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浅析地基基础软弱土层的测试方法

【摘要】：软弱土的原位测试及取样问题是岩土工程勘察的重要环节，直接关系到岩土工程勘察报告成果的质量。

【关键词】：工程勘察；原位测试；静力触探实验

1、前言

各类建筑工程离不开岩土，绝大多数岩土工程勘查中，勘探原位测试与取样是必不可少的，由此可见，原位测试与取样问题在岩土工程勘查中占有很重要的地位。它直接关系到工程勘察成果的质量与能否准确评价岩土工程地质条件的关键。

2、软弱土层的分布及其特点

软弱土层是抗剪强度很低，压缩性特高，压缩系数大，压缩模量小，如软塑性粘土淤泥、淤泥质土都是属于软弱性高压缩土。当地基压缩层主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成时应按软弱地基进行设计。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，应按局部软弱土层处理。勘察时，应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况；冲填土尚应查明排水固结条件；杂填土应查明堆积历史，确定自重压力下的稳定性、湿陷性等。

3、对软弱土层的取样技术要求

软土地区勘察宜采用钻探取样与静力触探结合的手段。勘探点布置应根据土的成因类型和地基复杂程度确定。当土层变化较大或有暗埋的塘、沟、坑、穴时应予以加密。

3.1 钻进方法

采用冲击钻时，必须下5～7米套管隔水，才能将软土原状土取上来，这种土的孔隙比e在0.9～1.1之间；对鉴别底层天然湿度的钻孔，在地下水位以上应进行干钻，当必须加水或循环液时，应采用双层岩芯管钻进。现场用环刀取样，土的孔隙比在0.9～1.1之间；取样器要采用活塞式薄壁取土器取样，质量好，稳定取土器，使试样不易脱落，最适宜软土层。

3.2 软土原位测试标准贯入实验

钻探过程中常有遇到软弱土层，不易取上来原样的情况，参照《岩土工程勘查规范》（GB50021-2001）的要求进行工作，必须采用原位测试标准贯入实验，计算锤击数，只有这样才能准确无误的把软弱土层的强度和承载力标准值客观真实的计算才能反映出来。软土原位测试宜采用静力触探实验、旁压试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀实验和螺旋板载荷试验。软土的力学参数宜采用室内实验、

原位测试，结合当地经验确定。有条件时，可根据堆载实验、原型监测反分析确定。抗剪强度指标室内宜采用三轴实验，原位测试宜采用十字板剪切实验。

3.3静力触探试验

静力触探可根据工程需要采用单桥探头、双桥探头或带孔隙水压力量测得单、双桥探头，可测定比贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和贯入时的孔隙水压力。探头应匀速垂直压入土中，贯入速率为1.2m/min。当贯入深度超过30m，或穿过厚层软土后再贯入硬土层时，应采取措施防止孔斜或断杆，也可配置测斜探头，量测触探孔的偏斜角，校正土层界线的深度。根据静力触探实验，利用地区经验，可进行力学分层，估算土的塑性状态或密实度、强度、压缩性、地基承载力、单桩承载力、沉桩阻力、进行液化辨别等。根据孔压消散曲线可估算土的固结系数和渗透系数。

3.4圆锥动力触探试验

应采用自动落锤装置，触探杆最大偏斜度不应超过2%，垂直贯入应连续进行；同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动，保持探杆垂直度；锤击速率每分钟宜为15～30击；每贯入1米，宜将探杆转动一圈半；当贯入深度超过10米，每贯入20cm宜转动探杆一次。根据圆锥动力触探试验指标和地区经验，可进行力学分层，评定土的均匀性和物理性质。土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，查明土洞、滑动面、软硬土层界面，检测地基处理效果等。应用实验成果时是否修正或如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况而定。

3.5十字板剪切试验

十字板剪切试验点的布置，对均质土的竖向间距为1米，对非均质或夹薄层粉细砂的软粘性土，宜先做静力触探，结合图层变化，选择软粘土进行实验。十字板头插入钻孔底的深度不应小于钻孔或套管直径的3～5倍，十字板插入至实验深度后，至少应静止两到三分钟，方可开始实验，在峰值强度或稳定测试完后，顺扭转方向连续转动6圈后，测定重塑土的不排水抗剪强度，对开口钢环十字板剪切仪，应修正轴杆与土间的摩阻力影响。十字板剪切试验成果可按地区经验确定地基承载力、单桩承载力，计算边坡稳定，判定软粘性土的固结历史。

4、地下水引起的岩土工程危害

4.1地下水升降变化引起的岩土工程危害

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为三中方式，水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等得影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐

蚀性加强。斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低，软化。引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂，管涌等现象。地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。

4.2地下水动压力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

5、结束语

随着城市建筑业的发展，用地越来越紧张，因此许多建筑物必须建设在软弱土层场地或软弱下卧层区域内，在这种情况下，如果不认真对待，容易产生不均匀沉降，以致出现工程事故。为了在软弱土地基上建筑工程，使工程安全适用可靠、经济合理，现场查明软弱土层的分布特性，做认真的原位测试及取样工作，提供准确土工试验指标数据，非常重要。综上所述，软弱土的原位测试及取样问题是岩土工程勘察的重要环节，直接关系到岩土工程勘察报告成果的质量。

参考文献

[1] 董秋. 浅谈软弱土层的原位测试与取样问题. 黑龙江勘察设计，2002,(04)