某地区软土地质勘察方法探析

2018-02-13 21:53
建材与装饰 2018年9期
关键词:静力十字淤泥

程 双 敖 雨

(江西中煤建设集团有限公司 江西南昌 330000)

引言

软土主要包含了淤泥质土与淤泥。一般情况下,软土是在静水或流水非常缓慢的环境下借助生物化学的作用沉积,最终形成软土地质。软土地质的实际天然含水量、天然孔隙比均要大于粘性土与液限。通常以天然孔隙比在1.0~1.5之间作为判断淤泥质土的依据,而在天然孔隙比高于1.5的情况下,可以确定其地质为淤泥。目前,软土大部分集中在我国内陆平原、山区、东南沿海这三个地区,比如武汉就属于内陆,厦门、上海、天津、广州就属于沿河地区。

1 天然软土特征

某地区的天然软土特征主要有以下几个方面:①强度低、压缩性高,从压缩系数方面来讲,淤泥质土与淤泥的压缩系数高于0.5MPa-1,一般多为高压缩性土。而压缩系数与软土的强度的变化是不固定的,当土的液限开始呈现增大的现象,软土强度出现下降的情况,而土的压缩性跟随液限的增大而上升,同时深度的增大与其强度增大有着直接的关系。软土在收到干扰后的第一反应是其絮状结构出现不同程度的损害,随着时间的推移,状态开始转为流动,这也表面其强度开始慢慢丧失。②含水量高,液限含水量一般在40~60%的范围内,淤泥质土与淤泥的含水量在50~70%之间,而淤泥与淤泥质土的天然含水量是随着液限的增大而升高的[1]。③渗透性小,通常情况下,天然软土的渗透系数在1×10-4cm/s与1×10-8cm/s的范围之内,通常在软土地区可以见到淤泥质土与淤泥。由于该地区的软土层含有数量不等的极薄层或薄层的粉土与粉砂,因此在垂直方向,其渗透性明显要低于水平方向。④孔隙比大,一般情况下,在相同的垂直压力下,天然软土的孔隙比要比重塑土的孔隙比多出0.20~0.40。

2 软土地质勘察方法分析

一般在软土地质的地质勘察过程中,常应用的是十字板剪切试验、静力触探试验与标准贯入试验,在操作这三种地质勘察方式的过程中,还需要结合室内土工试验的结果及取土试样、土质钻探,确保该地区测量的土壤力学性质指标的准确性得到有效的保障。在后续的软土地质工程项目设计与施工的过程中,可以将上述测量的数据作为其依据,提高整体工程施工的质量。目前,在软土地质勘察过程中,使用较多的有:①静力触探试验,在原位测试环节,静力触探试验方法的应用原理需要借助外界的机械力将圆锥形探头在设定的速度下缓慢压入到土中,并同时测量与记录其压入到软土土质中实时承受的外界阻力,这种勘察方法属于原位测试的范围。②在软土地质勘察的过程中,十字板剪切试验方法主要是是对其抗剪切能力进行测试。在应用此方法时,需要利用钻机在需要试验测定的位置进行钻孔,在钻孔深度达到一定要求后,将十字板缓慢地压入钻孔最底部的泥土中,然后以均匀的速度旋转十字板。在十字板转动时,可以对施加的压力进行测定与计算,通过测算的结构,判断该地区的软土实际抗剪强度。一般通过十字板剪切试验测试方法测得的软土抗剪切强度就是该地区软土地质土的天然强度。③在软土地质勘察中,应用标准贯入试验,对其粉土与砂土等土质进行测定,通过一系列的土质测定,得出该地区土质可承载的能力。在利用标准贯入试验方法测定软土时,需要应用到穿心锤、触探杆与标准贯入器。④在软土地质勘察的过程中,钻探作为一种常见的勘察技术,相关工作人员在利用其对软土土层进行钻探勘察的过程中,需要对其呈现出的絮状结构进行密切的关注,这种结构具有稳定性差与流动性强的特征。为了降低絮状结构对软土土质勘察结果准确性的影响,需要在钻孔环境,要完善钻孔孔壁的支护措施,避免在实际钻探的过程中,发生缩孔的情况,进而给钻探勘察造成负面的影响。

3 软土地质勘察实例分析

某地区的滨海平原区域表层均被第四纪中的多种沉积物覆盖,沉积物主要来自海洋。根据以往在该地区建设的工程项目沿线地质调查情况,可以确定该区域为平原,且具备地势平坦的特点[2]。而沿线土壤地质情况负责的主要原因是由于沿线周边河流分布的范围比较广泛,这也是软土区域分布广泛的重要原因。该地区的软土一般以淤泥质的粘土与淤泥为主,压缩性与含水量较高,且孔隙大,从侧面也提高在该区域施工工程项目发生沉降的可能性,对工程施工质量造成负面的影响。在该地区开展软土地质的相关勘察工作过程中,为了可以准确且全面测定其软土土层的数据指标,应用十字板剪板与静力触探这两种试验方法。在应用静力触探试验对软土土层进行测定的过程中,通过采用圆锥探头与静力触探测仪来开展相关的勘察工作。圆锥探头的锥角、锥底截面积分别为60°、10cm2,在划分软土土层中,可以以静力触探试验方法测得的数据作为其划分的主要依据。在软土土层检测试验的过程中,应用十字板试验方法,其方法的应用原理主要是基于软土土层的抗剪强度,以原位测定进行土质勘察。在应用该方法进行软土土质勘察时,负责该地区软土地质勘察的工作人员必须考虑到其结构性与灵敏性,减少外界干扰因素对其结构性的影响,确保软土内的平衡性。当软土内的结构发生变化,其强度也开始丧失,最终形成难以恢复的局面。因此,在应用十字板试验方法进行软土地质勘察的过程中,需要充分考虑到软土的结构性与灵敏性之间的关系,密切关注其结构的变化,避免出现絮状结构。

4 软土地质勘察的注意要点

在软土地质勘察中进行设计与布置,需要先综合考虑勘探点的分区与勘察项目地的实际情况。在勘察软土地质的环节,不仅要测定软土土层的分布情况与类型,还要重点统计与测定软土的强度、沉降速度[3]。此外,土壤的力学性能评价作为软土地质勘察的主要内容之一,需要测定软土土壤的固结情况,判定软土土壤是一般固结、欠固结还是超固结,不同固结状态的软土,其实际存在的应力也有所不同。在对不同固结状态下的软土承受压力进行分析的过程中,需要结合前后软土固结的变化情况,测定与计算其土壤的变形参数。一般可以在室内试验中,采用相应的试验确定软土土壤的指数、系数、回弹指数与系数,在后续的工程项目施工中,以测定的数值作为其施工的依据。

5 结语

综上所述,软土是在静水或流水非常缓慢的环境下借助生物化学的作用沉积,最终形成软土地质。软土地质的实际天然含水量、天然孔隙均要大于粘性土与液限。通常以天然孔隙在1.0~1.5之间作为判断淤泥质土的依据,而在天然孔隙高于1.5的情况下,可以确定其地质为淤泥。在勘察软土地质的环节,要测定软土土层的分布情况、类型、软土的强度、沉降速度[3]。此外。土壤的力学性能评价作为软土地质勘察的主要内容之一,需要测定软土土壤的固结情况,判定软土土壤是一般固结、欠固结还是超固结,不同固结状态的软土,其实际存在的应力也有所不同。

[1]张小利.深圳市海上田园风光下游段整治软土勘察浅析[J].陕西水利,2013(03).

[2]田野.软土地区铁路勘察选线及路基处理措施[J].山西建筑,2015(06).

[3]朱墩.软土勘察中各种强度指标机理与分布评价[J].城市道桥与防洪,2015(08).

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