实机械增大吨位和增加碾压遍数相当于增加了土的压实功,尽量使土中的空气排出,增加土的颗粒成份,增大干密度。土很干的时候可考虑洒水碾压来达到最好压实效果。

5 结束语

软土路基上公路桥涵、路堤的设计与施工方案的选择,来源于工程地质勘察资料。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地基处理措施,为施工图设计提供可靠的工程地质依据至关重要。公路工程地质勘察,由于路线长,通过的地貌单元多,工程地质条件复杂,勘察时应根据构筑物的不同、针对工程地质条件的变化,综合利用各种适宜的勘察手段,用经济、合理的工作量取得必要、可靠的勘察成果。

参考文献

[1]JTJO64-98公路工程地质勘察规范[s].

[2]于长亮.公路软土地基勘察方法与评价[J].岩土工程界.

[3]王晓谋,袁怀宇.高等级公路软土地基路堤设计与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2001:56-69.

[4]郭涛.公路工程软土路基的解决措施.公路,2009.

作者:饶明林

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