張超楠

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071）

淤泥質(zhì)軟土主要有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、承載力低及自穩(wěn)性較差等特點(diǎn)，為工程勘察工作中的特殊性巖土。隨著近年來(lái)我國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，越來(lái)越多的中國(guó)基建企業(yè)“走出去”，在越南該沿海地區(qū)開(kāi)展地質(zhì)勘察及工程建設(shè)活動(dòng)。本文結(jié)合該地區(qū)某工程勘察實(shí)例，對(duì)該工程場(chǎng)地淤泥質(zhì)軟土進(jìn)行物理力學(xué)統(tǒng)計(jì)分析并探討其工程特性，積累了越南該沿海地區(qū)軟土工程性質(zhì)評(píng)價(jià)方面的經(jīng)驗(yàn)，可供類(lèi)似工程借鑒。

1 工程地質(zhì)情況

1.1 工程概括

越南某項(xiàng)目位于越南南部地區(qū)茶榮省沿?？h，工程位于湄公河（九龍江）入南海形成的三角洲地區(qū)，工程?hào)|南瀕臨中國(guó)南海，地貌屬于典型的海陸交互作用形成的三角洲，沖積平原邊緣的河灘地。該地區(qū)廣闊的海岸帶由湄公河水系入海造成大量泥沙沿海堆積所形成的。勘區(qū)地形起伏較小，碼頭區(qū)局部由于挖泥船疏浚挖泥作業(yè)，地形有一定的起伏。

1.2 地層情況及軟土分布規(guī)律

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察鉆探取芯及土工試驗(yàn)成果，顯示該工程場(chǎng)地淤泥質(zhì)軟土分布廣泛，且分布較連續(xù)，厚度較厚，可達(dá)20m，部分軟土層以透鏡體分布于粉細(xì)砂之中。具體分述如下：

①淤泥（Q4m）

褐灰色、黑灰色，流塑狀態(tài)，局部含有較多腐植物。主要在水域表層分布；揭示厚度為0.7～8.6m，分布較為連續(xù)，層厚較均勻。

②a(TKS1)淤泥（Q4m）

灰色，流塑狀態(tài)，以透鏡體分布于②粉細(xì)砂中。

③a淤泥質(zhì)黏土（Q4m）

灰色，流塑狀態(tài)，局部軟塑；揭示厚度為6.5～20.0m，其平均標(biāo)貫擊數(shù)N=3擊（2～5）。

2 軟土層物理力學(xué)指標(biāo)

該工程勘察過(guò)程中，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范中對(duì)巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)要求，對(duì)各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)按照單元土體進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì)：

①淤泥層其天然含水量56.6～88.8%，且大于液限值，天然孔隙比1.533～2.443，壓縮系數(shù)平均值為1.64MPa-1，標(biāo)貫擊數(shù)小于1擊，符合淤泥的特征。

③a淤泥質(zhì)黏土層其天然含水量41.3～67.9%，且大于液限值，天然孔隙比1.142～1.737，壓縮系數(shù)平均值為1.19MPa-1，標(biāo)貫擊數(shù)為2～5擊，符合淤泥質(zhì)土的特征。

3 軟土層物理力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性

3.1 相關(guān)性分析方法

分析變量之間的相關(guān)性，首先在平面直角坐標(biāo)系做兩個(gè)變量x和y的散點(diǎn)圖，從散點(diǎn)圖判斷這兩個(gè)變量之間的相關(guān)性，本文采用一元線性回歸的方法對(duì)該地區(qū)軟土的物理力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)研究，分析一元線性式為：

依據(jù)兩個(gè)變量離差平方和的比值確定出相關(guān)系數(shù)R；R為正表明兩變量間正相關(guān)，R為負(fù)表明兩變量間負(fù)相關(guān)，|R|值介于0～1，|R|越大，表明兩變量間相關(guān)性越好。|R|按其數(shù)值大小可分為|R|＜0.4低度線性相關(guān)，0.4＜|R|＜0.7顯著線性相關(guān)，|R|＞0.7高度線性相關(guān)。

3.2 軟土力學(xué)指標(biāo)與物理指標(biāo)的相關(guān)性分析

依據(jù)軟土的土工試驗(yàn)成果和壓縮變形原理分析，影響土的壓縮變形的主要物理指標(biāo)是土的天然含水量和孔隙比，因此，本文根據(jù)該項(xiàng)目初勘及詳勘階段試驗(yàn)資料，對(duì)壓縮系數(shù)與天然含水量和孔隙比進(jìn)行相關(guān)性關(guān)系分析。關(guān)系曲線、關(guān)系表達(dá)式及相關(guān)系數(shù)如圖1、2。

圖1 壓縮系數(shù)與含水量的相關(guān)性

圖2 壓縮系數(shù)與孔隙比的相關(guān)性

由上圖一元線性回歸結(jié)果表明，壓縮系數(shù)與天然含水量和孔隙比之間相關(guān)系數(shù)分別為0.8606、0.8446，即為高度線性相關(guān)關(guān)系，此成果可用于由土的物理參數(shù)天然含水量及孔隙比估算土的壓縮性指標(biāo)。

4 軟土層工程地質(zhì)特性分析

4.1 軟土的抗剪及壓縮性質(zhì)

根據(jù)該地區(qū)各層的土工試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析可知，①淤泥和③a淤泥質(zhì)黏土層固結(jié)快剪試驗(yàn)黏聚力C平均值分別為11.6kPa與13.0kPa，內(nèi)摩擦角ψ平均值分別為8.8°與11.1°。說(shuō)明該淤泥質(zhì)軟土層的抗剪強(qiáng)度較低。通過(guò)壓縮試驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)成果可知，壓縮系數(shù)平均值為 1.64MPa-1與 1.19MPa-1，最高可達(dá) 1.80MPa，該地區(qū)淤泥質(zhì)軟土屬于高壓縮性土。

4.2 軟土的滲透性質(zhì)

勘區(qū)位于湄公河入海形成的三角洲地區(qū)，由于河流入海沖積和海潮的相互作用，使得淤泥質(zhì)土與粉砂薄層交錯(cuò)沉積，地層多呈不規(guī)則的尖滅層或透鏡體夾層，局部形成水平向滲透通道，使得水平方向滲透系數(shù)明顯大于垂直方向滲透系數(shù)。對(duì)該地區(qū)軟土層進(jìn)行了滲透試驗(yàn)，垂直方向滲透系數(shù)為0.7～6.1×10-8m/s，水平方向滲透系數(shù)為3.3～9.8×10-8m/s。說(shuō)明該地區(qū)淤泥質(zhì)軟土層的滲透系數(shù)小、透水性較差，不利于地基固結(jié)沉降。

4.3 軟土的固結(jié)狀態(tài)分析

根據(jù)超固結(jié)比OCR=PC/P0的值大小，可將土分為正常固結(jié)土、超固結(jié)土（超壓密土）和欠固結(jié)土三類(lèi)。根據(jù)越南該沿海地區(qū)勘察土工試驗(yàn)成果計(jì)算得，軟土層中的①淤泥的OCR平均值為0.75，③a淤泥質(zhì)黏土的OCR平均值為0.9。OCR均小于1。說(shuō)明越南該沿海地區(qū)各軟土層均為欠固結(jié)土。

4.4 軟土的不均勻性

工程勘區(qū)處于河流和海相交互的沉積環(huán)境，淤泥質(zhì)土層中夾有厚薄不一的粉細(xì)砂薄層，具有明顯的微層理構(gòu)造，在水平和垂直方向上呈現(xiàn)出不均勻性分布，且部分淤泥質(zhì)土層厚度也有差異，較厚的軟土層可在樁基中產(chǎn)生負(fù)摩阻力，將對(duì)樁基產(chǎn)生不利影響，使樁基承載力降低，甚至可能引起樁基破壞。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）越南沿海某項(xiàng)目所在地區(qū)淤泥質(zhì)軟土物理性質(zhì)表現(xiàn)出高含水量、大孔隙比等特性，力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為高壓縮性、低滲透性、抗剪強(qiáng)度差、承載能力低等特性。

（2）本文研究收集了該地區(qū)某工程初勘及詳勘軟土土樣的土工試驗(yàn)成果，對(duì)其部分指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行了線性回歸分析，得出軟土壓縮系數(shù)與天然含水量和孔隙比之間具有高度線性相關(guān)關(guān)系，可為當(dāng)?shù)毓こ探ㄔO(shè)中由土的物理參數(shù)估算其壓縮指標(biāo)提供參考依據(jù)。

（3）該地區(qū)淤泥質(zhì)軟土為欠固結(jié)土，且有明顯的不均勻性，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，作為建筑物地基易產(chǎn)生差異沉降，在樁基中亦可產(chǎn)生負(fù)摩阻。