云南省有色地质局三一三队 653100
摘要：软弱层是一种不良地基，其对工程建设具有重要影响，在岩土勘察阶段正确识别软弱层并对其进行划分，从而采取有效措施处理，消除不良地基的影响。本文以软弱土层为例，介绍其识别、划分方法，并就处理方法进行分析阐述。
关键词：岩土工程勘察；划分；软弱土；处理方法
引言
岩土工程勘察是工程建设中不可或缺的重要组成部分之一，勘察结果对工程设计与施工具有指导性作用。在很多工程项目中，软弱层都是地基组成中的控制性因素，对工程现场地基土体中软弱层的划分是岩土勘察工作的主要内容，通过对软弱层的正确识别，可以为处理方法的选择提供依据，借此本文就岩土工程勘察软弱层的划分及处理方法进行浅谈。
1 软弱层概述
1.1 定义
相关规范中将处于软塑、流塑状态的粘性土层，处于松散状态的砂土层以及未经过任何处理的填土和高压缩性土层统称为软弱土层。
1.2 软弱层的特点
由软弱层的定义可知，构成软弱层的土体绝大部分都是软土，所以其特点与软土基本相同，大体上可归纳为以下几个方面：
1.2.1含水量高、孔隙比大。软土一般都是有粘土粒组和粉土粒组构成，其中含有少量的有机质，粘粒的矿物成分与周围介质当中的水及阳离子相互作用后，会形成水分子，并吸附在表面形成水膜，故此这些土体的含水量及孔隙比都比较大。相关研究结果表明，软土的含水量大概在35-80%的区间范围内浮动，孔隙比则在1-2左右。
1.2.2抗剪强度较低。由土工试验结果可知，软土的天然不排水抗剪强度约为20kPa，变化范围大概在5-25kPa之间。自然固结的软弱土层在不排水的前提下，其剪切强度会随着距离地表的深度增加而增大，增长率约为1-2kPa/m。在外界荷载的作用下，若是软土经过排水固结，其强度将会产生非常明显的变化。
1.2.3渗透性较小。软土的渗透系数通常在10-4-10-8cm/s，故此其在外界荷载的作用下固结速率较为缓慢。当软土层的厚度≥10cm时，想要使其达到90%以上的固结度一般需要耗费3-5年左右。软土层的渗透性具有十分明显的各向异性，水平向的渗透系数通常大于垂直向，这种现象在含有水平夹砂层的软土层中更为显著。
1.3 进行软弱层处理的必要性
在外界荷载的作用下，软土会承受一定的剪切力，由此会使其产生较为缓慢的剪切变形，这样会引起软土抗剪强度的衰减，当主固结沉降完成后，极有可能产生次固结沉降。按照上文中软土的特点，若是以软土层作为建筑结构的地基基础非常不利，一方面软土层本身的强度较低，其承载力仅为50-80kPa，这样很难承受较大的建筑荷载，否则便会发生地基局部破坏或是整体滑动的现象，同时，在开挖深基坑时，有可能出现基坑隆起或坑壁失稳的情况。另一方面因软土层的压缩性较高，建筑基础沉降较大，若是建筑物结构复杂，各部位的荷载差异较大，便会产生不均匀沉降，这对建筑的稳定性极为不利。鉴于此，在软弱层上建造建筑结构时，必须对地基进行处理，以此来改善土体的工程性质，使其符合建筑结构对地基稳定与变形的要求，消除不利影响。由此可见，对软弱层进行处理尤为必要。
2 软弱层的的划分方法
2.1 进行野外作业编录
在岩土勘察的外业编录过程中，应当根据钻探揭露的地层顺序，从上向下对地层的性质全面描述，如果地层的厚度超过0.5m，则应当对其进行单独分层；若是地层的厚度在0.1-0.5m时，可对其位置、状态进行详细描述。此外，在钻探作业的过程中，为了确保钻探质量，应当对每回次进尺进行严格控制，并保证岩芯采取率。同时，对于地下水位以上应当不加水钻进，并对钻进速率进行仔细观察，一旦发现问题，要及时加以解决处理。
2.2 进行室内整理的岩土分层
应当以检查和整理钻探记录为基础，并结合地质测绘、调查资料、室内试验结果等内容对岩土进行准确分层。在实际分层的过程中，可以按照两级单元的方式进行，具体做法如下：先将不同时期与不同地质成因形成的岩土划分成为一级单元，一般将该单元称之为大层，然后在依据大层的岩性、空间分布、软弱层等将其细分为二级单元，可将其称之为亚层，在用数字表示大层代号，如①，并在大层代号的右下角以下标数值表示亚层，如①1。通常情况下，软弱层的划分都是在亚层中进行，各层的编号顺序应当从上向下，同时要对空间分布及覆盖关系予以充分考虑。
3 软弱层的处理方法
3.1 浅层软弱层处理方法
对于地基中的浅层软弱土层，可以采取换填法、压实法、夯实法进行处理。在这几种处理方法中，换填法的应用较为广泛，以该方法对浅层的软弱土层进行处理时，软弱层的最大厚度不宜超过3m，同时要优选垫层材料，工程中常用的垫层材料有以下几种：砂石、灰土、矿渣以及粉质粘土等，具体可根据工程特点进行选择。选好垫层材料后，其厚度可按照所需换填的软弱土层深度或是下卧土层的承载力进行确定，并且应当满足如下公式的要求：
上式中，代表垫层底面位置处的附加应力设计值（单位：kPa）；代表垫层底面位置处土体的自重压力值（单位：kPa）；表示经深度修正后垫层底面位置处土层的地基承载力特征值（单位：kPa）。垫层底面的宽度必须符合基础底面应力扩散的要求，顶面每个边的长度超出底边边缘不得小于300mm，同时，垫层底面两侧向上应当按照要求进行放坡，承载力可通过静载试验进行确定。为了验证换填法处理软弱层的效果，下面以某工程为例进行具体分析。该工程为办公楼，地上四层，采用的是条形基础，砖混结构，设计要求的承载力特征值为130kPa。在工程建设前，通过岩土勘察发现，工程所在地的天然地基未达到设计要求，因软弱层的厚度较小，仅为1.0-1.4m左右，如果采用桩基对其进行处理，成本较高，并且工期较长，经过综合研究后，决定采用换填法对地基的软弱层进行处理。经过处理后，承载力≥135kPa，符合设计要求的130kPa。
3.2 深层软弱层处理方法
通常情况下，若是地基深部存在软弱层时，可先判断该软弱层是否位于受力层深度以内，如果不在，则不需要进行处理，反之可将其当做软弱下卧层进行承载力和变形验算，当不满足要求时，可采用以下几种方法对其进行处理：预压法、桩基础以及复合地基等。为此，大部分工程中采用的都是复合地基处理，主要的方法有振冲碎石桩、水泥搅拌桩、灰土挤密桩、旋喷桩等复合地基。例如，某基坑工程在岩土勘察过程中发现基坑所在位置处存在软弱层，经判断该软弱层处于受力层深度范围内，因此需要对其进行处理，通过技术经济性比选后，决定采用水泥搅拌桩对该软弱层进行加固处理。经过处理之后，该软弱层的承载力达到了施工要求，由此确保了基坑工程的顺利进行。
结束语
综上所述，在工程建设中，软弱层较为常见，它的存在对建筑结构的稳定性影响较大。为此，在工程施工前期的岩土勘察工作中，应当对软弱层进行准确的识别、划分，并结合工程设计要求及软弱层的特点，采取相应的处理方法，增强地基土体的承载力，保证建筑结构的稳定性。
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论文作者:顾建平,霍思宇
论文发表刊物:《基层建设》2015年31期
论文发表时间:2016/9/28
标签：软弱论文; 土层论文; 岩土论文; 地基论文; 承载力论文; 方法论文; 底面论文; 《基层建设》2015年31期论文;