【摘 要】東港～浪頭地區(qū)海岸帶軟土分布廣泛。本文分析研究了軟土的分布特征及其形成環(huán)境，掌握認(rèn)識(shí)了軟土的物理力學(xué)性質(zhì)及化學(xué)特征，提出了軟土的危害性及軟土地區(qū)淺基礎(chǔ)的適宜性。

【關(guān)鍵詞】軟土；高靈敏性；流變性；淺基礎(chǔ)；適宜性

1. 引言

第四紀(jì)沉積的軟土在我國(guó)分布廣泛［1］，是工業(yè)與民用建筑、道路橋梁、水利設(shè)施、海防

與堤防、港口碼頭等土木工程的地基。東港～浪頭地區(qū)的沿海地帶地基中局部地段軟土地基較厚，在地震等外部動(dòng)態(tài)載荷和土木建筑工程的自重穩(wěn)定載荷作用下會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期的流變行為，對(duì)工程的穩(wěn)定性和安全性構(gòu)成極大的威脅。由其在大東港擴(kuò)建及沿海開(kāi)發(fā)區(qū)的興建過(guò)程中，填埋處理大量的軟土層，在此基礎(chǔ)上修建港口工程、土木工程。軟土含水量大，具有明顯的流變性，會(huì)產(chǎn)生地基沉降大、沉降不均勻、地基抗剪強(qiáng)度低等不良工程地質(zhì)問(wèn)題［2］，從而導(dǎo)致巖土工程、土木建（構(gòu)）筑工程出現(xiàn)地基沉降滑動(dòng)、工程傾斜開(kāi)裂、失穩(wěn)倒塌等安全事故。研究軟土的分布規(guī)律及其特征，并對(duì)其危害性提出相應(yīng)的防治措施，對(duì)防治和減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值［3］。

2. 軟土的形成環(huán)境

2.1 軟土分布特征。

區(qū)內(nèi)軟土帶集中分布于：東港市的前陽(yáng)鎮(zhèn)——馬家大院一線，呈帶狀分布；西北起大作樹(shù)東南至海龍一線，沿柳林溝呈帶狀分布；長(zhǎng)山鎮(zhèn)、小寺、蘆家屯、劉家泡以及浪頭鎮(zhèn)附近等地分布有小面積零星狀的軟土。主要分為三個(gè)沉積類型：沖海積、海積及海陸過(guò)渡型。

（1）沖海積軟土主要發(fā)育在柳林溝兩岸，在季節(jié)性降水中，由暴雨等特大降水所形成的巨大暫時(shí)性水流，沿溝谷沖刷，形成寬闊的河谷，伴隨著海水大潮的侵入，形成沖海積層。

（2）海積軟土主要發(fā)育在東港地區(qū)，該地帶雖然屬河口三角洲地帶，常常有大江大河在附近入海，在開(kāi)闊的海岸區(qū)有著寬廣的濱海灘涂和沖積平原，但河流入海的影響相對(duì)于海水的影響來(lái)說(shuō)相對(duì)較小，所以以海相沉積為主。

（3）海陸過(guò)渡型沉積主要發(fā)育在浪頭地區(qū)，作為東北地區(qū)主要河流的鴨綠江在丹東和朝鮮交界處入海，形成河口三角洲，沉積了以海積和海陸過(guò)渡沉積為主的軟土層。

2.2 軟土形成環(huán)境。

（1）在柳林溝兩岸，隨著季節(jié)性降水，由暴雨等特大降水所形成的巨大暫時(shí)性水流，對(duì)兩岸進(jìn)行侵蝕，形成侵蝕溝，由于常年攜帶來(lái)的細(xì)粒物質(zhì)數(shù)量十分可觀，侵蝕溝中被侵蝕的碎屑堆積物，由于河流下切侵蝕作用的加強(qiáng)，被抬升超出一般洪水水面以上，以向兩岸側(cè)向侵蝕為主，形成寬廣的河谷堆積，河水流入黃海，又伴隨有周期性海水入侵。因此，在該區(qū)沉積了厚10m左右的沖海積地層。

（2）在東港地區(qū)，開(kāi)闊的海岸帶有著寬廣的濱海灘涂和濱海平原，又有大江大河在附近入海，區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密布，水流速度很慢，攜帶的物質(zhì)大多來(lái)自很遠(yuǎn)的上游地區(qū)，經(jīng)過(guò)逐級(jí)分選，進(jìn)入沉積區(qū)的物質(zhì)多為細(xì)小顆粒，隨著潮水的影響和季節(jié)性或周期性降水區(qū)域的變動(dòng)，所引起的粒徑稍微變化，通常反映在沉積剖面上出現(xiàn)粘土和粉細(xì)砂的交替沉積。由于常年攜帶來(lái)的細(xì)粒物質(zhì)數(shù)量十分可觀，軟土沉積層的積累速度較快，積累厚度較大，最厚可達(dá)20m，沉積物也十分疏松。

（3）在浪頭地區(qū)，由于鴨綠江在丹東和朝鮮交界處入海，沉積物下沉，分布在平緩的坡面上，構(gòu)成平臺(tái)，形成水下三角洲。隨著沉積物堆積越來(lái)越多，使水下三角洲露出水面，三角洲上的低洼地帶在水流的充填下形成湖泊沼澤；另一方面在向海方向，河流攜帶的物質(zhì)在水下三角洲前方的前緣斜坡及其緊鄰的海底堆積而形成前緣斜坡和前三角洲沉積。三角洲平原的水上泛濫層又以細(xì)粒的粉砂、粘土為主，橫向上構(gòu)成中間砂質(zhì)沉積、兩側(cè)粘土質(zhì)沉積為主的軟土堆積層。

2.3 軟土的礦物結(jié)構(gòu)。

（1）東港－浪頭地區(qū)軟土的主要礦物成分是原生礦物，以石英、長(zhǎng)石為主，其中石英含量較高，其次為堿性長(zhǎng)石及斜長(zhǎng)石，原生礦物一般為粉粒組的主要成分，粘土礦物為粘粒組的主要成份，吸附力較強(qiáng)，且有親水性。

（2）次生礦物以伊利石、蒙脫石為主，有少量的綠泥石、高嶺石，局部含有方解石。由于伊利石、蒙脫石相鄰晶胞之間具有較強(qiáng)的氫鍵連接，結(jié)合較弱，水分子容易自由滲入，形成較細(xì)的顆粒，比表面積較大，親水性較強(qiáng)，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度小，工程地質(zhì)條件差。

（3）有機(jī)質(zhì)含量較少，一般呈現(xiàn)膠凝狀，具有表面活性，其對(duì)土的工程性質(zhì)影響甚大，它不僅會(huì)對(duì)土的分散性、含水量與干密度等物理性質(zhì)產(chǎn)生影響，而且會(huì)使土的壓縮性、強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)惡化。

3. 軟土的化學(xué)特征與物理力學(xué)性質(zhì)

3.1 化學(xué)特征。

對(duì)東港－浪頭地區(qū)軟土進(jìn)行氧化物、有機(jī)質(zhì)進(jìn)行分析可知，氧化物含量主要以二氧化硅為主，其含量在61.59～64.95%%，其次為三氧化二鋁，其含量在13.64～14.77%，以及少量的三氧化鐵、氧化鈣和氧化鎂。有機(jī)質(zhì)含量為2.65～4.98%，

易容鹽中陰離子以氯離子為主，含有少量硫酸根、碳酸氫根，陽(yáng)離子主要以鈉離子為主，含有少量的鎂離子、鉀離子，主要是由于沉積環(huán)境所致。

3.2 物理力學(xué)性質(zhì)。

東港－浪頭軟土的物理力學(xué)性質(zhì)研究，通過(guò)對(duì)表4中所列的物理力學(xué)指標(biāo)的分析，可以得到區(qū)內(nèi)的主要物理力學(xué)性質(zhì)。

軟土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表（見(jiàn)表4）。

從表4可以看出，區(qū)內(nèi)軟土具有天然含水量高，天然孔隙比大，壓縮性高，抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，天然含水量大于液限而天然空隙比小于1.5但大于1。由此可知，本區(qū)的軟土主要由淤泥質(zhì)粘土組成。

4. 軟土的原位試驗(yàn)

4.1 軟土靜力觸探。

靜力觸探是應(yīng)用很廣的一種原位測(cè)試技術(shù)，其用途主要可用于劃分土層、測(cè)定土的物理力學(xué)指標(biāo)、求淺型基礎(chǔ)的承載力，在樁基設(shè)計(jì)中選擇樁尖持力層，確定單樁承載力等，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，東港－浪頭地區(qū)雙橋靜力觸探的錐尖阻力qc：0.47～3.43MPa，平均值1.34 MPa ；側(cè)摩阻力fs：13.8～30.6KPa ，平均值22.2；摩阻比1.8～4.2，平均值為2.63。

4.2 十字板剪切試驗(yàn)。

東港－浪頭地區(qū)十字板原狀土剪切強(qiáng)度Cu：22.6～37.8KPa，平均值為29.8KPa；重塑土的抗剪強(qiáng)度C／u：10.1～24.6KPa，平均值為16.45KPa。從Cu及C／u可以看出該地區(qū)軟土抗剪強(qiáng)度低而靈敏度高。

5. 軟土的危害性與淺基礎(chǔ)適宜性

5.1 軟土的危害性。

軟土具有流變性、高靈敏性、高壓縮性及低強(qiáng)度性［4］等工程地質(zhì)特性，軟土受震后容易引起觸變、流變、不均勻沉降、側(cè)面擠出等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)海岸帶斷層較多，區(qū)域構(gòu)造較復(fù)雜，如著名的鴨綠江斷裂在本區(qū)有較大范圍分布，造成地震活動(dòng)較頗繁，軟土對(duì)沿海一帶及大東港港口的發(fā)展和城市規(guī)劃建設(shè)都具有極大的危害性。

5.2 淺基礎(chǔ)適宜性。

（1）通過(guò)對(duì)軟土的研究，搞清軟土的分布特征和物理力學(xué)性質(zhì)，充分利用其自身固有的規(guī)律性，為城鎮(zhèn)建設(shè)、港口碼頭等土木工程基礎(chǔ)服務(wù)。東港－浪頭地區(qū)的淺基礎(chǔ)工程適宜性具有較明顯的規(guī)律性，即在海相沉積軟土區(qū)域，隨著向內(nèi)陸的發(fā)展，由于成土?xí)r間較長(zhǎng)，固結(jié)較好，所以該區(qū)域內(nèi)軟土的承載力隨著向內(nèi)陸的延伸而逐漸提高，在海相沉積的軟土地段擬建6層建筑物沉降量都小于55mm。但該沉降量為統(tǒng)計(jì)的區(qū)域值，不能代表具體地點(diǎn)詳細(xì)沉降量，而在具體工程建設(shè)時(shí)要針對(duì)不同地區(qū)分別進(jìn)行不均勻沉降的觀測(cè)。

（2）在區(qū)內(nèi)西北的河流山地和中西部柳林溝及沿海一帶，軟土的工程性質(zhì)較差，不適宜作天然地基。地基處理可選用堆載預(yù)壓、塑料排水帶或砂井真空預(yù)壓、換填墊層及復(fù)合地基等方法。淤泥和淤泥質(zhì)土較厚可采取堆載預(yù)壓軟弱地基處理方法。預(yù)壓荷載宜大于設(shè)計(jì)荷載，預(yù)壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)建筑物的要求以及地基固結(jié)情況決定，并應(yīng)考慮堆載大小和速率對(duì)堆載效果和周圍建筑物的影響。采用塑料排水帶或砂井進(jìn)行堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓時(shí)，應(yīng)在塑料排水帶或砂井頂部做排水砂墊層。

6. 結(jié)論

軟土在東港～浪頭地區(qū)海岸帶分布廣泛，多分布在海積平原上，厚度變化較大而不連續(xù)。北部丘陵地區(qū)，在低洼的溝谷地帶也有零星分布，直到遠(yuǎn)離海岸帶的沖海積平原上軟土分布才逐漸消失。軟土巖性多為淤泥質(zhì)粘土，具有高靈敏性、流變性、高壓縮性、低強(qiáng)度性、低透水性及不均勻性等軟土所特有的工程地質(zhì)性質(zhì)。通過(guò)對(duì)軟土的礦物結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分的分析，了解了軟土的礦物組成，對(duì)其親水性、壓縮性及抗剪性有了進(jìn)一步的理性認(rèn)識(shí)。同時(shí)總結(jié)了軟土的分布規(guī)律及其形成環(huán)境，并對(duì)軟土的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試，在掌握其分布規(guī)律和固有特性情況下，提出了淺基礎(chǔ)的適宜性。對(duì)軟土的危害性作了詳細(xì)分析，對(duì)軟土地基處理提出了相應(yīng)的防治措施，在盡量減少地質(zhì)災(zāi)害和不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生的同時(shí)，仍需充分利用軟土地基。

參考文獻(xiàn)

［1］ 陳希哲.土力學(xué)地基基礎(chǔ).北京；清華大學(xué)出版社，2003.20～24.

［2］ 李中林，李子生主編.工程地質(zhì)學(xué).廣州：華南理工大學(xué)出版社，2003.84～89.

［3］ 胡 華.似膏體粘彈塑性流變模型與流變方程研究.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，32（2）：199～122.

［4］ 工程地質(zhì)手冊(cè).（第四版）.北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.