软土的一般工程特性

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
, , e, c, , a12 , k , L , I P , I L , qu , St ，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）
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 St（指土的性质 q St u' ） 受结构扰动影响而改变的特性， q u 表示 ， St 3 ~ 4 ，甚至更大。
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。
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。
软土地基与深基础工程
高广运
2004年2月
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 L 、天然e 1.5 ，且含有机 质时称为淤泥。 ②当天然 L 、 1.0 e 1.5 ，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。
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。
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%）
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
总沉降 S Si Sc S s 式中 Si 瞬时沉降； Sc 固结沉降； S s 次固结沉降。
瞬时沉降 总沉降 固结沉降
次固结沉降
3)河滩沉积－河漫相、牛轭湖相。
4)沼泽沉积－泻湖相。
3 软土的区域：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。
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）
B
H
危险区
中等危险区 稳定区
1/2B
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）。
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20kPa 以下。
后果：承载力低（一般小于100 kPa ）。
地下水位 总应力 中和应力
砂土
有效应力
不透水 粘土
总应力
中和应力
砂土
有效应力
低透水 粘土 砂土 （不饱和）
砂土
毛 细 张 力力 总应力
中和应力
粘土 （半透水）
有效应力
5)低透水性－透水性弱，垂向渗透系 106 ~ 108 cm / s 量级，不利地基 数在 排水固结 。 后果：沉降延续时间长。
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。
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，a12 0.5MPa1 大部分压缩变形发生在垂直压力100 kPa 左右。 后果：建筑物沉降量大。