软土地基的岩土工程勘察研究

软土地基的岩土工程勘察研究

张雪

江苏省地质工程勘察院

摘要：本文以软土地基为研究对象，深入分析了软土地基在工程中常见的问题，如地基承载力不足、沉降量大且不均匀、遇水软化强度降低、固结时间长影响施工进度、负摩阻力大损害桩基等。针对这些问题，文章从勘察流程与布置要求、勘探方法与技术手段等方面，提出了软土地基岩土工程勘察的基本方法。研究表明，软土地基勘察需要根据具体的工程条件，优化勘察方案，选择合适的勘探与测试技术，综合评价其工程地质特性。

关键词：软土地基；岩土工程；工程勘察；参数测试；安全性

引言：我国在软土地基勘察领域取得了长足进步，但仍面临诸多问题和挑战：如软土分布规律的复杂性、取样和测试的难度大、环境因素影响显著等。这些都给软土地基勘察的准确性和可靠性带来了困扰。

一、软土地基的常见工程问题

（一）地基承载力不足

软土的抗剪强度参数普遍偏低，如黏聚力c值小、内摩擦角φ值低，这导致软土地基难以提供足够的抗剪强度来满足上部结构对地基稳定性的要求。尤其在偏荷、震动、风荷载等外载荷的不利作用下，软土地基更容易因剪切破坏而失稳。设计中如果没有准确评估软土的抗剪强度特性，或对地基处理不到位，就可能高估地基承载力，埋下安全隐患。

（二）沉降量大且不均匀

软土普遍具有高压缩性，在上部结构施加荷载后，会产生显著的固结沉降。软土中含水率高、孔隙比大，导致其骨架结构稳定性差，遇荷后易发生大变形。且由于软土自身物性的空间变异性，如颗粒组成、含水率、有机质含量等指标在平面和深度上的差异，会造成地基沉降的不均匀性。部分区域软土越软弱，沉降就越大；反之，软土越坚硬，沉降就越小。地基沉降不均会引起上部结构应力的重新分布，产生附加内力，损害建筑物的整体性和安全性。

（三）强度降低，土体流动化

遇水软化是软土的典型特点，其抗剪强度会随含水率增加而迅速降低，甚至完全丧失，呈现流体特性，对工程安全构成严重威胁。当软土的含水率较低时，颗粒之间存在一定的结构胶结，具备一定的抗剪强度。但当含水率升高，尤其接近液限时，颗粒间的胶结作用消失，软土变得极其松散，触变性增强，强度降为零，土体失稳，转变为流动状态。这种流动化的软土对基坑或边坡的稳定性影响很大，在坡脚卸荷或基底超挖的情况下，很容易引发流土现象，导致基坑或边坡整体失稳。此外，流动化软土还可能沿薄弱夹层流向基坑，造成大面积坍塌事故。

（四）固结时间长，施工工期受影响

软土中细颗粒含量高，透水性差，导致其排水固结的过程非常缓慢。在上部荷载作用下，软土中的孔隙水难以及时排出，孔隙水压力消散缓慢，使得有效应力增长滞后，固结沉降持续时间长。软土层越厚，固结时间越长，沉降历时可达数月甚至数年之久。而建筑工程通常对施工工期有较高要求，前一道工序施工的延误将会影响后续工作的开展。如果地基处理不到位，固结沉降没有完成，就盲目进行地上结构施工，会因软土持续变形而引起结构开裂等质量问题，甚至将带来安全隐患。

（五）负摩阻力大，桩基受损

当桩基通过软土层时，在上部荷载及软土自重固结作用下，软土会产生向下的剪切位移，对桩基施加额外的向下拖拽力，称为负摩阻力。软土越厚，固结量越大，负摩阻力就越大。负摩阻力的存在，使得桩身附加应力显著增加，桩的轴向压缩和弯曲变形加剧。当负摩阻力超过桩身混凝土的抗拉强度时，可能引起桩身开裂、断裂等破坏，危及桩基的安全。此外，负摩阻力还会削弱桩的竖向承载力，降低桩基效率。在软土层特别厚的场地，负摩阻力带来的桩身附加应力可高达桩自重应力的数倍[1]。

二、软土地基岩土工程勘察的基本方法

（一）勘察流程与布置要求

针对软土地基的复杂性，岩土工程勘察应制定科学合理的技术方案，对场地进行全面系统的调查与评价。勘察流程一般包括：收集资料、现场踏勘、制定方案、现场勘探、取样测试、综合分析、编写报告等环节。其中，现场勘探是获取软土地质信息的重要手段，应根据建筑物的重要性、场地的复杂程度等，合理确定勘探点的数量和布置。

对于一般的多层建筑，勘探点应沿建筑平面对角线布置；对于高层建筑，除角点外，宜在建筑物四周及中心布置勘探点，间距不宜大于20m。当遇到地层情况复杂、软弱下卧层发育、不良地质现象频发时，应适当加密勘探点，并采用组合探测方式，查明地层分布的空间变化规律。此外，布置勘探点时，还应考虑地形地貌、地下水、相邻建筑物等因素的影响。

（二）勘探方法与技术手段

当前，工程勘察主要采用地质调查、物探、钻探等方法，综合运用多种技术手段，全面收集和分析拟建工程的地质、地球物理等资料，深入研究地质埋藏条件和分布规律，从而实现对岩土工程问题的有效预测和评价。

地质调查主要包括野外地质调查、测量与编录等，通过观察和记录地层岩性、产状、构造等特征，分析区域地质背景，编制各类地质图件，初步确定岩石岩性、产状。物探方法包括地震勘探、重力勘探、磁力勘探、电法勘探等，利用地震波、重力场、磁场、电场等的变化，判断地下地层结构、岩性分布等特征。钻探是工程勘察的直接手段，通过钻取岩芯、标准贯入试验、动力触探试验等，获取地层岩性、埋深、厚度等信息，分析基础持力层位置、深度。

此外，工程勘察还广泛应用了地理信息系统、三维地震等现代技术，极大提高了勘探工作的精度和效率。这些先进技术与传统方法相结合，为工程勘察开辟了广阔的前景。勘察单位需紧跟技术发展前沿，不断创新勘探方法，提升工程勘察的科技含量，推动行业高质量发展。

（三）不同条件下的勘察策略

在不同的地质条件下，工程勘察需要采取差异化的勘察策略，根据目标区的特点有针对性地开展工作，才能达到事半功倍的效果。

对于构造简单、地层出露良好的区域，可以重点开展地质调查工作，通过野外观察和填图，识别地层层序、岩性特征、构造样式等，初步判断基础持力层岩性、深度。在此基础上，再利用物探方法进一步探测地下地质结构，优选钻探位置。对于构造复杂、地层变化剧烈的区域，地质调查的作用相对有限，需要更多依靠物探方法，尤其是地震勘探，查明复杂的地层结构和构造形态。可以布设高密度的物探测线，采用三维地震等先进技术，获取高精度的地震资料，经过精细处理和解释，构建精细的地下结构模型，指导钻探部署。对于地表条件恶劣、野外工作难度大的区域，可以优先利用遥感技术，快速获取区域地质、地貌等信息，开展地质综合研究。在此基础上，可以布设物探测线，利用重、磁、电等手段，揭示地下构造格局。在条件许可的情况下，再有选择地开展野外地质调查和钻探工作，进一步落实工程勘察侧重方向。

结束语：软土地基作为一种常见的不良地质条件，对岩土工程勘察提出了更高的要求。工程建设中只有全面系统地开展软土地基勘察，准确查明软土的空间分布规律和工程特性，并采取针对性的勘探技术和方法，才能为软土地基设计和施工提供可靠的依据，确保工程建设的安全性、经济性和环保性。这需要勘察单位不断加强软土地基研究，积累工程经验，创新技术手段，提升软土地基勘察的科学化、规范化、精细化水平。同时，还需要加强与设计、施工等单位的沟通协调，促进勘察成果的有效应用，更好地指导软土地基工程实践。

参考文献：

[1]孙涛,蔡昀骁,马如星.岩土工程施工中勘察技术的应用[J].中国建材科技,2023,32(06):122-124+121。