河北沿海經濟帶軟土基地變形研究

摘 要：河北省海沿海地區(qū)是京津冀協(xié)同發(fā)展產業(yè)聚集區(qū)及經濟隆起帶，該區(qū)軟土發(fā)育，可分淺海相沉積、河流相沉積等成因類型，具有觸變性、流變性、高壓縮性、低強度、低透水性和不均勻性，易造成建筑物的不均勻沉降、側向滑移，堤岸、邊坡不穩(wěn)，給工程建設造成危害。結合黃驊港、曹妃甸、秦皇島等不同地段特點提出了軟土工程措施建議。

關鍵詞：沿海經濟帶；軟土地基變形；工程措施

軟土是指天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的細粒土，包括淤泥質土、泥炭及泥炭質土。我國地域遼闊，地質情況復雜多變，其中軟土在我國分布廣泛，給公路工程建設帶來了巨大的負面影響。道路選線應盡可能避開軟土地區(qū)，但是有時又不得不將路線選在軟土地基上，所以，對軟土地基變形規(guī)律的研究及處理成為公路工程建設中亟待解決的問題。軟土地基沉降分析是巖土工程中的重要課題之一。自從Terzaghi的一維固結理論問世一來，土體固結沉降理論研究取得了長足的發(fā)展，此后又有很多人對該方法進行了進一步的完善。

軟土地基變形規(guī)律的研究是巖土界的一個古老的課題，所涉及問題之廣，變化之多，具有極大的研究空間。近20年來，高等級公路進入快速發(fā)展時期，高速公路基本已經遍布全國各地，對軟土路基處理的問題已成為影響工程造價和道路使用質量的突出矛盾之一。在國外，對軟土路基的處理非常重視，有很多高速公路的軟基處理都是提前幾年開工。因此，由軟土路基造成的公路使用過程中的病害較少。防患于未然，及早發(fā)現(xiàn)，提前處理這種施工理念值得我們學習和研究。

河北省沿海地區(qū)軟土由全新世早、中期的潟湖相沉積、海灣相沉積、淺海相沉積、河流三角洲相沉積、風沙沉積等構成。潟湖相、海灣相沉積主要分布于張莊灣至七里海海岸地區(qū)，河流三角洲相沉積主要分布于灤河三角洲及其東部入海河口地區(qū)，淺海相沉積主要分布于大清河以西海岸地區(qū)。

一、軟土分布特征

河北省沿海地區(qū)軟土主要分布在老龍頭東北部的南張莊灣海岸、秦皇島市區(qū)及山東堡、秦皇島灣海岸、洋河口至大蒲河口的東蘇撐子一帶、七里海、灤河至陡河和歧口至大口河口沿岸地帶，軟土分布不連續(xù)，較分散分布于石河口、洋河口、潟湖平原等地。滄州海岸帶基本均為軟土分布區(qū)，唐山地區(qū)軟土分布西厚東薄，唐山岸段軟土主要分布在海積平原區(qū)及灤河三角洲區(qū)內，區(qū)內軟土分布界線為姜各莊-胡家坨-崔魏埝-坨里-西玉坨-草泊水庫北-西葛各莊-豐南南部么家泊一線。巖性以淤泥質粉質粘土為主，具備自西向東厚度逐漸增大的趨勢。

二、軟土厚度規(guī)律

唐山沿海軟土分布連續(xù)、穩(wěn)定，覆蓋王灘一南堡的全部沿海區(qū)，巖性以淤泥質粉質粘土為主，有少量淤泥質粘土及淤泥質粉土，局部見泥漿薄層透鏡體。在大清河地區(qū)因河流相堆積，軟土沿古河道呈南北向線狀缺失。軟土分布厚度2-11m不等，大致由南向北，由西向東，逐漸變??；層底埋深6-17m，層頂界埋深2-9.7m，由西向東層頂埋深逐漸增大。垂向以雙層結構最多，有單層狀產出，常夾有硬塑粉質粘土，以及粉土、粉細砂薄層或透鏡體。

成因主要為全新世的海積、沖積海積及少量沼澤堆積和風積。

滄州沿海主要為全新世中期海相沉積的第II工程地質層中的淤泥質粘土、淤泥質粉質粘土，全區(qū)均有分布，而且軟土厚度、層數(shù)變化較大，軟土厚度一般為4-6m，最厚達8.2m，埋藏深度2-15m。

秦皇島軟土不良工程地質亞層分布在河口區(qū)、瀉湖區(qū)、海灣平原區(qū)的含淤泥、淤泥質粘性土，厚度1-3m，呈透鏡體狀分布。淤泥土含水量大，孔隙比大，呈軟塑-流塑，抗壓強度很低，沉降量大，易產生不均勻沉降，允許承載力4-8t/m2。不宜作建筑物的持力層。

三、軟土物理力學性質及危害

軟土主要特性是天然含水量高、孔隙比大、壓縮性能高、強度低、滲透系數(shù)小，因此它具有由于軟土具有觸變性、流變性、高壓縮性、低強度、低透水性和不均勻性，易造成建筑物的不均勻沉降、側向滑移，堤岸、邊坡不穩(wěn)等，給工程建設造成危害。軟土地基會造成勘查設計不準確或者不詳細，忽視本應該做軟土地基處理的施工地段，容易造成地基失穩(wěn)。概況地說，軟土地基較高的壓縮性會使建筑物發(fā)生不均勻沉降，以致開裂和損壞。

盡管軟土地基的天然含水量普遍大于液限，但其透水性卻非常差，這就導致土體在載荷的作用下呈現(xiàn)出很高的孔隙水壓，對地基的壓密固結帶來不良影響。在排水不夠通暢的軟土地基處，積水很容易侵入地基內層結構，在地基土體的自重、外界附加荷載、以及水溫變化等因素作用下，會引起地基表面產生裂縫，積水滲入裂縫后往往會導致地基表面出現(xiàn)凹陷、積水、顛簸等“翻漿”情況。

四、重點經濟區(qū)軟土工程措施建議

（一）黃驊港。黃驊港軟土具有典型的軟土特征：高含水量、高孔隙比、高壓縮性、低強度和低滲透性。軟土顆粒成分以粉粒和粘粒為主，粉土夾層以極細顆粒和粉粒為主。軟土屬于中-高靈敏度、超固結、液限無機粘質土。因此，對于黃驊港軟土地基處理，采用真空預壓法和水泥攪拌樁法是適宜的。

（二）曹妃甸。曹妃甸地區(qū)軟土的含水量一般接近或大于其液限值，孔隙比均值為1.08，與我國其他地區(qū)相比，沿海軟土孔隙比相對偏小，基本與上海地區(qū)淤泥質粉質粘土類似；滲透性較差，其固結歷時較長；高壓縮性；低強度。軟土顆粒以粉粒和粘粒為主，含量分別在50%、30%左右。軟土大多屬于粉質粘土。因此，對于曹妃甸地區(qū)軟土地基處理，采用深層處理法和水泥攪拌樁法是適宜的。

（三）秦皇島。秦皇島軟土含水量大、孔隙比大、抗壓強度很低、高壓縮性。軟土多為淤泥、淤泥質粘性土，厚度1-3m。因此，對于秦皇島軟土地基處理，采用排水固結法和水泥攪拌樁法是適宜的。

參考文獻

[1] 張舟.軟土上覆有限砂土基坑支護層間受力分布與計算方法研究[D].廣華南理工大學碩士論文，2015.

[2] 王晨曦.真空預壓在軟基處理中的應用及變形分析[D].華南理工大學碩士論文，2014.

作者簡介：劉有才，河北省地礦局水文工程地質勘查院。