矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点

矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点

摘要:露天矿山地质工程常覆盖有软土层,软土的特点是可压缩性大、强度低、灵敏性高、透水性差,上述特点导致该类工程软土地区建筑存在地基变形量大,且不均匀沉降严重,地基稳定性低等特点,因而软土地区的岩土工程勘查质量对于保证工程质量具有重要意义。本文分别从地质调查测绘重点、外业勘探及原位测试工作、室内土工试验及软土勘查数据处理、岩土工程评价分析等四个方面出发,研究分析了该类工程软土地区的岩土工程勘查要点。本文的研究内容对于提高软土地区的岩土工程勘查工作质量具有一定的参考价值。

关键词:矿山工程软土地区;岩土工程勘查;技术要点

按照《岩土工程勘查规范》[1]的定义,软土一般是指天然含水率大于等于液限,孔隙比大于等于1.0的土,从土性上来说包括泥炭土,泥炭质土,淤泥,淤泥质土等。软土在我国东部沿海地区及中部平原地区包括长三角,珠三角,武汉,以及大连,天津,青岛等环渤海湾城市广泛存在。其特点是压缩性大(压缩系数大于0.5Mpa-1),强度低(SU小于30kPa),灵敏性高,透水性低,地震时易震陷。矿山地质工程软土地区在工程上的问题包括[2-5]:一是其压缩性大往往造成地基沉降量较大,二是由于上部荷载及基础结构不同造成地基较大的不均匀沉降,三是软土往往是沉积环境下形成的,土层的不均匀性较大。正是由于这些工程危害,因而在矿山地质工程的建设中需要特别重视软土的岩土工程勘查。由于矿山单位、勘查单位与设计单位之间的不协调或者勘查人员的本身的技术实力等,对于勘查内容的实质意义即这些勘查结果最终用到哪里及怎么用并不清楚,对于勘查要点的理解有待加强。本文基于笔者的相关工作经验,论述了矿山地质工程软土地区的岩土工程勘查的要点,以期对提高该类工程在软土地区的岩土工程勘查的工作质量起一点参考作用。

1软土地区勘查要点

矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点包括:第一,矿山地质调查测绘重点。包括软土成因,分布规律,土层的均匀性,是否有薄层砂夹层,是否存在硬壳层,基岩的深度及起伏等,固结历史,灵敏度,打桩、加载、降水等施工对土体的扰动影响。第二,外业勘探及原位测试工作[6,7]。①软土勘查应以钻探为主,辅以一定数量的原位测试。在钻探时,注意间距和深度的选择。为了评价好土体均匀性和地基均匀性,勘查间距不能超过30m,勘查深度考根据基础类型及地基处理方案综合确定。此外,为了减少对软土结构的扰动,钻孔时尽量采用干钻法。取土时对于砂土采用标准贯入器取土,软土采用静压薄壁取土器取土,并且宜采用面积比10%,长度为70cm的长筒取土器。②软土地区的原位测试可总结为:地基承载力采用旁压试验(要进行深宽修正),不排水抗剪强度采用十字板剪切试验,桩基计算参数及均匀性评价采用静力触探试验。静力触探在确定软土的力学性质和划分土层上较标准贯入试验结果更为有效,且静力触探时深度应进入持力层至少3m。③重视现场试验的反分析。原位测试试验可以真实的反应工程土体的变形情况,因而要重视现场试验反分析求解固结系数等变形指标。第三,做好室内土工试验及软土勘查数据处理。土工试验时应注意土体的初始力学条件,在选择排水条件,应力应变速率等要与实际工程土体力学情况相同,即在测试土体的力学参数内摩擦角和粘聚力时预先固结。在做固结试验时应选择做等应变率固结试验,高压固结试验等。软土勘查数据处理时,对于1个小区,应按幢来划分统计单元,进而给出土工试验结果统计结果。由于软土地区的地基承载力一般较低,并且软土在取样运输过程中必然会产生较大的扰动,其力学指标不应该特别苛求。而应该把重点放在固结试验上,尤其是水平及竖向固结系数的测定上。对于地下水以下的土体在试验时应采用浸水条件下的土工试验结果。第四,矿山地质工程软土地区的岩土工程评价要点。①在计算软土地基沉降时,分别采用规范法及数值模拟计算结果来计算,提高技术水平。②在评价软土地基承载力时,应对比原位测试结果和理论计算结果,对于软土的地基承载力而言,变形是主要控制因素。③当采用浅基础时,要从沉降和强度两方面按来评价地基不均匀性;当采用桩基础时,应注意评价土层的不均匀性。④在推荐基础方案及地基处理方案时,应给出减少不均匀沉降的工程措施。

2结语

(1)本文从矿山地质调查测绘重点,外业勘探及原位测试工作,室内土工试验及软土勘查数据处理,岩土工程评价分析等四个方面总结了软土地区岩土工程勘查的要点问题。(2)外业勘查要注意勘查间距和深度的确定,而原位试验要注意取土器的要求,及各种原位试验的适用性,注重试验结果反分析设计参数。(3)矿山软土地区室内土工试验及软土勘查数据处理要注意对于土体参数单元的划分,对于变形参数的精度要求。(4)岩土工程评价要注意提高技术水平,注意评价地基均匀性和土体均匀性,给出如何解决不均匀沉降的工程措施。矿山地质软土地基工程是目前岩土工程中比较常见的地基类型,对软土地基进行有效勘查是保证工程质量的前提条件,但是由于软土地基触变性和流动性特点,在进行软土地基工程进行勘查的过程中具有复杂性的特点,在实际的勘查过程中需要对相应的勘查技术要点进行严格把握.本文在对软土地基特性进行分析的基础上,对软土地基工程的勘查技术要点与问题进行探讨。

参考文献

[1]岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]张文华,张镇.浅议深圳地区软土工程性质及其勘察要点[J].水文地质工程地质,1993,(3):52-53.

[3]王文军,刘用海,朱向荣.宁波海相软土工程特性研究[J].工程勘察,2008,(10):19-24.

[4]蔡国军,刘松玉,童立元,杜广印.多功能孔压静力触探(CPTU)试验研究[J].工程勘察,2007,(3):10-16.

[5]赵柏木.关于软土地基岩土工程勘察的思考[J].工程勘察,2003,(3):11-13.

[6]高山川,杜广印.岩土工程勘察与评价:岩土工程勘察设计与施工技术丛书[M].武汉:中国地质大学出版社,2003.

[7]关玉臣.软土取土器在工程勘察中的应用[J].煤炭技术,2009,28(5):22-23.

作者:程小兰 朱远胜 周双燕 单位:中南勘察基础工程有限公司