丹东滨海平原淤泥类土的特性及在工程中应用

牛 明 智

(丹东市水利勘测设计研究院，辽宁 丹东 118000)

丹东滨海平原淤泥类土的特性及在工程中应用

牛 明 智

(丹东市水利勘测设计研究院，辽宁 丹东 118000)

介绍了丹东滨海平原淤泥土的特点及划分依据，分析了决定土性质的基本因素，对该地区淤泥类土的物理力学性质进行了研究，确定了淤泥土的承载力特征值，据此提出了该地区的地基加固处理方法。

淤泥类土，承载力，性质，地基

丹东滨海平原位于东港市南部，属于浪头凹陷地质构造单元，第四纪末由于地壳上升运动的地质过程，海岸逐渐外移，形成了海退平原。

1 特点

丹东滨海平原淤泥类土是在海水静止或缓慢流动环境中沉积，并经生物化学形成的粘性土，它含有较多的疏松软弱有机质。

从外观上看，它颜色常呈灰、灰蓝、灰绿和灰黑色，污染手指并且有腥臭味。粘粒层中有粗、中、细粉颗粒相掺杂，垂直方向具有明显的分选性，其最大厚度约为20.00 m，向东北方向逐渐变薄，说明东北部较西南部脱离海水淹没时期为早，其分布范围与海水淹没范围一致。

2 划分依据

通常将孔隙比不小于1.5，天然含水量大于液限的粘性土称

为淤泥，而把孔隙比小于1.5但不小于1.0且天然含水量大于液限的粘性土或粉土称为淤泥质土。不符合淤泥质土定义的沉积物，一般属于新近沉积粘性土。

通过对滨海滩地随机取40组原状土样进行室内土工试验，根据试验成果分析看，有28组土样物理力学指标符合淤泥类土的定义，占70%；12组土样物理力学指标接近淤泥类土的定义，占30%。分析原因：由于淤泥类土含水量大，一般呈流～软塑，在取样、运输、试验过程中，土会受到扰动而造成误差。事实上，在同一环境、条件下沉积形成的沉积物属于同一种土类。所以，丹东滨海平原沉积物应属于淤泥类土。

3 基本因素

决定土性质的基本因素是成分和结构，土中有机质含量或粘粒含量多，土的亲水性越强，含水量越大，表现出来的孔隙比越大，则压缩性越大，强度越低，如若一旦被外力扰动破坏，其压塑性变化较大。虽然决定土的性质的因素多且复杂，但基本因素主要有有机质、粘粒、孔隙比、含水量等。然而，在同一环境、条件下沉积形成土质的有机质差异较小；孔隙比与含水量指标由于受取样、运输、试验等外在因素影响较大，属于不稳定因素；但土层中的粘粒不受外部条件干扰，因此以粘粒为基本因素与其他物理力学指标相关，寻找它们之间的变化规律是比较合适的。

4 物理力学性质

土的物理力学指标的选定是否合理，对工程的安全与投资影响较大，只有分析总结出土的物理力学指标的规律性，才能给出合理、准确的土层力学参数。丹东滨海平原淤泥类土的物理力学性质，以粘粒为基本因素与其他物理力学指标相关，有如下规律：天然含水量、孔隙比、压缩模量、粘聚力均随着粘粒含量增加而增大，是正比关系；容重、渗透系数、内摩擦角均随着粘粒含量增加而减小，是反比关系。于是得出粘粒含量一定时，就可以查出其他物理力学指标。其中丹东滨海平原淤泥类土物理力学性质指标表及关系曲线如表1，图1所示。

表1 丹东滨海平原淤泥类土物理力学性质指标表

5 承载力特征值确定

当淤泥类土作为地基持力层时，其承载能力很低。在提供该层承载力特征值时，通常做法就是取原状土样，然后室内试验得出天然含水量，通过查规范得出该土层承载力特征值，但由于淤泥类土含水量一般均较大，其受取样、运输、试验等外在因素影响较大，最终得出承载力特征值准确性难以保证。

在原状土样的滨海滩地附近分别选取6处做浅层平板载荷试验，其试坑深度均为2.0 m，宽均为3.0 m，压板均为刚性圆形承压板，面积均为0.5 m2，采用沉降非稳定法，试验所得压板荷载和稳定后地基沉降的关系曲线如图2所示。

通过试验可知，对应160 kPa压力，地基沉降量为65.60 mm～73.80 mm，均大于压板直径的0.06倍。根据GB 50007-2011建筑地基基础设计规范附录C的规定，取其对应的前一级荷载为极限荷载。试验得出的地基土极限承载力为150 kPa，相对应的承载力特征值为75 kPa，沉降量为8.60 mm～11.40 mm。

6 地基加固处理

丹东滨海平原淤泥类土属较软土，承载能力相对很底，一般建筑物选用该层做地基，均不能满足上部荷载要求，常用的软土处理方法如下：1)砂层置换法。当淤泥类土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求时，如无法完全清除，则可以挖去基底下一定厚度的软土，采用砂料进行换填，其作用主要是提高地基承载力、减少沉降量、加速淤泥类土的排水固结及防止冻胀等。根据实践经验，在采用砂料进行换填时，宜选用级配略好的中粗砂或粗颗粒较多的砂进行，其在抗剪强度、抗震稳定和压缩性方面比粉细砂或细颗粒较多的砂要好得多。2)预压加固法。预压加固淤泥类土地基可分为有砂井和无砂井法。其中有砂井法是在预压荷载之前，在地基中先设置砂井，在荷载作用下，加速土层中孔隙水排出，加快土层固结；无砂井法是先用预压荷载对淤泥类土地基加压使之固结，以减少该土层中的含水量和孔隙比，可使其强度加大，减少变形。3)放缓坡和挤淤法。本方法主要适用于修建堤防或其他海滩田垦等水利工程。其中放缓边坡法即是设计很缓的边坡，以加大基础底面积，在其上部填筑土料，使基础下陷，随陷随填，直至填方达到一定厚度并能使基础承受上部荷载而不继续下陷即可。挤淤法是当淤泥类土地基土不太厚时，先于建筑物轴线位置填土，边填边夯，将软土向两侧压挤，待软土挤出后，逐渐扩大所填的土体与下部硬土层接触，使基础得到稳定。

7 结语

通过试验总结得出的“丹东滨海平原淤泥类土物理力学性质指标表及关系曲线”图，可以方便、快捷的查出不同状态下该类土的相关力学指标，大大降低了在工程中对该类土试验工作量和消除无稳定因素；同时通过浅层平板载荷试验确定了丹东滨海平原淤泥类土层的承载力特征值不应超过75 kPa；以及通过实践总结了在该类土不能满足上部荷载时，其加固处理措施及方法，以确保工程安全。

[1] GB 50021-2001，岩土工程勘察规范(2009年版)[S].

[2] GB 50487-2008，水利水电工程地质勘察规范[S].

[3] GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范[S].

[4] 《工程地质手册》编写组.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2008.

The characteristics of Dandong coastal plain mucky soil and its application in engineering

NIU Ming-zhi

(DandongCityWaterConservancySurveyandDesignInstitute,Dandong118000,China)

This paper introduced the characteristics and classification basis of Dandong coastal plain mucky soil, analyzed the basic factors determined the soil nature, researched the physical and mechanical properties of mucky soil in this region, determined the bearing capacity characteristics of mucky soil, based on this put forward foundation reinforcement treatment method in this region.

mucky soil, bearing capacity, nature, foundation

2014-07-10

牛明智(1982- )，男，工程师

1009-6825(2014)27-0081-02

TU447

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