软土地区勘察应注意及问题

1、软土地区勘察应注意的问题昆山地区处于长江三角洲冲积湖沼平原，中上部的土层一般为第四纪全新世及晚更新世河口湖沼相沉积土层。在昆山的长期勘察工作中发现，昆山大部分区域均有不同程度的软土发育，为工程建设带来了不利影响，因此在前期勘察中查明其分布、性质及有针对性的提出建议方案对工程建设的顺利进行有着重要意义。本文依据在昆山地区的长期勘察经验，结合花桥污水处理厂迁建一期工程的岩土工程勘察工作，浅谈一下软土地区勘察应注意的问题。软土的定义及危害性软土是指天然含水量大、压缩性高、强度低、而渗透性低的一种软塑到流塑状态的粘性土。主要有淤泥质土、淤泥、泥炭、泥炭质土等，目前在昆山地区的勘察工作中，主要的软土层为

2、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，部分区域有揭露薄层泥炭的发育。软土一般具触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性等特征，在工程应用上表现为：地基沉降量大，一般可达数十厘米甚至到数百厘米；地基沉降时间长，一般达数十年甚至到数百年；地基沉降不均匀，由于上部结构的特点与荷载差异，常常引起地基不均匀沉降；地基抗剪强度低。由于软土地基具有上述特征，常常影响公路、铁路工程质量，引发地质灾害。其危害性主要表现为：软土地基的过大和不均匀沉降将严重影响路面的平整度，制约路面通行能力、行车安全度和舒适度；路基、路堤可能会随着软基一起产生滑移，引起公路、铁路路面的整体破坏。由于软土地基的危害性，高速公路及铁

3、路对于软基的处理标准要求高，而这同时也对软基工程地质勘察的深度和广度提出了很高的要求。结合工程浅谈勘察工作中的着重项工程概况拟建场地位于拟建场地位于昆山花桥花园路东、312国道北、沪宁高速公路南。本工程由二沉池、生化池、污泥浓缩池、鼓风机房等构（建）建筑物，规模为6.25万吨/日。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009版之规定，本工程重要性等级为二级，场地等级为二级（中等复杂场地），地基等级为二级（中等复杂地基），岩土工程勘察等级为乙级。勘察目的和方法中应注意的部分由于昆山地区软土上部通常有一层硬壳层，该层分布稳定时可作为无较大荷载建筑物的浅基础持力层，有一定的工程价值，故查

4、明硬壳层的分布为重点之一；昆山水系发育，许多工程场地有暗塘、暗浜的存在，使上部硬壳层缺失，且其分布情况对工程后期有着较大影响，因此查明暗浜、暗塘的分布为重点之二；昆山地区各区域软土的厚度均不相同，有些场地甚至范围不大，但软土厚度变化极大，对基础设计有很大的影响，因此查明软土的分布规律为重点之三；软土的固结历史、应力水平和结构破坏对强度的影响，尤其对基坑工程十分重要，对桩基的负摩阻力的产生有较大影响，因此查明上述未重点之四。针对上述问题，需要有针对性的采用不同的勘察技术手段：在查明暗浜、暗塘范围时，应结合原始地形图、野外踏勘和小口径麻花钻的综合手段，即节省工作量，又可以保证查明范围的准确性；由于

5、软土的触变性，采取土样时应采用薄壁取土器，以保证试样的完整性；对于查明软土的固结历史应采取高压固结试验的方法，而对于其灵敏性应采取十字板剪切试验或室内无侧限抗压强度试验。在本工程的勘察工作中，我院采用了钻探、静力触探、小口径麻花钻等多种勘察手段，在室内土工试验对采取的原状土样进行了常规的含水率、比重、密度、重度及液塑限等物理性质试验；对于23基坑深度范围内土层进行了三轴UU、渗透试验；对于软土为测定其灵敏度，进行了原状土、重塑土的室内无侧限抗压强度试验；对土的力学性质则采用常规浸水低（中）压固结试验及直接剪切（固快）试验，由于本区域经验能确定场区软土为正常固结，故未进行高压固结试验。场区土层情

6、况简介本次勘察表明，拟建场地35.30m勘探深度范围内地基土土层分布较稳定，除浅部填土外，均为第四纪全新世及晚更新世河口湖沼相沉积土层，主要由粘性土、淤泥质土、粉土及粉砂组成，按其工程特性由上往下可分为8个层次。根据场区层土的层面起伏情况及、层土的厚度变化情况，场区有古河道分布，古河道的切割影响了场区层土的分布情况。各土层综合特征表 表3层序岩 土名 称层 厚(m) 层 底标 高(m)岩 性 特 征压缩性分布范围素填土0.602.10-0.011.44杂色，湿，主要由粘性土组成，局部夹植物根茎、淤泥等等，结构松散,非均质。填积时间较长，填龄大于10年。高全场区分布粉质粘土0.702.30-1.

7、28-0.07灰黄色，软塑，局部可塑，含少量铁锰氧化物，夹灰条纹，无摇震反应，稍有光泽，中等干强度，中等韧性。中-高全场区分布淤泥质粉质粘土4.0011.30-11.90-4.28灰色，流塑，富含腐殖质及有机物，无摇震反应，稍有光泽，中等干强度，中等韧性。局部夹淤泥质粘土、淤泥及薄层粉土。高全场区分布，古河道及接触带附近厚度变大粘土0.805.10-14.23-7.90褐黄色，可塑，含少量铁锰结核，无摇震反应，有光泽，高干强度，高韧性。局部夹粉质粘土薄层。中等全场区分布，古河道区域层面起伏大，厚度变化大粉质粘土夹粉土0.703.30-15.70-10.21灰黄色，可塑，局部软塑，含少量铁锰氧化

8、物，无摇震反应，稍有光泽，中等干强度，中等韧性。夹稍密中密状粉土，呈薄层状、互层状分布。中等全场区分布，古河道区域层面起伏大粉土夹粉质粘土2.007.50-18.00-16.28灰黄色，很湿，稍密，局部中密，含云母碎屑，无光泽反应，摇震反应中等，低干强度，低韧性。粘粒含量高，夹软塑状粉质粘土，呈薄层状、互层状分布。中等全场区分布，古河道区域厚度变化较大粉土夹粉砂7.6010.80-27.19-25.34灰色，很湿，中密密实，含云母碎屑，无光泽反应，摇震反应中等，低干强度，低韧性。夹中密密实状粉砂，呈薄层状分布，局部夹2030cm软塑状粉质粘土。中等全场区分布粉质粘土未钻穿，最大揭露厚度7.70

9、m灰色，软塑，局部可塑，无摇震反应，稍有光泽，中等干强度，中等韧性。局部夹薄层粉土。中等全场区分布4、对软土部分的相关评价重点及结论4.1、软土震陷影响根据地区经验，拟建场地内，层淤泥质粉质粘土剪切波速平均值Vsr大于90m/s，且该层厚度较小，根据岩土工程勘察规范GB50021-2001（2009版）第条条文说明，可不考虑场地软土的震陷影响。4.2软土拟建场区有软土分布，降低了场区浅层地基土的直接利用性。本次勘察对软土进行了室内的原状土、重塑土无侧限抗压强度试验，各项指标见下表：软土的无侧限抗压强度指标 表9层号原状土无侧限抗压强度qu(kPa)重塑土无侧限抗抗压强度qu (kPa)灵敏度S

10、t结构性分类33.07.04.70高灵敏该层土灵敏度为4.70，属于48之间，为高灵敏土，在基坑开挖过程中易扰动，形成不稳定边坡，尤其是古河道区域软土厚度渐变大，基坑开挖时应做好支护工作；此外，由于软土的分布，桩基施工时易发生偏斜，设计及施工时应充分考虑软土带来的不利影响。由于拟建场区软土均为正常固结，一般不会产生桩侧负摩阻力。软土地区的常用基础形式从昆山地区来看，对于软土地区常常使用桩基础来处理软土基础。结合本工程的经验，根据本地区经验，一般适宜的桩基础形式主要有灌注桩及预制桩。对于灌注桩，本场地桩端持力层以上分布有软土层及厚度较大的粉（砂）土层（-层），施工时易产生塌孔、缩颈、断桩等现象，

11、且对于长、大的钻孔灌注桩，孔底清淤是质量控制的关键因素，孔壁易形成过厚的泥皮，使桩身质量不易控制，同时采用钻孔灌注桩时泥浆排放不当会对周围的环境产生污染；而采用钢筋混凝土预应力管桩可以克服上述问题，且该种桩型具有施工速度快，单桩承载力可靠，桩身质量容易保证等优点，但采用预制桩时由于本场区土层变化较大，部分区域沉桩时需穿越一定厚度的粉土（砂），沉桩问题十分突出，因此，设计时应充分考虑各种桩型的利弊，综合权衡后选用。此外，还常常用地基处理方法来处理软土基础，昆山地区常用的主要有以下几种：5.1垫层法。垫层法是在软土地基顶面铺设厚度为0.6m1.0m的砂垫层或土工布等化学物质(具体厚度视路堤高度、软

12、土层厚度及压缩性而定，太厚施工困难，太薄效果差)作为软土层固结所需要的上部排水层，以加速沉降的发展，缩短固结过程的方法。砂垫层可作为路堤内的地下排水层，以降低堤内水位，改善施工时重型机械的作业条件。采用砂垫层，砂宜采用中砂及粗砂，要求级配良好。颗粒的不均匀系数不大于5，且含量不宜超过35。砂垫层一般用自卸汽车及推土机配合摊铺，摊铺应均匀，注意不要有很大的集中载荷作用。当路堤为粉土类土，透水性不好时，路堤坡脚附近砂垫层被路堤覆盖，可能会阻碍侧向排水，必须注意做好砂垫层端部的处理。5.2预压排水固结法预压排水固结法地对天然地基，或先在地基中设置砂井、排水板等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐

13、渐加载，或是在建筑物建造以前，在场地先行加载预压，使土整体的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。预压排水固结法可以解决以下两个问题：(1)沉降问题：使地基沉降在加载预压期间，即修筑路面之前沉降大部分或基本完成，路面在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。(2)稳定问题：排水固结法加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性，公路是条带状荷载，在横断方向受力面积较小，稳定问题尤为重要。5.3 深层搅拌桩法深层搅拌法，是胶结法处理软土地基的一种。它利用水泥浆材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，就地在软土中利用压缩空气喷射水泥浆，与软土强行搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土