第一节概 述 土木工程建设中,有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱士地基,不能满足建筑 物要求,需要先经过人工处理加固,再建造基础,处理后的地基称为人工地基。 地基处理的目的是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题,采取人工的方法改善地 基土的工程性质,达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求,这些方法主要包括提高地基 土的抗剪强度,增大地基承载力,防止剪切破坏或减轻土压力:改善地基土压缩特性,减少 沉降和不均匀沉降:改善其渗透性,加速固结沉降过程:改善土的动力特性防止液化,减轻 振动:消除或减少特殊土的不良工程特性(如黄土的湿陷性, 十年 :大量的士木工程实我推 膨胀土的膨胀性等)。 了软弱土地基处理技术的迅速发 展,地基处理的 的几类 地基处理方法的分类 海6-1 物理处理 化学处理 热学处理 置换排水挤密加筋 授拌灌浆 热加固冻结 但必须指出,很多地基处理方法具有多重加固处理的功能,例如碎石桩具有置换、挤密、 排水和加筋的多重功能:而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。地基处理的主要方法、 适用范围及加固原理,参见表6-2。 地基处理的主要方法、适用范围和加圆原理 表6-2 分类 方法 加固原理 适用范围 换土热层法 采用开挖后换好土回填的方法:对于厚度较小的淤泥后 各种浅层的软弱土地基 土层,亦可采用地石挤淤法。地基浅层性能良好的垫层 与下卧层形成双层地基。垫层可有效地扩敢基底压力 提高地基承载力和减少沉降量 振冲置换法 利用振冲器在高压水的作用下边振、边冲,在地基中成 C<20kPa的粘性土,松散 ,在内回填碎石料日根索成碎石辩,碎石柱柱体与 粉土和人工填土、湿治性 排间十形成有合地其,提高正抄力。减少沉路量 黄十地其丝 递夯置换法 采用强夯时,夯坑内回填块石、碎石挤淤置换的方法 浅层软弱士层较薄的地 形成碎石嫩柱体,以提高地基承载力和减少沉降量 碎石桩法 采用沉管法或其他技术,在软士中设置砂或碎石桩柱 一般软土地基 换 体,置换后形成复合地基,可提高地基承载力,降低此 基沉隆。同时,砂、石挂体在软粘土中形成排水通道」 加速固结 石灰桩法 在软弱士中成孔后,填入生石灰或其他混合料,形成竖 人工填土、软士地基 向石灰桩柱体,通过生石灰的吸水膨张、放热以及离子 交换作用改善柱柱体周围土体的性质,形成石灰桩复台 地基。以提高地基承载力。减少沉隆量 PS轻填法 发泡聚养乙烯(EPs)重度只有土的150-1100 并具 软弱土地基上的填方工 有较高的强度和低压缩性,用于填土料,可有效减少作 用于地基的荷载,且根据需要用于地基的浅层置换 加载预压法 在预压荷载作用下,通过一定的预压时间,天然地基被 软土、粉土、杂填土、冲 压缩、周结,地基土的强度提高,压缩性降低。在达到
第一节 概 述 土木工程建设中,有时不可避免地遇到工程地质条件不良的软弱土地基,不能满足建筑 物要求,需要先经过人工处理加固,再建造基础,处理后的地基称为人工地基。 地基处理的目的是针对软土地基上建造建筑物可能产生的问题,采取人工的方法改善地 基土的工程性质,达到满足上部结构对地基稳定和变形的要求,这些方法主要包括提高地基 土的抗剪强度,增大地基承载力,防止剪切破坏或减轻土压力;改善地基土压缩特性,减少 沉降和不均匀沉降:改善其渗透性,加速固结沉降过程;改善土的动力特性防止液化,减轻 振动;消除或减少特殊土的不良工程特性(如黄土的湿陷性,膨胀土的膨胀性等)。 近几十年来,大量的土木工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展,地基处理的 方法多样化,地基处理的新技术、新理论不断涌现并日趋完善,地基处理已成为基础工程领 域中一个较有生命力的分枝。根据地基处理方法的基本原理,基本上可以分为如表 6-1 所示 的几类。 地基处理方法的分类 表 6-1 物理处理 化学处理 热学处理 置换 排水 挤密 加筋 搅拌 灌浆 热加固 冻结 但必须指出,很多地基处理方法具有多重加固处理的功能,例如碎石桩具有置换、挤密、 排水和加筋的多重功能;而石灰桩则具有挤密、吸水和置换等功能。地基处理的主要方法、 适用范围及加固原理,参见表 6-2。 地基处理的主要方法、适用范围和加固原理 表 6-2 分类 方法 加固原理 适用范围 置 换 换土垫层法 采用开挖后换好土回填的方法;对于厚度较小的淤泥质 土层,亦可采用抛石挤淤法。地基浅层性能良好的垫层, 与下卧层形成双层地基。垫层可有效地扩散基底压力, 提高地基承载力和减少沉降量。 各种浅层的软弱土地基 振冲置换法 利用振冲器在高压水的作用下边振、边冲,在地基中成 孔,在孔内回填碎石料且振密成碎石桩。碎石桩柱体与 桩间土形成复合地基,提高承载力,减少沉降量 cu20kPa 的粘性土、松散 粉土和人工填土、湿陷性 黄土地基等 强夯置换法 采用强夯时,夯坑内回填块石、碎石挤淤置换的方法, 形成碎石墩柱体,以提高地基承载力和减少沉降量。 浅层软弱土层较薄的地 基 碎石桩法 采用沉管法或其他技术,在软土中设置砂或碎石桩柱 体,置换后形成复合地基,可提高地基承载力,降低地 基沉降。同时,砂、石柱体在软粘土中形成排水通道, 加速固结 一般软土地基 石灰桩法 在软弱土中成孔后,填入生石灰或其他混合料,形成竖 向石灰桩柱体,通过生石灰的吸水膨胀、放热以及离子 交换作用改善桩柱体周围土体的性质,形成石灰桩复合 地基,以提高地基承载力,减少沉降量 人工填土、软土地基 EPS 轻填法 发泡聚苯乙烯(EPS)重度只有土的 1/501/100,并具 有较高的强度和低压缩性,用于填土料,可有效减少作 用于地基的荷载,且根据需要用于地基的浅层置换 软弱土地基上的填方工 程 排 加载预压法 在预压荷载作用下,通过一定的预压时间,天然地基被 压缩、固结,地基土的强度提高,压缩性降低。在达到 软土、粉土、杂填土、冲 填土等
分类 方法 加固原理 适用范围 设计要求后,卸去预压荷载,再建造上部结构,以保证 地基稳定和变形满足要求。当天然土层的渗透性较低 时,为了缩短渗透周结的时间,加速周结速率,可在批 基中设置经向排水通道,如砂井、排水板等。加找预 的荷载。 般有利用建筑物自身荷载、堆或真空预 超载预压法 基本原理同加载预压法,但预压荷找铝过上部结构的荷 淤泥质粘性土和粉土 载。一般在保证地基稳定的前提下,超载预压方法的刻 果更好,特别是对降低地基次围结沉降十分有效 强夯法 采用重量10-40OkN的夯锤,从高处自由落下,在强 松敢碎石土、砂士,低饱 烈的冲击力和振动力作用下,地基土密实,可以提高承 和度粉土和粘性土,湿陷 拔力。减少沉降量 性黄土、杂填土和素填士 地 振冲密实法 振冲器的强力振动,使得饱和砂层发生液化,砂粒重新 粘粒含量少于109%的硫 排列,孔隙率降低:同时,利用振冲器的水平振神力 松散砂土地基 回填碎石料使得砂层挤密,达到提高地基承载力,降低 资降的日的 挤密碎(砂》 施工方法与排水中的醉(砂)石柱相同,但是,沉管过 松散砂土、杂填土、非饱 石桩法 星中的排士和振动作用,将柱柱体之间士体挤 ,并形 和粘性土地基、黄土地基 成碎(砂)石桩柱体复合地基,达到提高地基承载力和 减小地基沉降的目的 土灰士排法 采用沉管等技术,在地基中成孔,回填士或灰土形成怒 地下水位以上的湿路性 向加固体,施工过程中排土和报动作用,挤密土体, 杂填士、素填上地 形成复合地基,提高地基承载力,减小沉降量 加筋土法 在土体中加入起抗拉作用的筋材。例如土工合成材料 浅层软弱土地基处理、挡 金属材料等,通过筋土间作用,达到减小或抵抗土压力 上墙结构 调整基底接触应力的目的。可用于支挡结构或浅层地基 锚固法 主要有土钉和土锚法,土钉加固作用依赖于土钉与其周 边坡加固。土描技术应用 筋 用土何的相互作用,土错则依静于错样另一编的描固作 中,必须有可以锚固的士 用,两者主巫功能是成少或承受水平向作用力 尽、岩尽或构筑物 竖向如固 在地基中设置小直径刚性柱、低等级混凝士柱等竖向 各类软士地基、尤其是 复合地基法 周体,例如C下G桩、二灰混凝土桩等,形成复合地基 较深厚的软土地基 提高地基承载力,诚少沉降量 深层搅拌法 利用深层授拌机械,将固化剂(一般的无机固化剂为水 的和针钻十场其。砖平右 深、石灰、粉煤灰等)在原位与敏土授挂成体 机质较高的退炭历土 可以形成桩柱体复合地基 格棚状或连续墙支挡结构 泥炭、含水量很高的淤 学 作为复合地基,可以提高地基承载力和减少变形:作 和淤泥质土,适用性宜通 支挡结构或防渗,可以用作基坑开挖时,重力式支挡结 过试验确定 构,或深基坑的止水帷幕。水泥系深层搅拌法 一般有 两大类方法,即喷浆搅拌法和喷粉搅拌法 灌浆或注浆 有渗入灌浆、劈裂潘浆、压密灌浆以及高压注浆等多种 类软弱土地基,岩石地基
分类 方法 加固原理 适用范围 水 固 结 设计要求后,卸去预压荷载,再建造上部结构,以保证 地基稳定和变形满足要求。当天然土层的渗透性较低 时,为了缩短渗透固结的时间,加速固结速率,可在地 基中设置竖向排水通道,如砂井、排水板等。加载预压 的荷载,一般有利用建筑物自身荷载、堆载或真空预压 等 超载预压法 基本原理同加载预压法,但预压荷载超过上部结构的荷 载。一般在保证地基稳定的前提下,超载预压方法的效 果更好,特别是对降低地基次固结沉降十分有效 淤泥质粘性土和粉土 振 密 挤 密 强夯法 采用重量 100400kN 的夯锤,从高处自由落下,在强 烈的冲击力和振动力作用下,地基土密实,可以提高承 载力,减少沉降量 松散碎石土、砂土,低饱 和度粉土和粘性土,湿陷 性黄土、杂填土和素填土 地基 振冲密实法 振冲器的强力振动,使得饱和砂层发生液化,砂粒重新 排列,孔隙率降低;同时,利用振冲器的水平振冲力, 回填碎石料使得砂层挤密,达到提高地基承载力,降低 沉降的目的 粘粒含量少于 10%的疏 松散砂土地基 挤密碎(砂) 石桩法 施工方法与排水中的碎(砂)石桩相同,但是,沉管过 程中的排土和振动作用,将桩柱体之间土体挤密,并形 成碎(砂)石桩柱体复合地基,达到提高地基承载力和 减小地基沉降的目的 松散砂土、杂填土、非饱 和粘性土地基、黄土地基 土、灰土桩法 采用沉管等技术,在地基中成孔,回填土或灰土形成竖 向加固体,施工过程中排土和振动作用,挤密土体,并 形成复合地基,提高地基承载力,减小沉降量 地下水位以上的湿陷性 黄土、杂填土、素填土地 基 加 筋 加筋土法 在土体中加入起抗拉作用的筋材,例如土工合成材料、 金属材料等,通过筋土间作用,达到减小或抵抗土压力; 调整基底接触应力的目的。可用于支挡结构或浅层地基 处理 浅层软弱土地基处理、挡 土墙结构 锚固法 主要有土钉和土锚法,土钉加固作用依赖于土钉与其周 围土间的相互作用;土锚则依赖于锚杆另一端的锚固作 用,两者主要功能是减少或承受水平向作用力 边坡加固,土锚技术应用 中,必须有可以锚固的土 层、岩层或构筑物 竖向加固体 复合地基法 在地基中设置小直径刚性桩、低等级混凝土桩等竖向加 固体,例如 CFG 桩、二灰混凝土桩等,形成复合地基, 提高地基承载力,减少沉降量 各类软弱土地基、尤其是 较深厚的软土地基 化 学 固 化 深层搅拌法 利用深层搅拌机械,将固化剂(一般的无机固化剂为水 泥、石灰、粉煤灰等)在原位与软弱土搅拌成桩柱体, 可以形成桩柱体复合地基、格栅状或连续墙支挡结构。 作为复合地基,可以提高地基承载力和减少变形;作为 支挡结构或防渗,可以用作基坑开挖时,重力式支挡结 构,或深基坑的止水帷幕。水泥系深层搅拌法,一般有 两大类方法,即喷浆搅拌法和喷粉搅拌法 饱和软粘土地基,对于有 机质较高的泥炭质土或 泥炭、含水量很高的淤泥 和淤泥质土,适用性宜通 过试验确定 灌 浆 或 注 浆 有渗入灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆以及高压注浆等多种 类软弱土地基,岩石地基
分类 方法 加固原理 适用范围 法 工法,浆液的种类较多, 基加固,建筑物纠偏等加 固处理 上述表中的各类地基处理方法,均有各自的特点和作用机理,在不同的士类中产生不同 的加固效果,并也存在着局限性。地基的工程地质条件是千变万化的,工程对地基的要求也 是不尽相同的,材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别,没有哪一种方法是万能的。 因此,对于母 第二节软土地基 软 是 指 海 的 海 洲 相 陆 山 区 的 相相组 相 由 有 孔 成比 的→ 细具般 天然含水量高 大 液限) 压 1 2 0 和名 度 低具 5的有 a 结 泥 质炭 质粉质 一.软土的成因及划分 软土按沉积环境分类主要有下列几种类型: (一)滨海沉积 1,滨海相:常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的颗粒(粗、中、细砂)相掺杂, 使其不均匀和极松软,增强了淤泥的透水性能,易于压缩固结。 2泻湖相:颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽阔,常形成海滨平原。在泻 湖边缘,表层常有厚 底部 元和 物 边缘表层也 大、结构松软、含水量高有时甚于污湖相分布范略窄,在其 有泥炭沉 与淡浪的环,分度流及海潮的复杂交特作 而使淤泥与薄层砂交错沉积 受海清 成不 松软,颗粒细小。如上海地区深厚的软土层中央有无数的极薄的粉砂层,为水平渗流提供了 良好条件 (二)湖泊沉积 湖泊沉积是近代淡水盆地和成水盆地的沉积.沉积物中夹有粉砂颗粒,呈现明显的层理。 淤泥结构松软,呈暗灰、灰续或暗黑色,厚度一般为10m左右,最厚者可达25m。 (三)河滩沉积 主要包括河漫滩相和牛轭湖相。成层情况较为复杂,成分不均一,走向和厚度变化大
分类 方法 加固原理 适用范围 法 工法,浆液的种类较多。 基加固,建筑物纠偏等加 固处理 上述表中的各类地基处理方法,均有各自的特点和作用机理,在不同的土类中产生不同 的加固效果,并也存在着局限性。地基的工程地质条件是千变万化的,工程对地基的要求也 是不尽相同的,材料、施工机具和施工条件等亦存在显著差别,没有哪一种方法是万能的。 因此,对于每一工程必须进行综合考虑,通过方案的比选,选择一种技术可靠、经济合理、 施工可行的方案,既可以是单一的地基处理方法,也可以是多种方法的综合处理。 第二节 软土地基 软 土 是 指 沿 海 的 滨 海 相 、 三 角 洲 相 、 内 陆 平 原 或 山 区 的 河 流 相 、 湖 泊 相 、 沼 泽 相 等 主 要 由 细 粒 土 组 成 的 土 , 具 有 孔 隙 比 大 ( 一 般 大 于 1 ) 、 天然含水量高 ( 接 近 或 大 于 液 限) 、 压 缩 性 高 ( a 1 - 2 > 0 . 5 M P a - 1 ) 和 强 度 低 的 特 点 , 多 数 还 具 有 高 灵 敏 度 的 结 构 性 。 主 要 包 括 淤 泥 、 淤 泥 质 粘 性 土 、 淤 泥 质 粉 土 、 泥 炭 、 泥 炭 质 土等。 一.软土的成因及划分 软土按沉积环境分类主要有下列几种类型: (一)滨海沉积 1.滨海相: 常与海浪岸流及潮汐的水动力作用形成较粗的颗粒(粗、中、细砂)相掺杂, 使其不均匀和极松软,增强了淤泥的透水性能,易于压缩固结。 2.泻湖相: 颗粒微细、孔隙比大、强度低、分布范围较宽阔,常形成海滨平原。在泻 湖边缘,表层常有厚约 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: 孔隙比大、结构松软、含水量高,有时甚于泻湖相。分布范围略窄,在其 边缘表层也常有泥炭沉积。 4.三角洲相: 由于河流及海潮的复杂交替作用,而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 松软,颗粒细小。如上海地区深厚的软土层中央有无数的极薄的粉砂层,为水平渗流提供了 良好条件。 (二)湖泊沉积 湖泊沉积是近代淡水盆地和咸水盆地的沉积。沉积物中夹有粉砂颗粒,呈现明显的层理。 淤泥结构松软,呈暗灰、灰绿或暗黑色,厚度一般为 10m 左右,最厚者可达 25m。 (三)河滩沉积 主要包括河漫滩相和牛轭湖相。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。 (四)沼泽沉积 分布在地下水、地表水排泄不畅的低注地带,多以泥炭为主,且常出露于地表。下部分 布有淤泥层或底部与泥炭互层 有所差精由使作代环境的异,成因的不 它们的成层情况, 粒度组成,矿物成分 软土的工程特性:含水量较高,孔隙比较大:抗剪强度低:压缩性较高:渗透性很小:结构 性明显:流变性显著 三、软土地基的承载力、沉降和稳定性的计算 在软土地基设计计算中,由于它的工程特性常需解决地基承载力、沉降和稳定性的计算 问题,故与一般地基土的计算有所区别,现分述如下。 (一)软土地基的承载力 软土地基承载力应根据地区建筑经验,并结合下列因素综合确定:①软土成层条件、应 力历史、力学特性及排水条件:②上部结构的类型、刚度、荷载性质、大小和分布,对不均 匀沉降的敏感性:③基础的类型、尺寸、埋深、刚度等:④施工方法和程序:⑤采用预压排 水处理的地基,应考虑软土周结排水后强度的增长。 限荷载公式(参见土力学教材)由-0,q=7,h确定为 p.=5.14C.+y2h (6-1) 式中:C。一软土不排水抗剪强度,可用三轴仪、十字板剪切仪测定,也可取室内无侧限抗 压强度q之半计算: '2一基底以上土的重度(kN/m),地下水位以下为浮重度: 全系数,《公桥基规》提出软土地基容许承载力口kPa)为 [o]-5.14k.C.+ (6-2) 式中:一安全系数1.5-2.5,软土灵敏度高且基础长宽比小者用高值: 。一基础形状及倾斜荷载的修正系数,属半经验性质的系数,当矩形基础上作用有倾 斜荷我时 k,=1+02Y1-04g I人blC. b-基础宽度(m): 一垂直于b边的基础长度(m),当有偏心荷载时,b与1由b与I代替, 6=b-2e,1=1-2e:、a分别为荷载在b方向、1方向的偏心矩: 2 商的本质松说 软土大多是饱和的,天然含水量0基本反映了土的孔隙比的大小,当饱和度S时
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 l0m。 (四)沼泽沉积 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。下部分 布有淤泥层或底部与泥炭互层。 软土由于沉积年代、环境的差异,成因的不同,它们的成层情况,粒度组成,矿物成分 有所差别,使工程性质有所不同。不同沉积类型的软土,有时其物理性质指标虽较相似,但 工程性质并不很接近,不应借用。软土的力学性质参数宜尽可能通过现场原位测试取得。 软土的工程特性:含水量较高,孔隙比较大;抗剪强度低;压缩性较高;渗透性很小;结构 性明显;流变性显著 三、软土地基的承载力、沉降和稳定性的计算 在软土地基设计计算中,由于它的工程特性常需解决地基承载力、沉降和稳定性的计算 问题,故与一般地基土的计算有所区别,现分述如下。 (一) 软土地基的承载力 软土地基承载力应根据地区建筑经验,并结合下列因素综合确定:①软土成层条件、 应 力历史、力学特性及排水条件;②上部结构的类型、刚度、荷载性质、大小和分布,对不均 匀沉降的敏感性;③基础的类型、尺寸、埋深、刚度等;④施工方法和程序;⑤采用预压排 水处理的地基,应考虑软土固结排水后强度的增长。 1.根据极限承载力理论公式确定 饱和软粘土上条形基础的极限承载力 pu(kPa)按普朗特尔—雷斯诺(Prandtl—Reissner)极 限荷载公式(参见土力学教材)由 =0, q = 2h 确定为 pu = 5.14Cu + 2h (6-1) 式中: Cu —软土不排水抗剪强度,可用三轴仪、十字板剪切仪测定,也可取室内无侧限抗 压强度 qu 之半计算; 2 —基底以上土的重度(kN/m3 ),地下水位以下为浮重度; h —基础埋置深度(m)。当受水流冲刷时,由一般冲刷线算起。 据此,考虑矩形基础的形状修正系数及水平荷载作用时的影响系数,并考虑必要的安 全系数,《公桥基规》提出软土地基容许承载力 (kPa)为 k C h m p u 2 5.14 = + (6-2) 式中:m—安全系数 1.5~2.5,软土灵敏度高且基础长宽比小者用高值; kp—基础形状及倾斜荷载的修正系数,属半经验性质的系数,当矩形基础上作用有倾 斜荷载时 − = + u p C Q l bl b k 0.4 1 0.2 1 b—基础宽度(m); l—垂直于 b 边的基础长度(m) ,当有偏心荷载时, b 与 l 由 b ’与 l ’代替, b b b 2e ' = − , L l l 2e ' = − eb、el 分别为荷载在 b 方向、l 方向的偏心矩; Q—为荷载的水平分力(kN)。 2.根据土的物理性质指标确定 软土大多是饱和的,天然含水量 基本反映了土的孔隙比的大小,当饱和度 Sr=l 时
=0G S, (G为土颗粒比重),e为1时,相应天然含水量w约36%:e为1.5时,相应 w约55%,所以一般情况,地基承载力是与其天然含水量密切相关的,根据统计资料w与 软士的容许承载力口0]关系如表63所示。 教土的容许承载力口] 表63 天然含水量w(%)36404550556575 LGoloPa 10 0006050 40 在基础埋置深度为Mm)的软土地基修正后的容许承载力]可按下式计算: [o]=[oo]+y,h-3) (6-3) 各符号意义同前,当h<3m时,取h=3m计。 《公桥基规》认为对小桥涵软土基础可可用式(6一3)计算。 当按式(62)或式(63)计算软士修正后的容许承载力口问]时,必须进行地基沉降验算,保 证满足基础沉降的要求。 ,考虑变形因素可按临塑荷载P公式估算,以控制沉降在一般建筑物 容许范围。条形基础临塑荷载p(kPa)计算式为 P=NrD+N.C 饱和软士攻=0,C=C,时,心,N=则 p=3.14C.+rD=3.14C.+5h (6-4) 此式用于矩形基础(空间问题)可认为较用于条形基础(平面问题)偏于安全。我国有 些地区和部门,根据该地区软土情况,采用略高于临塑荷载的临界荷载P14,即允许基础边 缘出现塑性区范围深度不超过基础底宽的1/4。P14的计算详见与土力学教材。 的承皮论于软也会有录的为结法能以整续 点。软土地基常用的原位测试方法有:根据载荷试验、旁压试验确定地基承载力,以十字板 剪切试验测定软粘土不排水抗剪强度换算地基承载力值,按标准贯入试验和静力触探结果用 经验公式计算地基承载力等。 对较重要或规模较大的工程,确定软土地基承载力宜综合以上方法,结合当地软土沉积 年代悠技圣电地药牌囊考电并注盒清足结的物对降和电定的反聚 、软土地基在张包亮牌形的主要部分为 结沉隆、 软士地基的总沉 量S为 Se、S之和。 在荷载作用下,软土地基缓慢地排水固结 发生的沉降称为(主)固结沉降,常用的计算 方法如下。 (1)采用e一p曲线计算
G S G e r = = (G 为土颗粒比重),e 为 1 时,相应天然含水量 w 约 36%;e 为 1.5 时,相应 w 约 55%,所以一般情况,地基承载力是与其天然含水量密切相关的,根据统计资料 w 与 软土的容许承载力 0 关系如表 6-3 所示。 软土的容许承载力 0 表 6-3 天然含水量 w(%) 36 40 45 50 55 65 75 0 (kPa) 100 90 80 70 60 50 40 在基础埋置深度为 h(m)的软土地基修正后的容许承载力 可按下式计算: ( 3) = 0 + 2 h − (6-3) 各符号意义同前,当 h<3m 时,取 h=3m 计。 《公桥基规》认为对小桥涵软土基础 可用式(6—3)计算。 当按式(6-2)或式(6-3)计算软土修正后的容许承载力 时,必须进行地基沉降验算,保 证满足基础沉降的要求。 3.按临塑荷载估算 软土地基承载力,考虑变形因素可按临塑荷载 pcr 公式估算,以控制沉降在一般建筑物 容许范围。条形基础临塑荷载 pcr (kPa)计算式为 pcr = Nq rD + NcC 饱和软土 u = C = Cu 0, 时,Nq=1,Nc= 则 pcr = 3.14Cu + rD = 3.14Cu + r2h (6-4) 此式用于矩形基础(空间问题)可认为较用于条形基础(平面问题)偏于安全。我国有 些地区和部门,根据该地区软土情况,采用略高于临塑荷载的临界荷载 p1/4,即允许基础边 缘出现塑性区范围深度不超过基础底宽的 1/4。p1/4 的计算详见与土力学教材。 4.用原位测试方法确定 由室内试验测定土的物理力学指标(如 cu 等)常受土被扰动影响使结果不正确;而一般土 的承载力理论公式用于软土也会有偏差,因此采用现场原位测试的方法往往能克服以上缺 点。软土地基常用的原位测试方法有:根据载荷试验、旁压试验确定地基承载力,以十字板 剪切试验测定软粘土不排水抗剪强度换算地基承载力值,按标准贯入试验和静力触探结果用 经验公式计算地基承载力等。 对较重要或规模较大的工程,确定软土地基承载力宜综合以上方法,结合当地软土沉积 年代,成层情况,下卧层性质等考虑,并注意满足结构物对沉降和稳定的要求。 (二)软土地基的沉降计算 软土地基在荷载下沉降变形的主要部分为 固结沉降 Sc,此外还包括瞬时沉降 Sd 与次固 结沉降 Ss,如图 6-1 所示。软土地基的总沉降 量 S 为 Sd、Sc、Ss 之和。 1.固结沉降 Sc 在荷载作用下,软土地基缓慢地排水固结 发生的沉降称为(主)固结沉降,常用的计算 方法如下。 (1)采用 e—p 曲线计算