沿海地区砂性软土类的试验分析

郑李一

摘要：随着我国经济的发展和技术的进步，各行各业都得到了不同程度的进步。随着城市化进程的加快，沿海地区的开发面临着更多的机遇和挑战，尤其是沿海地区砂性软土类地基由于物理性质和化学性质的特殊性，为了提高软土地基勘察和处理的效率和质量，需要对沿海地区软土地基进行可靠的实验研究，通过对实验数据的总结得出可靠的地基处理办法。

关键词：沿海地区；砂性软土；软土地基；勘探试验分析方法

引言

随着我国经济建设的快速发展，国家大力推进基础建设，东部沿海地区发展最快，随着城市化的发展，越来越多的建筑或者道路不可避免地修筑在沿海地区砂性软土类的地基上，这类地基的承载力一般比较低，需要通过一系列试验研究得出可靠的地基处理方式以提高地基的承载力和降低地质工程灾害发生的可能性。通过试验研究可以提出有效的控制室内土工试验的处理方法，为该类土的工程地质评价与基础设计提供了较为有价值的数据和方法。

1沿海地区砂性软土类地基

1.1地质成因

我国东部和南部的海岸线比较绵长，且海岸线时不时会受到海浪、暴风、台风等的侵蚀作用，沿海地区多为冲积平原，一般长期受到海水的絮凝作用和堆积作用。在较弱海浪暗流及潮汐的水动力作用下，沿海地区逐渐沉积淤成的堆积土体多层次复杂的软土及泥炭有机质，砂性软土地基中夹杂着不同厚度的薄砂层和有机物，属于淤泥、淤泥质粘土和淤泥质亚粘土。土的固结程度较差，具有高压缩性、低强度、低排水性等工程特点。

1.2地质特性

砂性软土类即是软黏土，它是第四纪后期形成的海洋和湖泊河流冲击而成的河流冲积物或者是粘性土的沉积物，由于砂性软土是砂粒粘土复合而成的混合土，沿海地区的砂性软土地基普遍存在着土质构成复杂，规律性差，天然孔隙比较大，液限较低的现象。砂性土内部常常在砂层与软土层的过渡层段中封存有封闭的砂团，使得沿海地区的砂性软土层呈现出天然含水量高、抗剪强度低、压缩系数高而渗透系数小等特点。沿海地区砂性软土类地基地质特点具体来说可以分为以下几个方面：常见的砂性软土的物理力学指标为：

（1）含水量。通过对一系列不同含水量的软土试样进行快

2

建筑建材装饰

（1）软土流变性强。沿海地区的砂性软土地基由于含水量较大，易表现出明显的流变特征，即土体颗粒在外界施加的应力或者土体自身的变形所带来的的应力会导致沿海地区砂性软土地基中的土体应力和应变随时间变化而变化：

（2）地基固结时间长。沿海地区砂性软土地基的沉降速度和压缩固结速度一般比较长，长达数十年甚至数百年，特别是沿海一带的软土地基由于厚度大，固结速度更慢：

（3）地基沉降量大、沉降不均匀。由于地基沉降量沿海地区砂性软土类地基中含水量较大，所以地基的沉降量较大，地基沉降受到外部荷载和土体本身成分等的影响，容易出现地基沉降不均匀的现象：

（4）土体孔隙比大、压缩性高。淤泥质土的天然孔隙比远小于淤泥天然孔隙比，由于土体的天然孔隙比较大，压缩性较高，土体剪切变形能力也较差，容易造成地基失稳。

2软土的物理力学指标分析

大量的沿海地区软土地基工程实践经验表明，在工程计算过程中，软土的物理力学指标设计值的正确与否，直接影响到地基的计算结果和后期的处理方案，所以对软土的物理力学指标的分析重要性不言而喻。一般可以通过对土体单元的地质条件、地形地貌、砂性软土成因等方面的因素来确定软土的物理力学指标。沿海地区软土地基的物理性质进行分析，主要从土层的矿物成分、粒度成分和含水量几个方面进行试验，探究其对砂性土和软土强度特性的影响。试验所用试样包括砂性土试样、人工土试样、半人工土半天然土试样和天然土试样，采用ZJ型应变控制式直剪仪（四联剪）用快剪法试验数据的进行采集，多次试验测量以减小人工读数的误差，得出的物理力学指标一般从天然含水量、容重、孔隙比、液限、塑限、渗透系数等方面的数据指标，我国常见城市的软黏土的物理性质指标统计如表1所示：

剪试验，可以总结出其抗剪强度及强度指标与含水量的关系是非线性的。砂性软土试样在各级竖向压力作用下的抗剪强度均随着含水量的增大而逐渐降低，但随着试样含水量的不断增大，其粘聚力表现出先小幅下降后上升，出现峰值后逐渐下降的趋势，符合基质吸力（假粘聚力的）的基本表现：至于内摩擦角的变化，则随着含水量的增大，试样的内摩擦角会逐渐降低。

（2）砂性软土地基一般为饱和的软粘性土，天然含水量一般大于液限值，且孔隙比大于1.0，随着天然含水量增加，孔隙比、塑限和液限值会随之增加，而容重和渗透系数会随之减少。

（3）土体的压缩性高、天然孔隙比较大，一般为在1.0～2.0之间：土体的抗剪强度低，不排水抗剪强度约5～25kPa：土体的压缩系数的高，一般在0.5～1.5MPa之间，压缩系数最大可达4.5MPa。

3砂性软土类的勘察方法及试验测试技术

在沿海地区砂性软土地基勘察过程中，为了方便对工程地基性质作出正确评价，查明砂性软土的分布范围和埋藏条件进行勘察，最终得出可靠的物理力学性质指标。在进行勘探过程中常用的测试方法有：物探、钻探、室内+32试验和静力触探试验、标准贯入性试验、十宇板剪切试验等原位测试的方法。常用的勘察设计流程如下图1所示：

沿海地区砂性软土地基勘察过程中采用的勘察方法及试验测试技术简单介绍以下几个方面：

（1）物探。物探是一种间接的勘探方法，利用密度、磁导率、电导率、弹性、热导率、放射性，采用重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探、核法勘探等方法，探索土层介质结构、物质组成、形成和演化的数据和规律。

（2）钻探。在工程地质勘察过程中，钻探应用比较广泛，通过钻探可以得到深层地层的可靠的地质资料，通过对获得的地质资料进行分析判断，校核钻探结果可以提高钻探质量和勘探效率。钻探常用于隧道、桥梁等地基的探測，主要探测流程如下：

（3）室内土工试验：主要是土工试验人员使用标准的仪器遵照标准的试验操作方法，根据建设工程的要求对外业钻探取得的土样，进行各种试验项目的测试，提供可靠的物理、力学性指标参数。它们是供工程设计人员作建（构）筑物基础设计或选材的依据，例如地基土的分层及其承载力，天然或人工地基的选择，地基处理方案，建（构）筑物沉降的估算，边坡的稳定分析等。室内土工试验主要分为两大类：物理性试验，测土在天然状态下的特性指标：力学性试验，测土在外力作用下土体抵抗外力能力的特性指标。

（4）静力触探试验。静力触探是指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层，通过量测系统测土的贯入阻力，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察。通过静力触探曲线，可以直观的反应出软土中含砂量以及砂层分布。

（5）标准贯入试验（SPT）。标准贯入试验作为一种特殊的动力触探试验方法，主要是利用一定的锤击动能将标准规格的圆筒形探头通过贯入器打入到30cm土层中，用标准贯击数N63.5来表示评价土层和表示土层的物理性质。标准贯入试验的优点是设备操作比较简单，适用的土层分布范围广，适用于一般的砂土、粉土和粘性土。

（6）十字板剪切试验（VST）。十字板剪切试验是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，将测出的抵抗力矩，换算成抗剪强度的一种简单原位测试方法。十字板剪切试验法对土层扰动小、设备操作简便、测算效率高。适用于饱和软粘性土，在我国沿海地区的软土地基中应用比较广泛，常用于计算地基承载力和确定桩端的承载力和桩侧摩擦阻力。

4结束语

随着城市经济的快速发展和人口的逐渐增长，人们对土地的需求也越来越大，但由于沿海地区地质形成的特殊性，工程基础下经常存在砂性软土层，这对工程结构的耐久性和安全性提出了更高的要求。由于砂性软土的这种特殊性，我们在进行土木工程地基勘察时，采用钻探，标准贯入原位测试，室内土工试验等特殊试验方法，对工程性质作出正确评价，对沿海地区大面积砂性软土地基处理对城市建设十分重要。

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现代物业杂志社

2020-06-05