程小蘭,朱遠勝,周雙燕
(中南勘察基礎工程有限公司,湖北 武漢 430070)
按照《巖土工程勘查規(guī)范》[1]的定義,軟土一般是指天然含水率大于等于液限,孔隙比大于等于1.0的土,從土性上來說包括泥炭土,泥炭質(zhì)土,淤泥,淤泥質(zhì)土等。
軟土在我國東部沿海地區(qū)及中部平原地區(qū)包括長三角,珠三角,武漢,以及大連,天津,青島等環(huán)渤海灣城市廣泛存在。其特點是壓縮性大(壓縮系數(shù)大于0.5Mpa-1),強度低(SU小于30kPa),靈敏性高,透水性低,地震時易震陷。
礦山地質(zhì)工程軟土地區(qū)在工程上的問題包括[2-5]:一是其壓縮性大往往造成地基沉降量較大,二是由于上部荷載及基礎結(jié)構(gòu)不同造成地基較大的不均勻沉降,三是軟土往往是沉積環(huán)境下形成的,土層的不均勻性較大。正是由于這些工程危害,因而在礦山地質(zhì)工程的建設中需要特別重視軟土的巖土工程勘查。
由于礦山單位、勘查單位與設計單位之間的不協(xié)調(diào)或者勘查人員的本身的技術(shù)實力等,對于勘查內(nèi)容的實質(zhì)意義即這些勘查結(jié)果最終用到哪里及怎么用并不清楚,對于勘查要點的理解有待加強。
本文基于筆者的相關(guān)工作經(jīng)驗,論述了礦山地質(zhì)工程軟土地區(qū)的巖土工程勘查的要點,以期對提高該類工程在軟土地區(qū)的巖土工程勘查的工作質(zhì)量起一點參考作用。
礦山地質(zhì)工程軟土地區(qū)巖土工程勘查要點包括:
第一,礦山地質(zhì)調(diào)查測繪重點。包括軟土成因,分布規(guī)律,土層的均勻性,是否有薄層砂夾層,是否存在硬殼層,基巖的深度及起伏等,固結(jié)歷史,靈敏度,打樁、加載、降水等施工對土體的擾動影響。
第二,外業(yè)勘探及原位測試工作[6,7]。①軟土勘查應以鉆探為主,輔以一定數(shù)量的原位測試。在鉆探時,注意間距和深度的選擇。為了評價好土體均勻性和地基均勻性,勘查間距不能超過30m,勘查深度考根據(jù)基礎類型及地基處理方案綜合確定。此外,為了減少對軟土結(jié)構(gòu)的擾動,鉆孔時盡量采用干鉆法。取土時對于砂土采用標準貫入器取土,軟土采用靜壓薄壁取土器取土,并且宜采用面積比10%,長度為70cm的長筒取土器。②軟土地區(qū)的原位測試可總結(jié)為:地基承載力采用旁壓試驗(要進行深寬修正),不排水抗剪強度采用十字板剪切試驗,樁基計算參數(shù)及均勻性評價采用靜力觸探試驗。靜力觸探在確定軟土的力學性質(zhì)和劃分土層上較標準貫入試驗結(jié)果更為有效,且靜力觸探時深度應進入持力層至少3m。③重視現(xiàn)場試驗的反分析。原位測試試驗可以真實的反應工程土體的變形情況,因而要重視現(xiàn)場試驗反分析求解固結(jié)系數(shù)等變形指標。
第三,做好室內(nèi)土工試驗及軟土勘查數(shù)據(jù)處理。土工試驗時應注意土體的初始力學條件,在選擇排水條件,應力應變速率等要與實際工程土體力學情況相同,即在測試土體的力學參數(shù)內(nèi)摩擦角和粘聚力時預先固結(jié)。在做固結(jié)試驗時應選擇做等應變率固結(jié)試驗,高壓固結(jié)試驗等。軟土勘查數(shù)據(jù)處理時,對于1個小區(qū),應按幢來劃分統(tǒng)計單元,進而給出土工試驗結(jié)果統(tǒng)計結(jié)果。由于軟土地區(qū)的地基承載力一般較低,并且軟土在取樣運輸過程中必然會產(chǎn)生較大的擾動,其力學指標不應該特別苛求。而應該把重點放在固結(jié)試驗上,尤其是水平及豎向固結(jié)系數(shù)的測定上。對于地下水以下的土體在試驗時應采用浸水條件下的土工試驗結(jié)果。
第四,礦山地質(zhì)工程軟土地區(qū)的巖土工程評價要點。①在計算軟土地基沉降時,分別采用規(guī)范法及數(shù)值模擬計算結(jié)果來計算,提高技術(shù)水平。②在評價軟土地基承載力時,應對比原位測試結(jié)果和理論計算結(jié)果,對于軟土的地基承載力而言,變形是主要控制因素。③當采用淺基礎時,要從沉降和強度兩方面按來評價地基不均勻性;當采用樁基礎時,應注意評價土層的不均勻性。④在推薦基礎方案及地基處理方案時,應給出減少不均勻沉降的工程措施。
(1)本文從礦山地質(zhì)調(diào)查測繪重點,外業(yè)勘探及原位測試工作,室內(nèi)土工試驗及軟土勘查數(shù)據(jù)處理,巖土工程評價分析等四個方面總結(jié)了軟土地區(qū)巖土工程勘查的要點問題。
(2)外業(yè)勘查要注意勘查間距和深度的確定,而原位試驗要注意取土器的要求,及各種原位試驗的適用性,注重試驗結(jié)果反分析設計參數(shù)。
(3)礦山軟土地區(qū)室內(nèi)土工試驗及軟土勘查數(shù)據(jù)處理要注意對于土體參數(shù)單元的劃分,對于變形參數(shù)的精度要求。
(4)巖土工程評價要注意提高技術(shù)水平,注意評價地基均勻性和土體均勻性,給出如何解決不均勻沉降的工程措施。
礦山地質(zhì)軟土地基工程是目前巖土工程中比較常見的地基類型,對軟土地基進行有效勘查是保證工程質(zhì)量的前提條件,但是由于軟土地基觸變性和流動性特點,在進行軟土地基工程進行勘查的過程中具有復雜性的特點,在實際的勘查過程中需要對相應的勘查技術(shù)要點進行嚴格把握.本文在對軟土地基特性進行分析的基礎上,對軟土地基工程的勘查技術(shù)要點與問題進行探討。