软弱层的划分在岩土工程勘察工作中的应用及处理分析

周豪

【摘要】岩土工程勘察主要是查明场地的地层结构、空间变化和物理学性质，为岩土工程提供岩土参数，特别是对软弱层的勘察，只有对其划分准确，才能科学有效的进行处理，保证岩土工程的质量。本文主要介紹了软弱层的划分方法和常用的软弱层处理方式，并通过工程实例对软弱土层的处理进行了进一步的讨论和分析。

【关键词】岩土工程勘察；软弱层；划分；处理

对岩层进行合理的划分，才能够使勘察的结果得到有效的应用，若划分存在错误或者不合理都有可能对工程造成影响，甚至引发事故。如对软土层的勘察遗漏或者划分不当就会造成工程的安全性和稳定性的降低。

一、软弱层的划分方法

通常情况下，随着土层的加深，基地的附加应力就会减小而承载力则相应的增大，但是软弱下卧层的下层承载力却小于上层的承载力。对软弱层的勘察和划分主要有两种方法，一是进行野外勘察编录，二是进行室内分析整理。

1、野外勘察编录

岩土勘察的野外记录工作十分重要，进行野外勘察编录时，首先根据探井显示的地层顺序由上而下进行地层的描述。对于地层厚度>50cm的，需要进行单独的描述；出露厚度为10-50cm的薄层，需要对其位置、厚度以及状态进行描述，尤其应避免孔位厚度较小而不对其进行描述的情况发生；对于厚度<10cm的软弱层位、标志层位也应该进行描述。

2、室内分析整理

室内的分析整理应对探井的记录进行检查和整理，并通过地质测绘、资料的调查、原位测试与室内试验进行岩土的分层。通常根据两级单元对岩土进行分层，将不同地质时期和地质成因的岩土划分为一级，再对一级单元内的岩土依据其岩性、空间分布和状态进行二级的划分。

二、常用的软弱层处理方法

（一）夯实法

夯实法主要利用夯锤进行夯击，通过对土层产生巨大的冲击力和应力使得土中的孔隙被压缩，并实现局部的液化。夯击点的周围由于产生了缝隙，从而形成了良好的排水通道，使得土中的水和气体得以排出，这样土体就容易固结，降低了范围内的压缩性，提高承载力。夯实法相对来说比较简单，适用性广，容易操作，效果也比较明显，但是夯击时发出的噪音较大对周围的建筑施工存在影响。此外，夯实法的使用还容易受到如地道施工以及通信、给排水管道等因素的影响。

（二）换填垫层法

换填垫层法使用比较广泛，该方法使用时对土层有一定的要求，即软弱层的厚度应<3.0m，并根据场地的实际情况选择垫层的材料，垫层材料主要有砂石、绘图、粉质粘土和矿渣等。垫层的厚度根据置换的软弱层厚度与下卧层的承载力来决定（其中承载力通过现场静载试验来确定）；垫层底面的附加压力通过有关计算来确定，宽度应满足应力扩散的要求，底面的两侧向上，并按照要求放坡；垫层顶面应超出基础底边30cm以上。同时应根据压实系数来确定垫层的压实标准。该方法直观简单、容易操作，对设备和技术没有专门的要求，并且施工质量容易控制。

（三）深层搅加固法

搅拌搅拌加固法是通过水泥和石灰等材料的使用，将其作为固化剂在深层搅拌机械的搅拌下将固化剂与软土进行拌合，使固化剂与软土之间发生的一系列物力化学反应，从而让软土变硬成为整体性和稳定性良好并且具有一定强度的地基。该方法速度快、效果好，后期无明显的沉降，同时噪音小、无振动，对周围的建筑影响较小，但该方法开挖深度较大，费用较高。

这几种方法对于软土层的处理都是有效的，在实际施工中应根据实际需要进行方法的选择，充分利用方法的优势，确保工程的质量。

三、工程实例

（一）换填垫层法

某研究所科研大楼基坑工程，场地位于滨海浅滩，通过岩土勘察发现地层至上而下分别为素填土，淤泥质土、粉质粘土，强风化岩。场地内素填土中含有松散岩石上层滞水带，地下水位埋深0.1-3.0m，水位标高2.65-4.37m。由于土质软弱，机械就无法行走，同时软弱土层较浅仅为5m，以下部分为高强度的强风化岩，而基坑的开挖深度为10m，这都为开挖和支护施工造成了困难。

1、基坑换填垫层

由于场地内的软弱土层较浅，因此主要采用建筑垃圾等废料，沿着基坑周边的一定宽度置换掉所有的淤泥质软土（图1），换填垫层后进行放坡开挖，而下部的岩体则仍然采用土钉进行支护。为了得出最小的换填量，确定换填的宽度，因此需要对上部的换填土进行稳定性分析，参数取值为自然重度26kN/m3，黏聚力2.7kPa，内摩擦角30°，得出不同坡度下的边坡安全系数。

2、换填施工

第一步，进行换填试验。在换填区的东侧利用挖掘机挖出倒梯形换填区用作换填试验，该换填区的长度、下底和上口的宽度分别为15.0m、4.0m和12.0m，深度为5.0m。将换填料（风化砂和石渣）分层填入并压实。第二天对换填部位开挖，按照1：0.8进行放坡并观察。边坡成型质量达到设定目标。

第二步，进行分段换填。在换填试验成功以后，对整个的换填区域进行换填，换填按照分段换填的方式进行，根据指定的方案，由两组机械从基坑东侧中部分别向两侧换填并压实，每段的换填长度应控制在15.0m以内。

（二）深层搅拌加固法

某立交桥工程施工，施工开挖深度为4.8-7.5m，经岩土勘察发现该处具有浅部存在一层4.2-11.3m的淤泥层，处于饱和流塑状态，呈高压缩性，孔隙比很大，承载力极低，因此采用深层搅拌加固法进行软弱层的处理。

1、承载力特征值计算

根据岩土勘察提供的参数和详细的资料，对土层的厚度、埋深、含水量和有机质等进行了分析，结合工程的设计要求，对加固处理的范围和要求进行了确认，并通过试验确定了固化剂与其掺入的比例。由于深沉搅拌加固法形成的桩体具有一定的半刚性，因此地基承载力特征值可以通过 来确定。其中m为面积置换率，Ap为桩的面积，fsk为桩间土承载力特征值；β为桩间土承载力折减系数，Ra为单桩竖向承载力特征值。通常采用正方形与等边三角形进行布桩，桩数应满足 ，其中n为搅拌桩数，A为基础底面积。

结束语

软弱层的划分存在错误或者疏漏会对建筑施工产生较大的影响，如引起建筑为的倾斜、开裂或者坍塌等，因此对软弱层进行处理就变得尤其重要。通过选择合适的方法对软弱层进行处理，才能够有效的保证建筑物的安全和稳定。

参考文献

[1] 朱党生，刘宾.浅谈岩土工程勘察软弱层的划分及处理方法[J].价值工程，2014，33（25）

[2] 徐俊，尹春明，张必勇等.构皮滩水电站厂房进水口边坡主要工程地质问题及处理[J].资源环境与工程，2011，25（5）

[3] 冉隆田，杨鸣，王德行等.乌江彭水水电站坝址软弱夹层研究及处理[J].人民长江，2013，44（6）