堤基土工程地质条件分析

鄱阳湖区不同的地质单元，由于其形成环境不同，堤基所出露的地层不尽相同，厚度不一，其各类土的物理力学性状也有差异。一般来说，大部分圩堤的堤基是处在具二元结构的近代河流冲积层上，上部一般为粘土、粉质粘土、壤土、淤泥质土、或砂壤土等。下部多为粉细砂、细砂、中砂及砂砾石层等。厚度不等。比较典型的地层如成朱联圩0+000～18+183m段的滨湖相。作为圩堤的堤基，各土层主要特征描述如下：

（1）砂壤土：黄色、稍湿，较疏松，属新近沉积物。厚度小于2.0m。堤基承载力标准值fk=110～130kPa。

（2）壤土：黄色、灰黄色，可塑—软塑状。厚度一般为0.5～4.2m。承载力标准值fk=150～170kPa。

（3）粘土：灰黄色，可塑—软塑状，厚度变化大，约0.5～8.8m。天然含水量w=29%～35.7%，孔隙比e=0.80～0.97，液性指数IL=0.68～0.92，压缩系数a1-2=0.252～0.363MPa-1，粘聚力C=8～37kPa，内摩擦角φ=3°～17°，渗透系数K=n×10-5～10-7cm/s，承载力标准值fk=160～180kPa。

（4）淤泥及淤泥质粘土：灰色，淤泥质粘土一般呈软塑—可塑状，淤泥则多呈软塑—流塑状。淤泥质粘土及淤泥厚度各地不一、变化大，介于0.5～14.2m。天然含水量w=32.6%～50.7%，孔隙比e=0.82～1.28，压缩系数a1-2=0.571～0.651MPa-1，粘聚力C=2～13kPa，内摩擦角φ=1.7°～7.8°，抗剪强度低。淤泥fk=60～80kPa；淤泥质粘土fk=100～120kPa。

（5）淤泥质粉、细砂：灰色，饱和，结构松散，厚度各地不一。淤泥质粉砂一般较厚，为5.0～12m，fk=80～100kPa，允许水力坡降J=0.10～0.12；淤泥质细砂较薄，厚度一般为0.7～2.3m，fk=100～120kPa，允许水力坡降J=0.12～0.15。

（6）中砂：灰黄色，含少量泥质及细砾，稍密状，一般厚3～4m，fk=130～150kPa，允许水力坡降J=0.14～0.18。

（7）粗砂：灰褐色，含砾约15%～20%，呈稍密—中密状，承载力标准值fk=180～200kPa，允许水力坡降J=0.18～0.20。

（8）砾砂、圆砾：砾石占30%～50%，圆砾中含卵石约20%。中密状。砾砂fk=260～280kPa，允许水力坡降J=0.20～0.25。圆砾承载力标准值fk=280～300kPa，容许水力坡降J=0.25～0.30。(www.xing528.com)

而由河流侵蚀堆积形成阶地型的圩堤堤基，与上述滨湖三角洲的地层又有不同。具典型的二元结构。如赣东大堤0+300～12+800m段，堤基地层为第四系全新统冲积层，上部岩性一般为粘土和壤土。下部为细砂、砾砂和砾卵石层等。粘土和壤土层厚分别为0.5～6.7m和0.9～4.7m。呈可塑状，局部为淤泥质粘土或砂壤土，层薄，呈零星分布。土的主要物理力学指标为：粘土，天然含水量w=26%～30.5%，孔隙比e=0.75～0.85，压缩系数a1-2=0.25～0.28MPa-1，粘聚力C=30kPa，内摩擦角φ=14°～16°，fk=160～200kPa，允许水力坡降J=0.4～0.45。壤土，天然含水量w=20%～31%，孔隙比e=0.60～0.90，压缩系数a1-2=0.22～0.35MPa-1，粘聚力C=18～30kPa，内摩擦角φ=15°～20°，fk=160～220kPa，允许水力坡降J=0.20～0.25。淤泥质粘土，天然含水量w=38%，孔隙比e=0.9～1.0，压缩系数a1-2=0.50MPa-1，粘聚力C=8kPa，内摩擦角φ=6°～8°，承载力标准值fk=80kPa，允许水力坡降J=0.20～0.25。砂壤土，天然含水量w=15%，孔隙比e=0.62，压缩系数a1-2=0.20MPa-1，粘聚力C=10kPa，内摩擦角φ=22°，承载力标准值fk=140kPa；允许水力坡降J=0.15～0.20。

砂类土中，中、细砂的内摩擦角φ=28°～26°，fk=140～120kPa，允许水力坡降J=0.20～0.10。砾砂及砾卵石层，内摩擦角φ=36°～40°，承载力标准值fk=250～300kPa，允许水力坡降J=0.25～0.35。

各有代表性圩堤的土的物理力学参数见表9-3。

综上所述，湖区内各圩堤的工程地质条件复杂，各项地质单元差异性较大。由于上述堤防均为逐年加高培厚而成，建堤时间、施工条件、填筑土料的差异，导致各堤身质量的不同。一般来讲，建堤时间长、运行多年的，堤身土较为密实，堤身质量较好。新建圩堤或碾压不够密实的老堤，质量较差，在高水位下，在圩堤内坡和坡脚处容易产生渗水，汛期集中漏水。

各圩堤的持力层大多为粘土和壤土，呈软塑—可塑状态，中等压缩性，物理力学性质较好，具有一定的承载能力和防渗性能，但其层位不够稳定，厚度变化大，局部堤段薄或缺失，圩堤直接坐在淤泥质土或粉细砂层上，基础稳定性和抗渗性差。粉细砂层在天然铺盖的粘性土层遭到破坏后，汛期极易产生管涌和泡泉，引起渗漏及渗透破坏。淤泥质土天然含水量高，孔隙比大，具软塑—流塑状态，承载力和抗剪强度低，在外力的作用下，堤身易产生沉陷和挤出现象，使堤身变形而破坏。其下部的砂、砂砾石层厚度较大，含水丰富、透水性强，具有承压性，地下水与地表河、湖水水力联系密切。堤外由于河势的演变，堤岸长期受浪蚀和迎流顶冲的淘蚀，不断引发堤（岸）的崩岸和坍塌，大大缩短渗径，在堤外河（湖）汛期高水位时，上部相对不透水层承受较大的承压水头，在相对不透水层薄弱处，（如在堤脚人为取土形成的坑、塘等）容易产生渗透破坏。

表9-3　各圩堤粘性土主要物理力学参数

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