東港地區(qū)土質(zhì)特性與建筑物基礎(chǔ)處理

李翠蘭

（東港市鐵甲灌區(qū)管理處 遼寧東港 118300）

1 區(qū)域概況

遼寧東港市屬于濱海平原地區(qū)，地形東北高，西南低，東西長(zhǎng)約60km，南北寬45 km，呈長(zhǎng)方形。地面坡降南北約萬(wàn)分之一，東西在五萬(wàn)分之一以上。地面高程在 2.25～4.9m之間，除少數(shù)孤丘、凹地和水泡外，絕大部分較平坦。北部大、中、小型水庫(kù)星羅棋布，天然河道均為感潮河，兩岸有清楚蟹穴分布，由北向南直入黃海。南部海灘地經(jīng)常遭受海水頂托，海潮浸潤(rùn)，生長(zhǎng)稀疏的咸草，有明顯的海灘界限。

該濱海平原屬于浪頭凹陷的地質(zhì)構(gòu)造單元，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)海底噴發(fā)，沿岸有漂浮的沸石并有溫泉枯水泡。第四紀(jì)末由于上升運(yùn)動(dòng)的地質(zhì)過(guò)程，海岸逐漸外移，形成了海退平原。第四紀(jì)沉積為疏松的海相淤泥類土，表層為成壤作用形成的黃灰色淤泥質(zhì)亞粘土。北部丘陵由于長(zhǎng)期剝蝕風(fēng)化較深，沿坡為坡積的黃色粘土與亞粘土。

2 土質(zhì)的特性

2.1 成因及特點(diǎn)

東港濱海平原淤泥類土，是在海水緩慢流動(dòng)，有微生物參與作用的環(huán)境中沉積的粉質(zhì)粘性土，含有較多的有機(jī)質(zhì)，疏松軟弱。

從外表上看，土質(zhì)常呈灰、灰藍(lán)、灰綠、灰黑等暗淡顏色，粘粒層中有粗、中、細(xì)粉顆粒相參雜，垂直方向具明顯的分選性，其最大厚度30余米，向東北方向逐漸變薄，說(shuō)明東北部較西南部脫離海水淹沒(méi)時(shí)期較早，其分布范圍與海水淹沒(méi)范圍一致。

在表層為厚約1.0m的黃灰色淤泥質(zhì)亞粘土，腐殖質(zhì)層厚度10～30cm，呈屑粒狀結(jié)構(gòu)，其下小粒狀結(jié)構(gòu)有銹斑，再下為塊狀結(jié)構(gòu)。

2.2 劃分依據(jù)

通常將孔隙比大于1，天然含水量超過(guò)液限的稱為淤泥質(zhì)土（包括淤泥質(zhì)砂壤土、淤泥質(zhì)壤土、淤泥質(zhì)粘土）。而把孔隙比大于 1.5的淤泥類土稱為典型淤泥，不符合淤泥質(zhì)土定義的沉積物，一般屬于新近沉積粘性土。

從鐵甲灌區(qū)地基 39個(gè)原狀土的土工實(shí)驗(yàn)成果分析看，其中有 25個(gè)土樣符合淤泥類土的定義，占64%，有14個(gè)土樣接近淤泥類土的定義，占36%，這是由于淤泥類土取原狀土很困難，因此在取樣、運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，土?xí)艿綌_動(dòng)造成誤差。事實(shí)上，在同一沉積環(huán)境中，形成的土類應(yīng)該是一樣的。所以，丹東東港濱海平原沉積物應(yīng)屬于淤泥類土。

2.3 物理力學(xué)性質(zhì)18

土的物理力學(xué)指標(biāo)的選定，對(duì)工程的安全與經(jīng)濟(jì)影響極大，只有把握土的物理力學(xué)指標(biāo)的規(guī)律性，才能克服盲目性，較準(zhǔn)的確定。

東港濱海平原淤泥類土的物理力學(xué)性質(zhì)，以粘粒為基本因素與其他物理力學(xué)指標(biāo)相關(guān)，有如下規(guī)律：天然含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)、凝聚力，隨著粘粒含量的增加而增大，是正比關(guān)系；容量、滲透系數(shù)、內(nèi)摩擦角，隨著粘粒含量的增加而減小，是反比關(guān)系。于是，只要知道粘粒含量，就可以查出其他物理力學(xué)指標(biāo)。

丹東東港濱海平原淤泥類土的主要物理力學(xué)指標(biāo)經(jīng)分析見(jiàn)表1。

東港濱海平原淤泥類土，有機(jī)質(zhì)含量較多，在3%左右，主要是粉質(zhì)土壤和粉質(zhì)粘土，處于流塑狀態(tài)，飽和水份，透水性弱，K=10-7～10-8cm/s，一般屬高壓縮性土 a＞0.05cm2/kg，部分屬中壓縮性土，抗剪強(qiáng)度低，內(nèi)摩擦角多在16°～12°之間，粘聚力一般在0.2～0.06kg/cm2。同時(shí)，在振動(dòng)等的擾動(dòng)下，深泥類土的強(qiáng)度更為迅速劇烈地降低。

淤泥類土作為地基時(shí)，其承載能力很低。在鐵甲灌區(qū)渠首消力池地基淤泥類土的野外載荷試驗(yàn)成果表明，許可耐壓力在1.0kg/cm2或更低。如果有邊荷載的影響，可以更高些，見(jiàn)表2。

表2 鐵甲灌區(qū)渠首消力池荷載試驗(yàn)成果表

2.4 工程性質(zhì)

東港濱海平原淤泥類土具有如下工程性質(zhì)：

2.4.1 觸變性

淤泥類土有著一定的結(jié)構(gòu)連接，故具有觸變特征。當(dāng)原狀土受到振動(dòng)以后，破壞了結(jié)構(gòu)連接，降低了土的強(qiáng)度或很快變成稀軟狀態(tài)。

2.4.2 高壓縮性

淤泥類土屬于高壓縮性的土，壓縮系數(shù)大，這類土的大部分壓縮變形發(fā)生在垂直壓力為1kg/cm2左右，反映在建筑物的沉降方面沉降量大。

2.4.3 低透水性

淤泥類土透水性能低，具有微小的滲透系數(shù)，可認(rèn)為是不透水的。因此，決定了他的水分滲出條件不良，對(duì)地基的固結(jié)排水不利，反映在建筑物的沉降方面則延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

2.4.4 不均勻性

淤泥類土具有微細(xì)的和高分散的顆粒組成。粘粒屬中多局部以粉粒為主，平面分布上有所差異，垂直方向上具有明顯分選性，造成建筑物地基差異沉降。

3 地基加固處理措施

淤泥類土屬軟土，常用的軟土處理方法有：

3.1 砂層換置法

當(dāng)建筑物地基為軟土，淤泥厚度在 3m以內(nèi)時(shí)，則可以挖去基底下一定深度的軟土，填筑砂墊層。砂墊層的作用主要是擴(kuò)大了基礎(chǔ)底面積，加大了基礎(chǔ)砌置深度。

砂墊層法可以就地取材，施工速度快，操作簡(jiǎn)單，造價(jià)低。

由于砂墊層是作為基礎(chǔ)的一部分，故要求強(qiáng)度、密實(shí)度及施工質(zhì)量能達(dá)到基礎(chǔ)的相應(yīng)要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，用級(jí)配略好的和粗砂或顆粒更粗材料做墊層就能滿足要求。粉細(xì)砂的抗剪強(qiáng)度低，抗震穩(wěn)定性差，壓縮性大，最好不用。缺中粗砂地區(qū)必須采用時(shí)，則應(yīng)摻入一定數(shù)量的卵石或碎石。

3.2 預(yù)壓加固法

先用預(yù)壓荷載對(duì)地基加壓使之固結(jié)，以減少土的含水量和孔隙比，可使軟土強(qiáng)度加大，然后去掉預(yù)壓荷載，在地基上進(jìn)行建筑，這樣地基強(qiáng)度和變形將滿足建筑物要求。

預(yù)壓加固還分有砂井和無(wú)砂井。無(wú)砂井的即于地面直接加預(yù)壓；有砂井的則在預(yù)壓荷載之前，在地基中先設(shè)置砂井。砂井起加速固結(jié)作用，在砂墊層下設(shè)置砂井群，內(nèi)填中粗砂，當(dāng)砂井距離很稀時(shí)，起加速地基排水，加快軟土固結(jié)的作用，當(dāng)砂井距離很近，井距為井徑5倍以內(nèi)，則砂井起承重作用，這時(shí)就叫砂柱。

3.3 樁基法

樁基分兩類，一種是支承樁，其下端直接支承在硬土層上；另一種是懸樁，又叫摩擦樁，樁身均在軟土層，利用樁身表面與土間摩擦作用，將建筑物重量傳到其四周土層上去。樁子有預(yù)先預(yù)制好的，也有現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土井樁。

3.4 放緩邊坡和擠淤法

在修建土堤或其他海灘圍墾等水利工程，若遇上淤泥厚的地基，可采用放緩邊坡的方法，以加大基礎(chǔ)底面積，然后在較大的基礎(chǔ)底面積范圍內(nèi)填土下陷，隨陷隨填，直至填方達(dá)一定厚并能承受一定重量而不致下沉，再繼續(xù)于其上填土筑堤即可。

“擠淤法”與以上方法不同，當(dāng)淤泥不太厚時(shí)，先于建筑軸線位置填土，邊填邊夯，將軟土向兩旁壓擠，待淤泥被擠出后，填土的土體即可直接達(dá)到堅(jiān)實(shí)的地基上，逐漸擴(kuò)大所填的土體與硬土層接觸，就會(huì)將淤泥排擠出基礎(chǔ)以外，建筑物便能得到穩(wěn)定。

4 加固措施在工程中的應(yīng)用

東港濱海平原淤泥類土水工建筑物地基加固處理，砂層換置法在鐵甲灌區(qū)的溝新渡槽節(jié)制閘基礎(chǔ)、砂壩倒虹吸墩基礎(chǔ)等均得到應(yīng)用；樁基法在鐵甲灌區(qū)渠首閘基礎(chǔ)采用了支承木樁，在友誼灌區(qū)洋河閘站基礎(chǔ)上采用了混凝土井柱，井柱在全灌區(qū)渡槽、橋梁等工程廣泛的應(yīng)用。

總之，根據(jù)水工建筑物等級(jí)及規(guī)模，采用不同基礎(chǔ)處理方法，確保淤泥類土地區(qū)建筑物整體安全性，發(fā)揮建筑物的作用，造福于民。

1. 巖土工程試驗(yàn)檢測(cè)手冊(cè) 遼寧科學(xué)出版社出版 1994

2. 羅家樞，周文哲.土力學(xué) 水利電力出版社 1985