萧山北部平原软土分布规律及物理力学性质研究
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摘要：通过对区域地层资料分析基本查清了区域内软土分布规律，对200余组土工试验数据进行数理统计，系统分析了区域软土的物理力学性质，较好的揭示了区域软土的工程特性，对区域工程建设具有指导意义。
关键词：软土；工程特性；物理力学指标
1、前言
萧山北部平原地处宁绍平原西端，为萧涌水网平原区和萧北-慈北河口滨海平原区，地面高程5.5～7.5米，地势由南向北倾斜。第四系以来古气候变化剧烈，海面多次上升，形成数次海侵，地层沉积类型复杂。随着城市化进程的加快，工业的迅猛发展，重大基础设施的规划与建设，滩涂、港口资源的开发利用，研究区域软土分布规律、探讨软土特理力学性质，对该地区经济社会的可持续发展，保障城市建设规划布局、港口建设有重要意义。
2、成因类型
区内软土层主要形成于全新世早中期（Q42）、全新世早期（Q41）和晚更新世晚期（Q32）的三次海侵时期，为滨海、浅海相和湖沼相堆积，岩性为灰、深灰色淤泥质粘土、粉质粘土，局部夹粉砂薄层。流塑～软塑，层状或鳞片状构造；土质细腻，粘滑，均一。含有机质和半炭化植物碎片，普遍见有螺、贝壳碎片及牡蛎壳碎片，局部富集成层，常见大量虫孔、虫迹。
3、分布规律
区内软分三层，第一层软土形成于全新世早中期（Q42），在区域内因受后期河流、海水切割侵蚀等影响，在区内普遍缺失。第二软土层形成于全新世早期（Q41）广泛分布于全区，顶板埋深1.0-40.6m，厚2.5-35.3m左右，一般在硬土层之上时该层厚度较薄，位于粉砂层之下时，则较厚，且沿江由上而下从薄变厚，在钱塘江河口一带厚度最大。第三软土层形成于晚更新世晚期（Q32）受后期河流海水切割等影响，多呈区块状分布，顶板埋深20.7-51.4m，厚1.8-20.1m左右，一般规律分布于第二软土层之下，局部地带因后期河流侵蚀而缺失。
4、物理力学指标与工程特性
（1）物理力学指标
区内软土层主要呈流塑状态，仅各层与下卧硬土层过渡处渐变为软塑及第三软土层以软塑为主，具高含水量、高灵敏度、流变性、高压缩性、低强度、低透水性和不均匀性等特点。但各层之间有一定差别，通过对取得的200余组土样进行数据分析及数理统计，可以看出第二软土层含水量高，多数在50～35%，最高55%，孔隙比大，一般1.1左右，最大达1.5，其饱和度在90%以上。压缩性高，压缩系数大于0.8Mpa，压缩系数随着土的含水量和液限的增大而增大。成分主要为淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土，局部为粉质粘土，主要呈灰色、深灰色，流塑，含少量贝壳和有机质及植物碎屑，水平层理发育，其间夹薄层粉砂、粉土薄层，呈“千层饼”状构造，粉砂、粉土层厚1mm左右。物理力学指标见下表
岩土名称 统
计
项
目 天然
含水
量
ω
（%） 天
然
孔
隙
比
e 液
限
ωL
（%） 塑
限
ωp
（%） 液
性
指
数
IL 塑
性
指
数
IP 直剪（快剪） 压缩
系数
α
0.1-0.2
（1/MPa） 压缩
模量
Es
0.1-0.2
（MPa） 多桥
静探
锥头
阻力
qc
（Mpa）
内摩
擦角
φq
（度） 粘聚
力
Cq
（kPa）
淤
泥
质
粉
质
粘
土 最大值 55.1 1.57 51.2 28.9 1.39 22.5 14.8 17.0 1.350 3.31 1.83
最小值 23.9 0.77 29.6 20.0 0.83 7.3 4.7 7.0 0.290 1.52 0.15
平均值 39.8 1.16 38.6 23.5 1.11 15.1 9.7 11.5 0.833 2.41 0.87
标准差 5.347 0.14 4.247 1.830 0.098 2.605 1.924 2.068 0.184 0.303 0.322
变异系数 0.134 0.12 0.110 0.078 0.088 0.173 0.198 0.180 0.221 0.126 0.370
标准值 40.4 1.18 38.1 23.3 1.12 14.8 9.5 11.2 0.854 2.37 0.86
第三软土层主要呈软塑状态，局部流塑，含水量较第二软土层明显较低，强度也较第二软土层有所提
高，主要由粉质粘土和粘土组成局部夹砂质粉土，呈灰色、灰褐色，含大量植物碎屑，物理力学指标见下表
岩
土
名
称 统
计
项
目 天然
含水
量
ω
（%） 天
然
孔
隙
比
e 液
限
ωL
（%） 塑
限
ωp
（%） 液
性
指
数
IL 塑
性
指
数
IP 直剪（快剪） 压缩
系数
α
0.1-0.2
（1/MPa） 压缩
模量
Es
0.1-0.2
（MPa） 多桥
静探
锥头
阻力
qc
（Mpa）
内摩
擦角
φq
（度） 粘聚
力
Cq
（kPa）
粉
质
粘
土 最大值 46.9 1.38 51.2 29.3 1.02 22.3 16.7 23.0 0.870 6.39 2.03
最小值 24.8 0.72 31.9 20.4 0.57 8.6 9.6 8.0 0.160 2.25 0.63
平均值 35.2 1.06 38.7 23.6 0.83 15.1 12.8 16.4 0.526 3.87 1.27
标准差 5.286 0.18 4.805 2.204 0.090 2.930 1.356 2.819 0.144 0.866 0.327
变异系数 0.150 0.13 0.124 0.094 0.108 0.194 0.106 0.172 0.274 0.224 0.251
标准值 36.2 1.09 37.8 23.1 0.85 14.6 12.6 15.8 0.553 3.70 1.28
（2）工程特性
由于区内软土具有流变性、高压缩性、低强度的特点，一般不宜作为建筑物的基础持力层，对必须采用软土层作持力层时，须进行必要的地基处理，如采用堆载预压或真空预压，或搅拌桩等复合地基方案；对上硬下软的双层地基土结构，应对软弱下卧层进行强度和变形验算。当建（构）筑物离池塘、河岸较近，应注意软土侧向塑性挤出或滑移的可能性；当地基土受力范围内，软土下卧层为基岩或硬土层且其表面倾斜时，应分析判定软土沿此倾斜面产生滑移和不均匀变形的可能性。当工程施工层或持力层在此层上时，应充分考虑软土的不利因素，加强基坑的支护强度、地基土的强度及上部结构的整体性，必要时应进行沉降量验算。在基坑开挖过程中，基坑侧壁易产生较大变形，坑底易隆起；当软土受到振动后，土结构被破坏，强度降低，很快变成稀释状态，易产生侧向滑移、沉降及基底侧向挤出等现象。对深厚软土中的基坑开挖，为防止变形过大，可采取坡顶卸荷与支护结构被动区加固的处理措施
5、结论
（1）、在分析研究区内软土勘察资料的基础上，结合室内土工试验及野外钻探、原位测试，基本查明了萧北平原软土分布范围及空间规律。
（2）、对野外所取样品数据进行了分析统计，剔除了异常值，给出了区域软土的基本物理力学指标，对本地区其他工程具有实际利用价值。
（3）区内软土沉积时代较新，自重固结尚未完成，在开发利用该软土层时，应考虑其自重应力及附加应力的影响。
参考文献：高大钊-土力学地基基础
。