东港地区土质特性与建筑物基础处理

李翠兰

（东港市铁甲灌区管理处 辽宁东港 118300）

1 区域概况

辽宁东港市属于滨海平原地区，地形东北高，西南低，东西长约60km，南北宽45 km，呈长方形。地面坡降南北约万分之一，东西在五万分之一以上。地面高程在 2.25～4.9m之间，除少数孤丘、凹地和水泡外，绝大部分较平坦。北部大、中、小型水库星罗棋布，天然河道均为感潮河，两岸有清楚蟹穴分布，由北向南直入黄海。南部海滩地经常遭受海水顶托，海潮浸润，生长稀疏的咸草，有明显的海滩界限。

该滨海平原属于浪头凹陷的地质构造单元，由于构造运动海底喷发，沿岸有漂浮的沸石并有温泉枯水泡。第四纪末由于上升运动的地质过程，海岸逐渐外移，形成了海退平原。第四纪沉积为疏松的海相淤泥类土，表层为成壤作用形成的黄灰色淤泥质亚粘土。北部丘陵由于长期剥蚀风化较深，沿坡为坡积的黄色粘土与亚粘土。

2 土质的特性

2.1 成因及特点

东港滨海平原淤泥类土，是在海水缓慢流动，有微生物参与作用的环境中沉积的粉质粘性土，含有较多的有机质，疏松软弱。

从外表上看，土质常呈灰、灰蓝、灰绿、灰黑等暗淡颜色，粘粒层中有粗、中、细粉颗粒相参杂，垂直方向具明显的分选性，其最大厚度30余米，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较早，其分布范围与海水淹没范围一致。

在表层为厚约1.0m的黄灰色淤泥质亚粘土，腐殖质层厚度10～30cm，呈屑粒状结构，其下小粒状结构有锈斑，再下为块状结构。

2.2 划分依据

通常将孔隙比大于1，天然含水量超过液限的称为淤泥质土（包括淤泥质砂壤土、淤泥质壤土、淤泥质粘土）。而把孔隙比大于 1.5的淤泥类土称为典型淤泥，不符合淤泥质土定义的沉积物，一般属于新近沉积粘性土。

从铁甲灌区地基 39个原状土的土工实验成果分析看，其中有 25个土样符合淤泥类土的定义，占64%，有14个土样接近淤泥类土的定义，占36%，这是由于淤泥类土取原状土很困难，因此在取样、运输、实验过程中，土会受到扰动造成误差。事实上，在同一沉积环境中，形成的土类应该是一样的。所以，丹东东港滨海平原沉积物应属于淤泥类土。

2.3 物理力学性质18

土的物理力学指标的选定，对工程的安全与经济影响极大，只有把握土的物理力学指标的规律性，才能克服盲目性，较准的确定。

东港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、压缩系数、凝聚力，随着粘粒含量的增加而增大，是正比关系；容量、渗透系数、内摩擦角，随着粘粒含量的增加而减小，是反比关系。于是，只要知道粘粒含量，就可以查出其他物理力学指标。

丹东东港滨海平原淤泥类土的主要物理力学指标经分析见表1。

东港滨海平原淤泥类土，有机质含量较多，在3%左右，主要是粉质土壤和粉质粘土，处于流塑状态，饱和水份，透水性弱，K=10-7～10-8cm/s，一般属高压缩性土 a＞0.05cm2/kg，部分属中压缩性土，抗剪强度低，内摩擦角多在16°～12°之间，粘聚力一般在0.2～0.06kg/cm2。同时，在振动等的扰动下，深泥类土的强度更为迅速剧烈地降低。

淤泥类土作为地基时，其承载能力很低。在铁甲灌区渠首消力池地基淤泥类土的野外载荷试验成果表明，许可耐压力在1.0kg/cm2或更低。如果有边荷载的影响，可以更高些，见表2。

表2 铁甲灌区渠首消力池荷载试验成果表

2.4 工程性质

东港滨海平原淤泥类土具有如下工程性质：

2.4.1 触变性

淤泥类土有着一定的结构连接，故具有触变特征。当原状土受到振动以后，破坏了结构连接，降低了土的强度或很快变成稀软状态。

2.4.2 高压缩性

淤泥类土属于高压缩性的土，压缩系数大，这类土的大部分压缩变形发生在垂直压力为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

淤泥类土透水性能低，具有微小的渗透系数，可认为是不透水的。因此，决定了他的水分渗出条件不良，对地基的固结排水不利，反映在建筑物的沉降方面则延续时间长。

2.4.4 不均匀性

淤泥类土具有微细的和高分散的颗粒组成。粘粒属中多局部以粉粒为主，平面分布上有所差异，垂直方向上具有明显分选性，造成建筑物地基差异沉降。

3 地基加固处理措施

淤泥类土属软土，常用的软土处理方法有：

3.1 砂层换置法

当建筑物地基为软土，淤泥厚度在 3m以内时，则可以挖去基底下一定深度的软土，填筑砂垫层。砂垫层的作用主要是扩大了基础底面积，加大了基础砌置深度。

砂垫层法可以就地取材，施工速度快，操作简单，造价低。

由于砂垫层是作为基础的一部分，故要求强度、密实度及施工质量能达到基础的相应要求。根据国内一些实践经验，用级配略好的和粗砂或颗粒更粗材料做垫层就能满足要求。粉细砂的抗剪强度低，抗震稳定性差，压缩性大，最好不用。缺中粗砂地区必须采用时，则应掺入一定数量的卵石或碎石。

3.2 预压加固法

先用预压荷载对地基加压使之固结，以减少土的含水量和孔隙比，可使软土强度加大，然后去掉预压荷载，在地基上进行建筑，这样地基强度和变形将满足建筑物要求。

预压加固还分有砂井和无砂井。无砂井的即于地面直接加预压；有砂井的则在预压荷载之前，在地基中先设置砂井。砂井起加速固结作用，在砂垫层下设置砂井群，内填中粗砂，当砂井距离很稀时，起加速地基排水，加快软土固结的作用，当砂井距离很近，井距为井径5倍以内，则砂井起承重作用，这时就叫砂柱。

3.3 桩基法

桩基分两类，一种是支承桩，其下端直接支承在硬土层上；另一种是悬桩，又叫摩擦桩，桩身均在软土层，利用桩身表面与土间摩擦作用，将建筑物重量传到其四周土层上去。桩子有预先预制好的，也有现场浇筑混凝土井桩。

3.4 放缓边坡和挤淤法

在修建土堤或其他海滩围垦等水利工程，若遇上淤泥厚的地基，可采用放缓边坡的方法，以加大基础底面积，然后在较大的基础底面积范围内填土下陷，随陷随填，直至填方达一定厚并能承受一定重量而不致下沉，再继续于其上填土筑堤即可。

“挤淤法”与以上方法不同，当淤泥不太厚时，先于建筑轴线位置填土，边填边夯，将软土向两旁压挤，待淤泥被挤出后，填土的土体即可直接达到坚实的地基上，逐渐扩大所填的土体与硬土层接触，就会将淤泥排挤出基础以外，建筑物便能得到稳定。

4 加固措施在工程中的应用

东港滨海平原淤泥类土水工建筑物地基加固处理，砂层换置法在铁甲灌区的沟新渡槽节制闸基础、砂坝倒虹吸墩基础等均得到应用；桩基法在铁甲灌区渠首闸基础采用了支承木桩，在友谊灌区洋河闸站基础上采用了混凝土井柱，井柱在全灌区渡槽、桥梁等工程广泛的应用。

总之，根据水工建筑物等级及规模，采用不同基础处理方法，确保淤泥类土地区建筑物整体安全性，发挥建筑物的作用，造福于民。

1. 岩土工程试验检测手册 辽宁科学出版社出版 1994

2. 罗家枢，周文哲.土力学 水利电力出版社 1985