摘要:文章阐述了上海和杭州地区湖沼相地层的分布特点,分析了淤泥质黏性土和暗绿色标志层的物理力学统计指标,讨论了两地区地层工程特性的共性及差异性,以及对软土地区勘察方法的优化和指导。
关键词:湖沼相;软土;地层特性;勘察方法;
经过长期的软土工程经验,岩土前辈们对软土工程地层特性进行了大量的试验与分析,并形成了体系的软土规范和理论。因为地域的优势,接触的软土工程项目比较多,笔者通过自身经验,并在学习前人经验、学术成果的基础上,对上海及杭州地区湖沼相地层进行了简单的概括及对比分析。
一、地层分布特点
上海位于东海之滨,长江三角洲入海口,属长江三角洲冲积平原,西部地区属太湖堆积平原。太湖堆积平原在上海地区习惯上称为“湖沼平原”。湖沼沉积地层分布稳定,具有明显的沉积规律,仅古河道区域受侵蚀淤积影响部分地层缺失。全新世软土主要以③1层灰色淤泥质黏性土为主,偶夹有粉土透镜体,土层顶板埋深在2.0~4.0m,一般厚度3.0~13.0m。下部为晚更新世地层,其中以⑥1层暗绿色硬塑粉质黏土为标志层,埋深在4.0~15.0m,厚度为1~3m,在古河道区域该层缺失。
杭州地处长江三角洲南沿和钱塘江流域,杭州市西部属浙西丘陵区,东北部属杭嘉湖冲积平原,地层分布具有明显的沉积规律,受古河道侵蚀淤积的影响。全新世软土层主要以③1层灰色淤泥质黏性土为主,土层顶板埋深在1.1~4.8m,一般层厚度1.10m~27.10m,在古河道区分布有厚层粉土达24m。晚更新世地层以⑥1层暗绿色硬塑粉质黏土为标志层,埋深在15.0~25.0m,厚度为1.5~6m,在古河道区域该层缺失。
上海、杭州地区典型地层分布特点剖面表 表1
二、主要地层工程特性
笔者根据上海、杭州地区勘察报告以及上海地区规范,进行统计对比,得出两个地区的正常沉积区和古河道区软土层和暗绿色标志层的物理力学性质指标统计表,见下表2、表3.
上海、杭州地区软土物理性指标汇总统计表 表2
根据两地区的地层特点分析得出如下结论:
1、正常沉积区,软土含水量w高,均超过30%;孔隙比e大,饱和度高,流变性显著;液性指数IL大,基本都大于1,呈流塑状态。古河道区软土上海地区与正常沉积区无异,杭州地区有所差异,经过上部厚层粉土的压密作用,各项特性都有所好转,特别是比贯入阻力平均值从0.58MPa提高至0.99MPa,说明压密固结作用明显。
2、古河道分布的粉土,上海地区Ps值1.2~3.5 MPa为松散~稍密,杭州地区Ps值2.1~6.8 MPa为稍密,杭州地区略好。从厚度来看杭州地区也略厚,达24m。
3、正常沉积区都有标志性地层暗绿色硬塑粉质黏土,古河道区均缺失。湖沼平原区暗绿色硬土层(第⑥层)地质时代属于晚更新世,是上海地区更新统与全新统地层划分的标志性地层。根据分析虽然两地区该层埋深分布不同,但物理力学性质指标等都相近,说明该层为同一地质时代沉积,所以这一结论同样适用于杭州地区。
三、土层特性对勘察工作的影响及勘察方法
1、软土的特性决定其钻探方法。在上海地区,黏性土通常采用螺纹提土器回旋钻进,砂粉性土采用泥浆钻进。在其他地区通常采用岩芯管全断面取芯钻进,为避免软土层扰动,宜采用干钻法;如果采用清水加压或泥浆护壁回转钻进,应采取措施避免软土地基结构受到不利影响。取样时宜采用薄壁取土器,同时在取样全过程中应避免样品失水、扰动或变形。但是在工程实际施工过程中,往往达不到要求,现场取样以及样品的运送都会造成土样的质量无法保证,导致的结果就是土样的数据失真,离散性大。
2、软土的特性决定了钻探方法在取样时难以完全避免样品失水和破坏,故应结合原位测试手段。结合工程自身特点可用1/3~1/2的静探孔代替常规钻探鉴别孔,用于划分土层、估算土的力学参数、估算地基承载力等。当然,在静探的过程中会遇到很多困难。主要表现为⑥1层暗绿色、褐黄色粉质黏土很难穿越,需采用扩孔器、加水等方法来减少摩阻力,但该方法无法运用于⑦1层密实粉砂层,静探探头无法穿透,达不到设计孔深要求,当然这并不影响静探孔的布置,满足上部土层的划分,力学参数、地基承载力的估算要求即可。
3、饱和的软黏性土还可以采用十字板剪切试验来估算软黏土的灵敏度、地基承载力等。
四、结语
岩土工程勘察的严谨性需要提供准确、可靠、真实的资料和数据,而软土的特性决定了要做到这一点并不容易。但沉积是有规律的,抓住规律应用于工程,对工程建设具有很好的指导意义。
参考文献
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论文作者:姚娟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/20
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