软土的一般工程特性解读.ppt

软土地基与深基础工程 2004年2月 高广运 主要内容 软土工程性质 地基处理 基坑开挖 桩基础 地基与基础共同作用 软土工程性质 一、 软土一般工程特性 二、 土的本构关系 三、 地基应力与沉降 四、 地基固结与流变 五、 地基承载力 六、 土坡稳定与计算 一、 软土的一般工程特性 1 软土的定义 明确定义软土地基是困难的 通常把抗剪强度低、压缩性高 、透水性差的地基以及在动力荷 载作用下容易液化的地基称为软 土地基 1）狭义上（本课） 指天然含水量大、压缩性高 、承载力低和具有灵敏结构性的 一种软塑到流塑状态的粘性土 如淤泥、淤泥质土以及其它高压 缩性饱和粘性土、粉土等 淤泥、淤泥质土是指静水或缓慢流水环 境中沉积，经生物化学作用形成的粘性土 ①当天然 、天然 ，且含有机 质时称为淤泥 ②当天然 、 ，且含有机 质时称为淤泥质土 ③当土的灼烧量大于5%时，称为有机质土 ④当土的灼烧量大于60%时，称为泥炭 2）广义上 指区域性或特殊性土，包括： ①软（粘）土----淤泥、淤泥质土、有机质或 泥炭等 ②湿陷性黄土----非自重湿陷性黄土、自重湿 陷性黄土。

③填土---- 杂填土、冲填土 ④多年冻土 ⑤膨胀（岩）土 ⑥风化岩与残积土 ⑦盐渍土 ⑧污染土 ⑨红粘土 2 成因类型 1)滨海沉积－滨海相、泻湖相、三角洲相等 2)湖泊沉积－湖相、三角洲相 3)河滩沉积－河漫相、牛轭湖相 4)沼泽沉积－泻湖相 3 软土的分布和层理 1)软土的分布 ①分布区域：在我国大多分布在沿海地区（ 东海、黄海、渤海、南海等，如上海、天津 、宁波、温州等）、内陆平原（长江中下游 、淮河平原、松辽平原等，洞庭湖、洪泽湖 、太湖、鄱阳湖四周等）和山区（昆明的滇 池地区、贵州六盘水地区等）也有分布 ②厚度变化大：几米～几十米 2)软土的层理构造－二元结构 指厚度变化较大的地区，地表一 般有一个1～3m的硬壳层，其下为5 ～30m的饱和软土（上海市一般为20 ～45m ） 4 软土的工程性质 1)触变性－原状土受振动以后，破坏了结 构连接，降低了土的强度或很快地使土 变成稀释状态用灵敏度 （指土的性质 受结构扰动影响而改变的特性， ） 表示 ， ，甚至更大 后果：软土地基侧向滑动、沉降及基底 在两侧挤出等 例如：绍兴引水工程 2)流变性－软土在剪应力作用下发生缓慢 而长期的剪切变形（不同于排水固结） 。

后果：对地基沉降有较大影响，对斜坡 、堤岸、码头等地基稳定不利 例如：上海展览馆 3)高压缩性－属高压缩性土， 大部分压缩变形发生在垂直压力100 左右 后果：建筑物沉降量大 4)低强度－因具有上述特性，地基强度很 低，其不排水抗剪强度均在20 以下 后果：承载力低（一般小于100 ） 5)低透水性－透水性弱，垂向渗透系 数在 量级，不利地基 排水固结 后果：沉降延续时间长 6)不均匀性－因沉积环境变化，常夹有厚 薄不等的粘土层，使地层在垂直和水平 分布上不均匀 后果：易产生差异沉降 5 软土的物理力学指标 ，有 机质含量 详见有关手册、规范、教科书 6 勘察试验要求（有关手册、规范） 1)勘察要点 2)室内试验 3)原位测试 4)根据不同工程要求，确定试验方法和参数 7 软土地基评价 1)稳定性评价 遇下列情况时应评价地基的稳定性 ①当“建物”离河岸、池塘、海岸等边坡较近 时，应评价软土侧向挤出或滑移的可能性 ②当地基受力范围内有顶面倾斜的基岩或硬 土层，应评价软土沿该面产生滑移的可能性 ③当场地位于强震区，应分析场地和地基的 地震效应 饱和砂土、粉土液化判别、 场地稳定性和震陷的可能性评定 。

④水文地质条件变化较大时，分析其对地基 和稳定性的影响 ⑤浅层含沼气的地基，分析沼气逸出时对地 基稳定性和变形的影响 2)地基承载力 软土地区浅基础的地基承载力受变形控 制，因此要综合考虑地基土、基础和上部结 构的相互作用，理论与地区经验相结合 ①软土地区（上海、天津、福建、浙江等） 规范推荐的计算公式 ②双层土地基的承载力公式 ③原位测试确定－静载、静探、旁压、十字 板等 3)地基沉降 4)软土地基强度和变形评价注意事项 （1）不宜用单一方法计算确定，应采取原位 测试、理论计算及地区经验相结合的综合方 法确定 （2）评价时应考虑下列因素： ①软土的物理力学性质及取样技术、试验方 法等； ②软土的形成条件，成层特点、均匀性、应 力历史、地下水及其变化 ③上部结构类型、刚度，对不均匀的敏感性 ，荷载性质、大小及分布特征； ④基础的类型、尺寸、埋深和刚度等； ⑤施工方法、工序及加荷速率对软土性质的 影响 8 几个特殊岩土工程问题 1)桩的负摩阻力 产生于下列情况： ①桩穿过欠固结的软粘土或新填土，支承于 较硬土层或岩层上； ②桩周围地面上有较大面积堆载或新填土； ③地下水位下降，使土中有效应力增大，引 起桩周围土的压缩下沉； ④排土桩施工时，使桩周土体发生隆起及孔 隙水压力升高，施工结束后，桩周土发生重 固结下沉。

*具体计算参考文献[6-10] 2)软土土体稳定性分析 ①在软土地基上填筑土堤或房屋建筑－最危 险的阶段是施工刚结束； ②在软土地基上挖方工程－最危险的不是施 工刚结束，而是开挖后相当长时间由于卸 荷产生的负超孔压逐渐消散，土的抗剪强度 逐渐降低； ③天然软土边坡－（蠕变） 土坡稳定受 软土长期强度控制（上海经验：固快为 60%~80%） 3)基坑开挖的变形问题 ①基坑隆起：理论公式、经验公式 ②支挡结构的变形 ③坑外地表沉降 （a）小变形（≤50mm） －属于正常变形，一 般“建物”可能有裂缝，但对主体结构无影响； （b）中等变形（50~100mm） －一般“建物” 有裂缝，地下管线要维修； （c）大变形（100mm）（见图） 基坑外地表沉降示意图 4)软土中土坡稳定问题 简化的Bishop法（电算） 5)软土的地震特性 ①深厚软土场地在远震作用下的地面运动比 坚硬地基要强烈好几倍，震害大 ②上海地区上部的土层主要起放大作用，而 夹在两个砂层间的深层粘性土有“隔震”作用 ③深厚软土有低通滤波作用（高频滤，低频 通过）。