软土的特征及其分布和分类

软土泛指天然含水量大、压缩性高、透水性差、抗剪强度低、灵敏度高、承载力低的呈软塑到流塑状态的饱和黏性土,是近代沉积的软弱土层。它包括淤泥、淤泥质土、有机沉积物(泥炭土和沼泽土),以及其他高压缩性饱和黏性土、粉土等。

淤泥和淤泥质土是在静水或缓慢流水环境中沉积,经生物化学作用形成的以黏粒为主的一种第四纪沉积物。这种黏性土含有机质,天然含水量大于液限。天然孔隙比大于1.5的软土称为淤泥;天然孔隙比小于1.5而大于1.0的软土称为淤泥质土;烧失量大于5%的软土称为有机质土;烧失量大于60%的软土称为泥炭。我国各地区的软土一般具有以下特征。

① 软土的颜色多为灰绿、灰黑色;手摸有滑腻感,能染指;有机质含量高时,有腥臭味。

② 软土的粒度成分主要为黏粒及粉粒,黏粒含量高达60%~70%。

③ 软土的矿物成分除了粉粒中的石英、长石、云母外,黏粒中的黏土矿物主要是伊利石,高岭石次之。

④ 软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构,这是软土孔隙比大、含水量高、透水性差、抗剪强度低、压缩性大的主要原因之一。

⑤ 软土在天然状态下具有不均匀性。由于沉积环境的变化,软土层中具有良好的层理构造,常局部夹有厚薄不等的粉土或砂土层,使其在水平和垂直方向分布上有所差异,作为建筑物地基则易产生差异沉降。

软土在我国沿海地区分布广泛,内陆平原和山区也有分布。沿海、平原地带软土多位于大河下游入海三角洲或冲积平原处,如长江三角洲、珠江三角洲地带,天津塘沽,浙江温州、宁波及闽江口平原等地带;内陆湖盆、洼地则以洞庭湖、洪泽湖、太湖、鄱阳湖,以及昆明的滇池地区、贵州六盘水地区的洪积扇等地为有代表性的软土发育地区;山间盆地及河流中下游两岸漫滩、阶地、废弃河道等处也常有软土分布;沼泽地带则分布有有机质土和泥炭。

软土按照沉积环境可分为下列几种类型。

(1)滨海沉积软土

① 滨海相软土。滨海沉积软土常与海浪暗流及潮汐的水动力作用形成的较粗颗粒(粗、中、细砂)相掺杂,使其不均匀且极为疏松,透水性增强,易于压缩固结。

② 潟湖相软土。潟湖相软土沉积物颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较广,常形成海滨平原。在潟湖边缘,表层常有厚0.3~2.0m的泥炭堆积,底部含有贝壳和生物残骸碎屑。

③ 溺谷相软土。溺谷相软土的孔隙比大、结构疏松、含水量高。溺谷相软土的分布范围略窄,在其边缘表层也常有泥炭沉积。

④ 三角洲相软土。三角洲相软土受河流及海潮的复杂交替作用,使淤泥与薄层砂交错沉积,受海流与波浪的破坏,分选程度差,结构不稳定,多交错成不规则的尖灭层或透镜体夹层,结构疏松,颗粒细小。如上海地区深厚的三角洲软土层中就夹有无数极薄的粉砂层,为水平渗流提供了良好的通道。

(2)湖泊沉积软土

湖泊沉积软土是近代淡水盆地和咸水盆地的沉积物。其物质来源与周围岩性基本一致,为有机质和矿物质的综合物,在稳定的湖水期逐渐沉积而成。沉积物中夹有粉砂颗粒,呈现明显的层理。湖泊沉积软土结构松软,呈暗灰、灰绿或暗黑色,表层的硬壳层不规律,厚为0~4m,时而有泥炭透镜体。湖相沉积软土厚度一般为10m左右,最厚者可达25m。

(3)河滩沉积软土

河滩沉积软土主要包括河漫滩相软土和牛轭湖相软土。其成层情况较为复杂,成分不均一,走向和厚度变化大,平面分布不规则。一般常呈带状或透镜状,间与砂或泥炭互层,其厚度不大,一般小于10m。

(4)沼泽沉积软土

沼泽沉积软土分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带,多以泥炭为主,且常出露于地表。沼泽沉积软土下部分布有淤泥层,或底部与泥炭互层。