特殊土体、岩体地基处理技术

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1、第十五篇特殊土体、岩体地基处理技术第一章软土地基处理技术第一章软土地基处理技术第一节软土地基工程特性及处理方法分类一、软弱地基的工程特性软弱土一般指土质疏松、压缩性高、抗剪强度低的软土（如软粘土）、松散砂土和未经处理的填土。持力层主要由软土组成的地基称为软弱地基。软土是含水率高和饱和度高、孔隙比大、透水性低且灵敏度高的粘性土和粉土，包括淤泥、淤泥质土、有机沉积物（泥炭土和沼泽土）和其他高压缩性的粘性土和粉土。淤泥和淤泥质土是第四纪后期形成的粘性土。有的沉积历史甚短，几乎不超过几百年、几十年，可能还处于欠固结状态；沉积历史较久的，一般属正常固结。淤泥和淤泥质土

2、广泛分布在我国沿海地区及内陆地区。沿海地区的有天津、塘沽、连云港、上海、宁波、温州、福州、厦门、汕头、广州和湛江等地；内陆地区的有昆明、贵州、武汉和淮河平原、松辽平原以及江河湖泊处。人工填土包括素填土、冲填土和杂填土。素填土成分比较单一，多是山丘高地挖方后在低洼处原土回填而成，回填时未作加密处理的，常较疏松且不均匀。冲填土（吹填土）是在整治和疏通江河时，用挖泥船或泥浆泵把江河或港湾底部的泥砂用水力冲填（吹填）形成的沉积土。冲填土的物质成分比较复杂，如以粉土、粘土为主，则属于欠固结的软弱土，而主要由中砂粒以上的粗颗粒所组成的，则不属于软弱土。工程上为了提高河边

3、建筑物的室内地台，也常选取合适的江河底部的砂料进行冲填。—#"!—第十五篇特殊土体、岩体地基处理技术—!"!—第一章软土地基处理技术杂填土一般是覆盖在城市地表的人工杂物，包括瓦片砖块等建筑垃圾、工业废料和生活垃圾等。（一）软土的特性软土与一般的粘性土不同，它的主要物理力学特性见表!"#!#!。淤泥和淤泥质土是软土的主要类型。新近沉积的淤泥是软土中性质最差的一种，其中有的孔隙比很大，十字板抗剪强度小于"$%&（“超软土”）。软土的固体部分主要由粘粒和粉粒组成，常含有机质，有的粘粒含量达到’()*+()。粘土矿物的颗粒很细，多呈薄片状，表面带负电荷，在沉积过程中

4、常形成絮状结构，颗粒表面吸附着大量的水分子，使其天然含水率常在,")*-()之间，有些甚至达到.(()以上；而孔隙比常在!*.之间，有的达到’以上。前已指出，淤泥和淤泥质土的饱和含水率实际上反映其孔隙率的大小，因而与土的压缩性和抗剪强度存在某些经验关系。软土的压缩系数!在(/"*!/"0%&#!之间，有些高达,/"0%&#!，且其压缩性!*.往往随着液限的增大而增加。软土的强度是比较低的，不排水抗剪强度一般小于.($%&。其大小与土层的排水固结条件有着密切的关系。在荷载作用下，如果土层有条件排水固结，则它的强度随着有效应力的增大而增加；反之如果土层没有条件排

5、水固结，随着荷载的增大，它的强度可能随着剪切变形的增大而衰减。因此在工程实践中必须根据地基的排水条件和加荷时间的长短来进行试验（不排水剪、固结不排水剪或固结排水剪等），以取得比较符合工程实际的抗剪强度指标。位于不同深度的土层，在大小不同的自重应力作用下固结，所以软土的强度是随着深度的增加而增大的。软土层在深度!(1以内的平均十字板剪切试验强度一般为"*.($%&，每米平均增长2*.$%&。软土的透水性较差，其渗透系数一般在"3!(#"至"3!(#+1145（"6!，.，⋯，7）之间。因此土层在自重或荷载作用下达到完全固结所需的时间很长。有些软土层中夹有薄的粉

6、砂层，因此水平向固结系数比之竖向固结系数要大得多，这种土层的固结速率比之均质软土层要快得多。有的地基处理方法（如排水固结）就是利用软土这一构造特点。软土具有显著的结构性。特别是滨海相的软土，一旦受到扰动（振动、搅拌或搓揉等），其絮状结构受到破坏，土的强度显著降低，甚至呈流动状态。软土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度表示。我国东南沿海（如上海、宁波和汕头等地）滨海相软土的灵敏度约在,*7之间。因此，在高灵敏度粘土地基上进行地基处理、开挖基坑或打桩时，应力求减弱或避免对土的扰动。软土扰动后，随着静置时间的增长，其部分强度会逐渐有所恢复。软土的流变性是比较明显的

7、，在不变的剪应力的作用下，将连续产生缓慢的剪切—-77—第十五篇特殊土体、岩体地基处理技术变形，并可能导致抗剪强度的衰减。在固结沉降完成之后，软土还可能继续产生可观的次固结沉降。许多工程的现场实测结果表明：当土中孔隙水压力完全消散后，基础还继续沉降。由于软土成因的多样性，所以它的构造比较复杂。滨海沉积的软土层，因受潮汐水流等的影响，其上部往往形成厚度在!"以内的“硬壳”层，下方则为局部夹粉、细砂的淤泥质土，或为夹薄层粉砂的层状淤泥质土，有时，局部有薄的泥炭层。三角洲沉积则为淤泥质土与薄砂层的交错层。对于湖泊沉积来说，由于沉积作用带有季节性，因此，下部软土层的

8、淤泥质土与粉砂的层状构造更为显著，有时还存在较厚的泥