某围垦工程海堤地基土触变性分析

2016-07-29章健浙江中水工程技术有限公司

珠江水运 2016年12期

关键词：海堤

◎ 章健浙江中水工程技术有限公司

某围垦工程海堤地基土触变性分析

◎ 章健浙江中水工程技术有限公司

摘要：土的触变性是指土的结构受到扰动后，导致强度降低，但随着静置时间增加，土的强度逐渐恢复。在爆炸挤淤置换法施工中，土体受爆炸及堤心石挤淤作用影响，土体经历结构破坏到强度恢复，再受压缩固结作用强度得到进一步提高，每个土层的不同的物理力学指标在触变性发挥过程中变化情况各有差异。

关键词：围垦工程海堤物理力学指标触变性

1.引言

土的触变性是土的重要特性之一，即土的结构受到扰动后，导致强度降低，但随着静置时间增加，土粒、离子、水分子之间又组成新的平衡体系，土的强度逐渐恢复。触变性是由于黏土颗粒表面吸附的胶体受到扰动后，从凝胶状态变为流动的溶胶状态，使强度迅速下降，但静置后又能部分恢复，强度随之增长的现象。

因此在爆炸挤淤置换法施工的整个过程中，围堤地基土即使受到结构上的扰动破坏，又受到堤心石的挤压作用。通过不同时间点对地基土物理力学指标的分析对比，分析海堤地基土在施工过程中物理力学指标的变化情况。

2.工程概况

某围垦工程位于浙江东南沿海地区的海湾口南侧，海堤堤型采用土石混合结构型式，断面为宽平台结构，堤顶高程8.3m（1985国家基准高程），防浪墙顶高程9.1m，堤顶宽度6.0m。内侧布置有抛石子堤，顶高程2.5m。主堤地基采用爆炸挤淤置换法进行处理，爆填堤心石基底高程-17.0m～-11.7m，基底宽32.6m，最大腰宽50.0m～56.2m。

3.海堤工程地质条件

海堤地基土自上而下各土层工程地质特征如下：

Ⅰ1层淤泥，呈灰黄色～青灰色，流塑，高压缩性，含少量粉细砂和贝壳碎屑，局部含有机质和腐殖质，表部夹粉粒；

Ⅱ1层粉质粘土，呈灰黄色～灰色，可塑，中等压缩性，偶见铁锰质斑点，常夹薄层粉土，含有机质，土质不均；

Ⅱ2层粘土，呈灰色，可塑～软塑，中等压缩性～高压缩性，夹少量粉土和贝壳，含有机质；

Ⅱ夹层淤泥质粉质粘土，呈灰色～青灰色，饱和，流塑，高压缩性，土质不均匀，见粉砂、粉土薄层，局部夹贝壳层，呈透镜体分布在Ⅱ2层粘土层中；

Ⅲ1层粉质粘土，夹粉土，呈深灰色～灰色，很湿，软塑～流塑，中等压缩性，局部含少量贝壳和砾石；

Ⅲ3层粉质粘土、粉土互层，呈灰色～青灰色，湿，可塑，中等压缩性，偶夹粘土团块，局部夹粉细砂。

其中Ⅰ1层淤泥、Ⅱ1层粉质粘土、Ⅱ2层粘土和Ⅱ夹层淤泥质粉质粘土受爆炸挤淤影响最大的土层，Ⅲ1层粉质粘土和Ⅲ3层粉质粘土、粉土互层埋深相对较深，受爆炸挤淤影响小。

4.堤基土触变性分析

该工程于2012年12月开工，并于2014年5月完成海堤爆填堤心石施工。为了分析土体在爆炸挤淤前后物理力学指标的变化，分别选取2012年7月完成的初步设计阶段工程地质勘察资料、2014年7月完成的海堤抛石底界钻孔探测及地质雷达探测分析资料以及2014年9月完成的施工阶段海堤稳定复核勘察资料，共计3个时间点的土层参数指标进行对比分析。其中初步设计阶段工程地质勘察的时间点代表爆炸挤淤施工前，探测分析的时间点代表爆炸挤淤后不久，稳定复核勘察时间点代表爆炸挤淤后相对的较长时间，对比如下。

表1 3个时间点海堤地基土层主要物理力学指标对比表

从以上表格中数据可分析得出：

（1）Ⅰ1层淤泥受爆炸挤淤作用的影响，局部存在固结作用，相变为淤泥质粘土。其物理指标中含水量（ω）变小、孔隙比（e）变小以及干密度（ρd）变大；力学指标的凝聚力（C快、C固快）与内摩擦角（φ快、φ固快）力学指标都变化不大。

（2）Ⅱ1层粉质粘土物理指标的含水量（ω）随时间先变大然后基本不变、孔隙比（e）随时间先变大然后变小、干密度（ρd）随时间先变小然后变大；力学指标：凝聚力（C快、C固快）随时间先变小然后变大，变化幅度较大；内摩擦角（φ快、φ固快）随时间先变小然后变大，变化幅度较小。

（3）Ⅱ2层粘土物理指标的含水量（ω）随时间先基本不变然后变小、孔隙比（e）随时间先基本不变然后变小、干密度（ρd）随时间先基本不变然后变大；力学指标的凝聚力（C快、C固快）随时间先变小然后变大，变化幅度较大、内摩擦角（φ快、φ固快）随时间先变小然后变大，变化幅度较小。

（4）Ⅱ夹层淤泥质粉质粘土物理指标的含水量（ω）变小、孔隙比（e）变小、干密度（ρd）变大；力学指标的凝聚力（C快、C固快）变小、内摩擦角（φ快、φ固快）变大。该层主要物理指标都有明显改善，固结情况较好，但力学指标变化较为异常，凝聚力（C快、C固快）变小，内摩擦角（φ快、φ固快）变大，推测可能由于爆炸挤淤过程中上部荷载直接作用于该层，该层整体受排水固结作用，但局部存在结构破坏情况。