关于公路软土地基勘察设计方案的思考

张晓敏

（大同市勘察测绘院，山西大同 037000）

0 前言

随着人们对道路工程安全性能和施工质量要求的不断提高，在施工过程中，对公路施工现场地基进行详细勘察显得尤为必要。尤其在软基区域，如不及时采取措施进行处理，极易导致施工安全事故发生，甚至影响建筑工程质量。在此意义上，就必须做好对软基的勘察工作，并采用科学的数据处理方法，确保施工效果。

1 软土地基的特点与岩土工程问题

1.1 基本特征

软基的定义是由地基中土粒孔隙度来确定的。土粒的天然孔隙率不小于1.0，压缩系数不小于0.5MPa，含水量较大，即可视为软土地基。受外力作用时，软基更易发生形变；较强的吸水性能，使软基在外界渗入水时，会迅速吸收并发生膨胀。所以，软土地基施工或工程完工后，极易发生安全事故，引发一连串的质量问题。软土地基具体特征如下。

（1）具有透水性差。软土的含水量虽大，但渗透性能差。这一状况的存在意味着，如果公路地基建造在软土上，沉降期就会延长。经过最初的地基加载，会增加软土的孔隙水压力，对地基强度造成很大影响。

（2）具有强度差。实验结果表明，软土结构在未破坏的条件下，仍具有一定的抗剪性能。一旦被扰动，会明显降低其强度。如果软土地基一侧的剪应力大于其极限抗剪强度，则地基将失稳，使地基及上方建筑结构被破坏。

（3）具有不均匀性。由于形成与沉积过程中所处环境的不同，软土的均匀性低于其他土质，这使岩土工程在施工过程中易产生不均匀沉降。

（4）具有流变性。软土因孔隙度大，具有较高含水率，软土颗粒孔隙内的水分会因为外力作用而发生形变，从而改变周围土体颗粒的排列和空间结构，使软基的稳定性降低。当外力足够大时，会加速软基的形变速率，使其整体受到的剪应力增大，导致软基横向断裂。

1.2 岩土工程问题

（1）地基失稳。当建筑的基底压力大于地基强度时，地基在沉降过程中会产生侧向变形，造成局部剪切破坏。整个过程中，塑性变形区将逐渐形成连续的贯通滑动面，从而影响地基的稳定。尽管这类问题发生的可能性不大，一旦发生，后果将十分严重。

（2）岩土层突变。基岩下面是软土，因为软土层较厚，基岩面可能会有一些起伏。在该区域施工时，应对建筑基础的选型做好场地适宜性的分析。桩轴主要是流塑状软软土，桩身因软土层与持力层之间没有好土层而抗力较小，导致其稳定性差，因此，将影响上部建筑的稳定性。单桩主要是通过端阻力承载力，而软土层的负摩擦力使桩端压力增加而受损。

（3）固结沉降。若处理不得当，软土会因固结沉降而下沉，引起地基不稳定和倾斜。

2 岩土勘查流程

2.1 对软土地基进行调查分析

针对施工地区的地形地貌、主要岩土类型、软土孔隙度与含水量等进行详细的调查。以便能对软土地基的形成条件、覆盖范围、软土地基纵向及不同深度的性质差异更好地进行了解。

2.2 勘察措施确定

勘察过程中，首先要确定目标工作量，然后在此基础上确定具体勘察措施。如在布置勘察勘探点时，严格按照勘察范围设计地基及周围位置的孔深和间距，并统计施工中钻孔的数量。一般而言，设置钻孔时，应规范钻孔深度和标准，不宜过松或过紧，钻孔之间的距离一般设置在30m 左右。汇总工程量与基本采样后，根据工程实际情况制定详细的计划，进一步确定钻孔深度等参数，确保勘察工作高质量完成。

2.3 测定软土地基力学参数

同时，各种工程力学参数的测试也是软基勘察中的重要环节。软基力学参数的测定可分为原位测定和异位测定两种。原位测定是通过静力触探、十字板剪切试验等检测与分析施工现场的土壤性能，非异位测定是将现场采集的土壤样品送回实验室进行分析。软基力学参数的测定，主要包括其受外力作用时的压缩与回弹指数等形变状态；固结性能、水力梯度等透水性能变化。

2.4 取样数量确定

由于土壤存在位置即为原位分析的实验区域，测定数据与软基特征较为接近。原位分析可有效减少为取样而进行的钻孔工作，减轻工作负荷，其与异位分析相结合是软基取样分析的必要条件。易位分析，其主要通过钻孔获取不同深度的土样，或获取同一平面不同位置的土样，再送至实验室分析，得到土壤参数数据，并辅助绘制出精密的软土地基的应力强度三维图像。

2.5 地下水情况

项目勘察过程中，需要对项目区域地下水的类型及排放情况等进行详细调查。其原因在于，地下水对软土的影响较大，并且勘察结果受地下水波动影响，其结果也会有一定的变化。为此，设计勘察方案时，需充分做好地下水情的调查，以防止周期性地下水情况影响勘察试验结果。

3 数据处理

3.1 试验数据处理

软土地基试验具有简便、易操作等优点，是岩土工程中常用的一种土工试验。具体的数据采集和处理过程中，要充分考虑岩土试验项目是否与岩体类型、工程性质相适应，确定数据处理的方法和步骤，最终得到软土的基本特性。

3.2 原位数据处理

数据处理在岩土试验中也具有重要意义。例如，工程项目需要对砂土和粉质粘土进行贯入标准试验，其试验指标直接影响数据处理效果。所以，在实际贯入中，需根据地层条件确定具体技术参数，并根据不同的技术标准对不同性质的土体选择相应的参数，以获取准确的数据资料。最后，将原位测试数据按照试验规范进行分析与汇总，并将分析结果形成数据统计表。

3.3 地下水影响分析

地下水对软基物理性质产生的影响也应在具体数据处理中加以分析。在分析勘查数据的环节，依据工程勘察规范，根据分析报告确定环境水的相关内容。就地下水而言，主要有降水和地下水径流两种补给方式。在实际的勘察中，如果承压水稳定水位为3m，而工程基础设计深度为2.5m，那么，地基处于水位之上；根据勘察规范，确定地下水对钢结构与混凝土的腐蚀程度。

4 软土地基建筑勘察工作需要注意的问题

首先，需要明确地研究软基影响公路施工与性能的各种因素。除分析软基的成因、分层特性及横、纵向分布情况外，还应对软基渗水性能作出明确的分析。①确定软土层自行固结的能力与流变性的强弱等；②确定软土层中不同各类软土的土壤厚度与横向面积等组成是否均匀；③对具有一定承载力的硬土层的埋藏条件进行分析；④分析基岩在软基中的埋藏分布及风化腐蚀程度等情况。

最后，对软土特性进行细致的分析，是软基勘察工作中重要的一个环节。建筑会对周围一定范围的土层产生影响，因此，除了分析施工区域内软基外，还应了解周围环境的地形地貌以及存在的软土条件，并以此为研究重点。上述工作对于有效地防止因地基范围内的土层发生形变、滑坡而挤压周围土层，导致一齐发生地质灾害。如土层地形条件复杂，则应主动对照相关资料，或向有丰富经验的勘察人员咨询。

5 公路软土地基处理措施

5.1 基础工程技术措施

通常情况下，为提高公路地基的平衡坚固性与弥补软土缺陷，最大限度降低软基水分，使软土压缩变实。采用垫层换填法施工技术，针对软土层不厚的情况，加快排水固结速度，降低构造物沉降。对局部较深或面积过大的软土，可采用碎石桩或强夯施工技术。对含水率高的软土，应采用预压法等施工工艺，必要时，可将多项技术综合应用。

5.2 软土加固施工技术措施

施工过程中，必须综合考虑施工环境中的若干因素。如公路工程占地全为相对较厚的软土层，应采用粉（湿）喷桩法或爆破排於等施工技术，化解沉降不均的风险，实现公路建设的基础稳固。粉（湿）喷桩施工工艺主要是采用搅拌机械，用高气压喷射白灰粉或者水泥，对软土地段综合搅拌，其在改善土壤硬度和凝结能力方面必不可少。

5.3 路桥涵洞的施工技术措施

对于软土面积较大、土层较浅的公路工程，在施工前先用镇压机械进行超载预压处理，以提高土质密度和硬度。设置涵洞，利用建筑结构控制桥身的沉降。路桥涵洞的施工，一般情况下都需要用施工工艺简单，造价低的钢筋混凝土构筑箱型结构来加固软土。

6 结束语

在工程建设领域不断发展和取得更多成果的同时，软基勘察的重点也发生了变化。在采集软基数据的同时，还应注意数据的准确性，避免因数据错误而导致施工失误，进而发生安全事故。此外，软基勘察方法的选择，还需要根据软基的实际情况合理选择相关技术，在确保勘察结果准确性的同时，努力降低成本，提高效率。与此同时，工程项目除了施工队伍外，还必须进行多方面的沟通和合作。所以软基的勘察过程中，有必要设计合理的勘察方案。设计勘察方案时，应备有应急计划，避免因勘察不细致而发生施工安全事故造成更大的损失。