露天矿山地质工程软土地区岩土工程勘查要点研究

2021-11-06宗俊秀

四川水泥 2021年10期

关键词：软土岩土土层

宗俊秀

（江苏省南京工程高等职业学校， 211100）

0 引言

岩土勘测是开展作业的基本条件，通过对软土地展开严谨地观察以及岩土勘查作业，确定软土地基的特点以及跟相关性质。便于对其展开科学、高效、低成本的处理。

1 软土特性

软土同其它砂土以及岩土相比较，具有更加明显的触变能力、灵敏程度以及流动性质，该种特点有岩土工程的勘查作业造成了一定的困难。具体情况如下：

1.1 触变性

黏土受到外界压力变会产生构造上的改变，大幅降低自身强度，一旦压力撤销，便又将恢复到此前强度。

1.2 流动性

承受大量荷载的软土，随着荷载时间的加长，逐渐会产生长时间并缓慢的剪切形变，使得软土在长时间内强度小于瞬时强度[1]。

1.3 灵敏性

此前状态的黏土以及含水率维持原态的情况下，软土再度塑造自身强度比值。

2 勘察影响

岩土工程勘查的核心目的，是结合地质工程基本资料的同时，经过地质勘查，明确工程环境的地形、地貌以及水文情况等，从而对该管径中的岩土工程展开勘查，为该地区的岩土工程的地质结构、稳定程度以及负面情况等做出基本判断，将勘查所得的数据信息整合后，上交至设计部门，设计部门围绕勘查数据，设计图纸的同时制定工程计划，确保施工质量。

软土同其它砂土以及岩土相比较，其地基的稳定程度与水分存在紧密联系，一旦其中水分含量提高，将使其结构产生影响，一旦岩土勘查的过程中遭受降雨影响，会对勘查造成一定困难，此外也将对勘查结论造成影响[2]。

在处理软土地基的过程中，一旦其沉降速率产生变化，上方建筑极易产生坍塌情况，软土地形的地貌情况与软土的分布情况存在密切的联系，所以勘查软土地基的过程中，应当对施工现场的地层结构、地质构造、地形情况以及实际地貌展开切实勘测，从而明确地确认生成软土层的原因以及软土分布规律，针对软土地基进行提前规划，同时准备切实有效的解决措施，为地质工程的施工提供先决条件。

3 技术要点

为了精确地掌握岩土工程的水文条件、地质特点以及地层构造，需要结合岩土性质进行岩土分级，为地质工程施工提供数据上的参考。

现阶段，伴随科技的持续发展，大量的新兴技术以及手段得以应用在地质勘查工作中。

3.1 勘察前的准备工作

软土地区岩土工程勘查需要确认的核心环节有勘查所需设备、软土层级、勘查工作量、勘查方式、取样准备、水文条件以及所需的勘查人员等。

确认软土层级是指结合岩土工程勘查经验，开发与研究地基，依据环境施工情况来判定级别。确认勘查工作量以及方式是指勘查进行前，应当规划好工程计划，预估勘查作业的量级，结合所预估的工作量确认施工周期以及方式。取样准备是指在勘查的过程中，需结合环境的实际情况，明确取样的数目以及区间，从而确保最终能在限定周期内结束勘查作业[3]。确认水文条件是指在岩土勘查工作实施前，应明确该环境此前地下水位的高度峰值以及谷值，同时结合地下水实际情况选取对应勘查方式。

3.2 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主要包括：

3.2.1 矿山地质的调查测绘重点

矿山地质的调查测绘重点包含软土分布规律、影响因素、是否存在薄层砂夹层、土层均匀程度、是否存在硬壳层、基岩起伏以及深度等，确认灵敏度、此前情况、加载、打桩、降雨等因素对于土体的具体影响。

3.2.2 外业勘探及原位测试工作

进行钻探作业，是对软土展开勘查以及确认的核心方式，应用钻探的方式，可以较为直观地明确现阶段软土的具体性质，同时对地下水状态这一软土情况主要影响因素展开了解。在具体推进作业的过程中，勘查人员需要对该方式投入足够注，同时严谨地结合具体需要来实施钻探作业，进而全面地确认现阶段软土的信息。此外为了更为直观地掌握软土性质，应当对实际钻探的深入程度等做出计划，进而使得所面临的作业在具备全面依据的条件下进行展开。具体勘查的过程中，为使具体数据更加精准，应当对一定情况展开多次勘查，通过该种方式减少勘查期间可能产生的误差。其中需要注意的关键点有：

首先，勘查软土的工作应主要应用钻探的方式，同时加以部分的原位测试。钻探的过程中，应关注深入程度以及钻探的距离。为了更好地确认地基以及土体的均匀程度，间距不应在30m 以上，深度应结合处理地基的方式以及基础类型进行决定。其次，原位测试中，地基承载力应用旁压试验，不排水抗剪强度应用十字板剪切试验，均匀程度的确认以及桩基计算参数应用静力触探试验。静力触探的方式对于区别土层以及掌握软土力学性质，比常规的贯入试验效果更佳。在静力触探的过程中，深入程度需要进到持力层中3m 以上。最后，应当关注作业区域试验的反分析。原位测试的方式能够切实展现出工程土体的形变程度，所以应关注现场试验反分析求解固结系数等形变指标。表1 为面向各类情况时需要采用的勘查方式。

表1 面向各类状况选用对应勘查方式

3.2.3 针对当前土层展开的检测

勘查软土地区岩土工程期间，还应该对现阶段土层进行勘查，进而才可以强化对具体作业区域的认识，确保今后的作业质量良好。在此期间，应当展开勘查的项目较多，具体包含对土层的条件、厚度以及固结条件等各类项目的勘查，对于此类勘查而言，其可以强化对软土地区情况的掌握。在勘查的过程中，需要严谨地记录以及量测具体的数据信息。此外，一些地区的软土层存在整体厚度较薄的特点，其中含有部分的砂石层。对于该种情况，勘查人员应当对软土的具体状态展开检查以及了解，检查项目包含土层的延展能力、具体厚度以及纵向分布状态等，经由检查该类项目，可以确保勘察作业的顺利实施。此外，还应重视对矿化体特征的检测工作，并将其数据进行整理，此处以某矿区为例，其矿化钼体特征如表2所示：

表2 某矿区ZK4 钻孔钼矿化体特征表

3.2.4 室内土工试验及数据处理

土工试验过程中，需要先关注土体的初始力学条件，再选择排水条件，应力、应变速率等需同具体工程的土体力学状态统一，也就是土体试验的过程中，力学参数内摩擦角以及粘聚力应提前固结。进行固结试验的过程中，需选取高压固结试验或者是应变率固结试验。处理软土勘测数据的过程中，针对单个小区，需应用幢进行统计单元的划分，从而得到土工试验的统计结果。鉴于软土区域通常具备偏差的负载能力，同时软土在取样以及运输的期间难免会受到较为明显的影响，不需要对其力学指标提出过高的要求。需要将关注点集中于固结试验中，特别是对于横纵两向的固结系数的测量上。针对地下水下的土体的试验，需要采用浸水条件下的土工试验结果。

3.2.5 软土地区的工程评价要点

首先，在计算软土地区沉降的过程中，应运用规范法以及数值模拟计算结果的方式展开计算。其次，在确认软土区域负载能力的过程中，需对理论计算以及原位测试的结果展开比对，针对软土区域的负载能力来说，形变情况是最为关键的控制因素。再次，在应用浅基础的过程中，需要从强度以及沉降两个角度确认该区域的不均匀程度；在应用桩基础的过程中，需要确认土层的不均匀程度。最后，在推荐基础措施以及软土区域处理方式时，需要提供处理不均匀沉降情况的作业手段。

3.2.6 软土地区相关技术的选择

勘查期间，勘查人员以及单位应当关注到，软土自身具备流变以及摇变的性质，将极易对勘查结论造成误导，进而使得勘查作业并未展现出实际状况。对相关技术的选择将影响到勘察工程的具体效果，在进行技术选择的时候，需要选中恰当的技术作为勘察的主要手段。在目前可以选择的勘察手段之中，包括了钻挖勘探技术、静力触探技术、贯入技术等。在工作展开的时候，相关单位和工作人员可以结合当前的勘探技术，来推动目前工程的开展。以钻挖勘探技术为例，在进行勘察的过程中，通过对该项技术的应用，可以明确目前软土的具体分布状况和实际厚度，并且这一技术还能够对影响软土的主要因素地下水进行充分的明确，包括地下水的埋藏深度和流量等，这将对实际的勘察工作影响较大。此外，通过对这一技术进行应用，还能够对当前实际的岩土受力状况等情况进行分析和明确。