浅析软土地基工程存在问题及勘察方法

浅析软土地基工程存在问题及勘察方法

我国沿海地带软土广泛存在，此类土壤含水量高，孔隙率较大，具备高压缩性、渗透性差、固结速度慢、承载力较低等特点。本研究对软土的成因种类、分布模式及其潜在危害进行了深入剖析，同时针对如何在实际操作中有效进行软土地基的岩土工程勘察与数据处理，提出了个人见解。

关键词：软土地基；岩土工程；勘察

1、前言

我国改革开放不断推进，国民经济持续增长，公路、铁路等交通基础设施的建设呈现出蓬勃发展的态势，其显著的经济效益也日益显现。在公路、铁路的建设过程中软土地基特点，经常遇到物理力学性能不佳、分布范围较广的第四纪软土区域。本文对软土的成因、类型、分布特征及其潜在危害进行了深入剖析，同时，针对如何在实际操作中高效开展软土地基的岩土工程勘察与数据处理，提出了个人见解，以供同行借鉴。

2、软土的成因类型和分布规律

2.1 软土的成因类型

软土的形成原因主要包括滨海沉积、湖沼沉积以及河滩冲洪积等类型。在福建沿海地区，滨海沉积尤为显著，其沉积年代主要集中在第四系的更新统和全新统，即Q3和Q4时期。依据福建地区的第四系标准剖面，该地区历史上曾多次遭受海侵，海侵期间潮水携带的泥沙在退潮后沉积软土地基特点，从而形成了多层海相软土，这些软土分布广泛，厚度差异亦十分显著。

2.2 软土的分布规律

我国软土资源广泛分布于沿海地区，具体包括辽宁的大连市，山东的烟台和青岛市，天津市区，江苏的无锡、苏州、南通三市，上海市，浙江的嘉兴、杭州、宁波、温州四市，以及福建的福州、泉州、漳州、莆田、厦门市，广东的汕头、广州、深圳以及香港、澳门等地区。在福建省，软土同样主要集中于沿海地带，该省海岸线较长，这也导致了软土的广泛分布。厦深高速铁路、福厦高速公路等部分路段修筑在软土地基上。

3、软基的特征及其危害性

软土是指那些天然含水量超过液限、天然孔隙比不小于1的细粒土壤。这类土壤通常为饱和状态，具体包括淤泥、淤泥质土壤、泥炭以及泥炭质土壤等。我国广袤地域中的软土大多形成于全新世中后期，这类土壤通常具备触变、流变、高压缩性、强度低、透水性差、分布不均等特点。在工程实践中，这些特性具体表现为：地基沉降幅度较大浅析软土地基工程存在问题及勘察方法，通常在数十厘米至数百厘米之间；沉降过程耗时较长，通常需数十年甚至数百年，尤其是沿海地区的软土地基，因其厚度较大软土地基特点，固结速度相对较慢；地基沉降呈现不均匀性，这往往与上部结构特性及荷载分布差异有关，导致地基沉降不均；此外，地基的抗剪强度也相对较低。软土地基的特性往往会对公路和铁路的建设质量造成不利影响，并可能触发地质灾害。其带来的危害主要体现在：软土地基的不规则沉降和过大的沉降量会显著降低路面的平坦性，进而影响车辆的通行效率、行车安全及乘坐舒适度；同时浅析软土地基工程存在问题及勘察方法，路基和路堤也可能伴随软土地基发生滑动，导致公路或铁路路面出现全面性的损坏。软土地基的潜在风险较大，因此，在建设高速公路和铁路时，对软土地基的处理标准必须严格，这无疑也对软基工程的地质勘察工作在深度和广度上提出了较高的要求。

4、软土地基岩土工程勘察

4.1 勘察目的

通过进行岩土工程勘察，我们能够准确了解软土地基的工程地质状况，进而为设计和施工环节提供必要的地质资料。

4.2 勘察方法

对软土地基的勘探需运用多种勘探方法，包括地面调查与测绘、钻探作业、现场测试以及实验室试验，综合分析以掌握软土的物理特性、力学性能、水理状态和化学成分。

4.3 勘察技术要求

4.3.1 地面调查测绘

研究软土地基路段的地形地貌与第四纪地层沉积之间的相互关系；探讨软土的形成原因、分布区域以及基底地层的特性；分析软土层中砂夹层的厚度、颗粒构成及其排水能力；考察软土层的埋藏深度、厚度以及上下层之间的性质；了解地下水的类型、埋藏深度、补给和排泄情况，以及地下水与地表水之间的水力关系；评估在软土地基上已建成的建筑物在附加应力作用下的地基强度和变形影响，以及地基处理措施的效果。

4.3.2 勘探与测试

钻探与取样作业至关重要。在岩土工程领域，钻探环节是区分土层最为关键的一步，它能够揭示软土的厚度、状态、颜色及其所在层位，同时探明地下水的埋藏深度、流动和排放情况，并确定岩土层的主要物理力学性质指标。为确保施工图设计的技术要求得到满足，钻孔的质量和数量必须达到规定标准。此外，钻孔的深度还需满足施工图设计中应力与变形计算的需求。钻探作业中，需对各项深度数据进行精确测量，确保累计误差不超过±5厘米。在高速公路和铁路的软土地基岩土工程勘察中，为了防止软粘土层受到扰动，以及地层性质遭受破坏，通常推荐使用干钻法。若必须采用泥浆护壁的回转钻进方式，则必须采取相应措施，以避免软土地基结构发生改变，从而影响土壤的原始物理力学特性。在软土取样过程中，需使用薄壁取土器进行静压法取样，整个从取样到试验的环节，务必实施有效手段，确保样品免受外界因素如扰动、变形、水分流失等的影响。

进行原位检测。通过静力触探测试贯入阻力的变化，可以揭示软土在水平和垂直方向上的变化情况，与钻探数据相结合，有助于划分土层，明确土壤的类型、承载能力、变形模量以及其他物理力学参数。触探点的间距可根据场地的环境类别来设定。

在每个具有代表性的区域，沿深度方向对可能影响地基稳定的软土层进行剪切测试，测定其在无排水条件下的剪切强度、剩余剪切强度以及灵敏度等关键参数。通过这些测试数据，计算地基的承载能力，并确定软土路基的极限高度，同时评估软土的固结过程。在布置测试点时，应确保每个地质路段内的软土层至少拥有两组以上的有效剪切测试结果。

在沿线选取具有代表性的区域开展剪切波速测试，此测试旨在对软土的震陷特性进行评估，并计算岩土动力学相关参数、地基的刚度以及阻尼比，同时，它还用于确定建筑场地的地震类别以及计算场地的地基卓越周期。

室内测试环节，需对软土地基样品进行室内试验，并制定出科学合理的试验计划。在力学试验中，应力与路径条件、加载的等级与规范、试验的边界条件等，均需以工程现场的地域环境为基准，综合考虑施工周期、预压阶段以及运营期的具体状况，进行深入研究并作出明确决策。该试验项目需涵盖天然含水量、天然密度、土粒相对密度、粒径分布、液限、塑限、有机物含量、酸碱度、易溶盐含量、压缩系数、前期固结压力、无侧限抗压强度、天然快速剪切、固结快速剪切以及三轴剪切试验等多个方面。

为了评估地下水对建筑材料造成的侵蚀程度，必须对地下水进行水质化学分析测试，其中测试项目包括基础分析。

4.4 资料要求

需详细描述软土地基的分布状况、形成原因、土层厚度、上下层土质的特性以及土壤的物理力学特性。对于每一段道路，必须列出各层软土的具体指标。

对软土层进行分层统计，分析其物理力学特性，同时绘制出不同层位的e-P和e-logp曲线图。

绘制各路段的平面布局图和垂直截面图，针对每个软土地段，制作1至2张具有代表性的路基横截面图（在软土层厚度变化显著的山区前沿，应增加横截面图的绘制数量，以便进行稳定性分析）。

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。

涉及到的图表包括但不限于：标贯成果N值图表、试验成果一览表、水质分析结果图表、无侧限抗压强度与应力应变关系图、固结系数与荷载变化关系图、孔隙比与荷载变化关系图、三轴剪切摩尔圆图等。

5、软土的物理力学指标分析评价

众多的高速公路与铁路在软土地基上的工程实施表明，在土工计算的环节中，土性指标设计值的准确性对于计算结果是否与实际状况相吻合有着至关重要的作用，它将直接影响到后续处理方案的选择以及处理成效。鉴于此，对高速公路和铁路软土地基的土性测试数据进行整理和分析显得尤为关键。

在经过多种勘探技术和区域地质资料的全面分析后，一条高速公路或铁路通常能够依据地形、地貌、地质特性以及软土的成因性质，将软土划分为不同的成因类型，进而确定软土的统计单元体。通过分析单元体各项指标的测试值统计表和散点图，可以直观地观察到测试值的变化幅度，进而依据统计图表对测试指标进行评估和筛选。对那些不符合常规成因的软土指标进行深入分析、评估和区分，对于那些差异极大的指标，在查明原因后将其淘汰。例如，对于那些不随上覆压力或埋深线性增长而变化的软土地基勘察测试指标，依据地质成因学说和误差分析原则，决定将其舍弃。

结束语

软土地基的岩土工程勘察质量与初始资料的可靠性以及设计参数的准确性紧密相关。为确保设计所需参数的获取，需针对地质条件的变化采取综合勘探技术，运用多样化的勘察手段，通过经济、合理的工作量获取必要且可靠的勘察结果。软土地基的处理需依据具体的地质状况，实施差异化策略。对于大型工程，其软土地基的处理方法应先行进行试验工程，以便为设计和施工提供指导。在处理软土地基的土性测试数据时，应运用数理统计技术进行整理和分析，确保评价和预测的准确性。据此，提出切实可行的地基处理方案，为施工图设计提供坚实可靠的参考依据。