特殊土的工程地质性质软土
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特殊土及其工程性质
岩石与岩体
3)工程性质：
触变性
流变性
高压缩性
低强度
低透水性
不均匀性
岩石与岩体
4.膨胀土 1)成因分类：残-坡积、冲积、洪积、湖 积。可分为一、二、三类 2)工程地质特性：对环境变化敏感，发 生膨胀和收缩；呈红、黄、褐、灰白等 色，具斑状结构、常含Fe、Mn、Ca质 等结核，具网纹开裂，表面常出现纵横 交错的裂隙和龟裂。
冻 土 融 化
岩石与岩体
6.盐渍土←含较多易溶盐 1)成因条件：干旱和半干旱气候条件。 2)分类：
按分布区分为：滨海盐渍土、内陆盐渍土、
冲积平原盐渍等；
按含盐成分分为：氯盐类盐渍土、硫酸盐类
盐渍土和碳酸盐类盐渍土。
岩石与岩体
3)工程性质： 吸湿 松胀
腐蚀
岩石与岩体
岩石与岩体
结构特征：与成因有关 ←孔隙率高、大孔隙
岩石与岩体
4)基本工程性质： 压缩性：与天然含水量、形成年代有关 ←新近沉积的一般为高压缩性
抗剪强度：与含水量有关
湿陷性：浸水过程中，黄土的抗剪强度大降 低 →处于地下水位变动带的黄土抗剪强度最 低。 →易水土流失
岩石与岩体
陕西志丹县
岩石与岩体
岩石与岩体
4)工程性质：
物理力学性质：天然含水量 、孔隙比、饱 和度、塑性界限高，各指标变化大。
裂隙性与胀缩性：干缩、湿胀→大量裂隙、 切割深 地下水特征：透水性弱，为裂隙潜水或上 层滞水
岩石与岩体
红 粘 土 的 干 缩
岩石与岩体
3.软土 1)定义：天然含水量大、压缩性高、承 载力低的一种软塑到 溺谷相、三角洲相)、湖泊沉积、河滩沉 积、沼泽沉积 ←为静水或缓慢流水环境 沉积形成。
特殊土的工程性质
地周围地表下沉开裂，并容易造成“跑水”穿洞，影响建筑物 的安全，所以空旷的新建地区较为适用。
特殊土的工程性质
三、黄土的处理方法
黄土
5.硅化加固法 打入带孔的金属灌注管，在一定的压力下，将硅酸钠
（俗称水玻璃）溶液注入土中；或将硅酸钠及氯化钙两种溶液先后分别注 入土中。前者称为单液硅化；后者称为双液硅化。 单液硅化适用于加固渗透系数为 0.1－2.0米/日的湿陷性黄土。 加 固湿陷性黄土时，溶液由浓度为10－15％的硅酸钠溶液掺入2.5％氯化钠 组成。溶液入土后,钠离子与土中水溶性盐类中的钙离子（主要为硫酸钙） 产生离子交换的化学反应,在土粒间及其表面形成硅酸凝胶,可以使黄土的 无侧限极限抗压强度达到0.6－0.8兆帕。 此法需耗用硅酸钠或氯化钙等工业原料，成本较高。其优点是能很快 地抑制地基的变形，土的强度也有很大提高，对现有建筑物地基的加固特 别适用。但是，对已渗有石油产品、树胶和油类及地下水pH值大于9的地基 土，不宜采用硅化法加固。
1)湿陷系数
判别黄土是否具有湿陷性，可根据室内无侧限压缩试验， 在一定压力下测定的湿陷系数来判定。 ---大于0.015的为湿 陷性黄土。 h h
s
2
2
h1
h2－保持天然湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度。 h′2－上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度(cm)。 h1－土样的原始高度(cm)。
黄土处置
--机械碾压：振动压路机
特殊土的工程性质
三、黄土的处理方法
黄土
3.土桩挤密法 按预定平面位置，采用沉管、冲击或爆破等方法成孔，然 后在孔中填以素土（粘性土）或灰土，分层捣实，形成土桩。土桩与挤密 后的桩间土组成复合地基，共同承受基础所传递的荷载。 此法常用于处理湿陷性黄土地基、 杂填土地基和填土地基，处理深度 一般为5－10米，自50年代开始，最大处理深度可达15米以上。处理后的 地基承载力一般提高5－100％。 土桩（包括灰土桩）挤密地基的桩径、桩距和孔深通过试验求得。桩 孔直径一般为30－50厘米，桩距（桩孔的中心距离S）约为桩孔直径的2－ 3倍。 自50年代开始，中国应用土桩挤密法对西北地区某些建筑物的湿陷性 黄土地基进行处理，获得了良好的技术经济效果。自70年代起，这种方法 已用于民用建筑物的地基处理。
软土具有的性质
软土具有的性质
软土具有的性质：天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。
软弱土指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土。
由软弱土组成的地基称为软弱土地基。
淤泥、淤泥质土在工程上统称为软土，其具有特殊的物理力学性质，从而导致了其特有的工程性质。
软弱土的特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小。
在外荷载作用下的地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，且变形稳定历时较长。
因为软土的成份主要是由粘土粒组和粉土粒组组成，并含少量的有机质。
粘粒的矿物成份为蒙脱石、高岭石和伊利石。
这些矿物晶粒很细，呈薄片状，表面带负电荷，它与周围介质的水和阳离子相互作用，形成偶极水分子，并吸附于表面形成水膜。
在不同的地质环境下沉积形成各种絮状结构。
因此，这类土的含水量和孔隙比都比较高。
根据统计，一般含水量为35～80%，孔隙比为1～2。
软土的高含水量和大孔隙比不但反映土中的矿物成份与介质相互作用的性质，同时也反映软土的抗剪强度和压缩性的大小。
含水量愈大，土的抗剪强度愈小，压缩性愈大。
反之，强度愈大，压缩性愈小。
《建筑地基基础设计规范》利用这一特性按含水量确定软土地基的承载力基本值。
许多学者把软土的天然含水量与土的压缩指数建立相关关系，推算土的压缩指数。
由此可见：从软土的天然含水量可以略知其强度和压缩性的大小，欲要改善地基软土的强度和变形特性，那么首先应考虑采用何种地基处理的方法，降低软土的含水量。
工程岩土与测试：软土
第六章 特殊土
特
殊
土
-
-
软
土
《工程岩土与测试》
特殊土--软土
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程地质性质 也较特殊的土。这些特殊土一般都是在一定的条件下形成，或是 由于所处自然环境逐渐变化形成，特殊土的性质都表现出一定的 区域性，有其特殊的规律，在工程上应充分考虑其特殊性，采取 相应的治理措施
（来源：新华网）
特殊土--软土
软土的变形破坏和地基加固
1）软土的变形破坏 原因：承载力低，地基变形大或者发生挤出。 破坏的主要形式：不均匀沉降使建筑物产生裂缝。
2）软土地基的加固措施－降低含水量，加快土体固结 （1）堆载预压法 （2）砂井排水
砂井起排水通道作用，加快软土排水固结过程，使地基土强度 提高。
特殊土--软土 6.软土的工程地质问题和防治措施
软土地基的变形破坏主要是承载力低，地 基变形大或发生挤出，造成建筑物的破坏。且 易产生不均匀沉降。
特殊土--软土
淤泥土中桩基破坏
特殊土--软土
淤泥土中建筑物不均匀沉降
特殊土--软土
珠海某海堤下淤泥层造成滑坡破坏
特殊土--软土
萧甬铁路由于软基的塌方
（5）强夯法 （6）旋喷注浆法
利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预 定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把 浆液从喷嘴中喷射出去冲击破土体，使浆液与从土体上崩落下 来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定形状 的固结体，形成复合地基，提高地基土强度，加固软土地基。 （7）换填土
淤泥质土
特殊土--软土
2.软土的分布
软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及 平原低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖 沼泽地区也常遇到软土。
特
殊
土
-
-
软
土
《工程岩土与测试》
特殊土--软土
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程地质性质 也较特殊的土。这些特殊土一般都是在一定的条件下形成，或是 由于所处自然环境逐渐变化形成，特殊土的性质都表现出一定的 区域性，有其特殊的规律，在工程上应充分考虑其特殊性，采取 相应的治理措施
（来源：新华网）
特殊土--软土
软土的变形破坏和地基加固
1）软土的变形破坏 原因：承载力低，地基变形大或者发生挤出。 破坏的主要形式：不均匀沉降使建筑物产生裂缝。
2）软土地基的加固措施－降低含水量，加快土体固结 （1）堆载预压法 （2）砂井排水
砂井起排水通道作用，加快软土排水固结过程，使地基土强度 提高。
特殊土--软土 6.软土的工程地质问题和防治措施
软土地基的变形破坏主要是承载力低，地 基变形大或发生挤出，造成建筑物的破坏。且 易产生不均匀沉降。
特殊土--软土
淤泥土中桩基破坏
特殊土--软土
淤泥土中建筑物不均匀沉降
特殊土--软土
珠海某海堤下淤泥层造成滑坡破坏
特殊土--软土
萧甬铁路由于软基的塌方
（5）强夯法 （6）旋喷注浆法
利用钻机把安装在注浆管底部侧面的特殊喷嘴，置入土层预 定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20MPa左右的压力，把 浆液从喷嘴中喷射出去冲击破土体，使浆液与从土体上崩落下 来的土搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成一定形状 的固结体，形成复合地基，提高地基土强度，加固软土地基。 （7）换填土
淤泥质土
特殊土--软土
2.软土的分布
软土在我国分布很广，主要是在沿海地带及 平原低地、沼泽地区，在高原山区的古代或内湖 沼泽地区也常遇到软土。
特殊土
软土的物理力学特性[1]1、高含水量和高孔隙性软土的天然含水量一般为50%～70%，最大甚至超过200%。
液限一般为40%～60%，天然含水量随液限的增大成正比增加。
天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。
其饱和度一般大于95%，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系。
软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。
2、渗透性弱软土的渗透系数一般在i×10-4～i×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。
由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。
3、压缩性高软土均属高压缩性土，其压缩系数a0.1～0.2一般为0.7～1.5MPa-1,最大达4.5MPa －1(例如渤海海淤)，它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。
由于土质本身的因素而言，该类土的建筑荷载作用下的变形有如下特征：(1)变形大而不均匀(2)变形稳定历时长4、抗剪强度低软土的抗剪强度小且与加荷速度及排水固结条件密切相关，不排水三轴快剪所得抗剪强度值很小，且与其侧压力大小无关。
排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大。
触变性和蠕变形。
湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
(这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性)。
注意事项在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。
特殊土及其工程地质特性
黏粒含量高，且为亲水性很强的蒙脱石等黏
土矿物，土中可溶盐及有机质含量较低，常
含铁锰或钙质结核，结构致密；
3)
表面有大量网状裂隙，裂面有腊状光泽的挤
压面。
工程特性：
1. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态； 2. 孔隙比小，密度大；
3. 高塑性，含黏粒及粉粒为主；
4. 具膨胀力,自由膨胀量>40%； 5. 天然状态下压缩性低，承载力高，但由于干 缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时, 强度骤然降低。
第五节 特殊土的工程地质特性
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、 工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成
的，其分布有明显的区域性特征。
特殊性土的种类有：
沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土
西南亚热带湿热气候条件下的红黏土
西北、华北干旱气候区的黄土
西北、华北干旱气候区的盐渍土
工程特性：
1.含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。
2.透水性低，水平向渗透系数较大。 3.压缩性大，强度低，欠压密状态。 4.显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。 蠕变(creep)：在一定荷载下，土的剪切变形随时 间增长的特性。 触变(thixotropy)：土受扰动后强度降低，但随时 间增长强度能部分恢复的性能。
高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土
淤泥类黏土( mucky soil)：
是在静水或水流缓慢的 环境中沉积，并有微生物的 参与，含有较多有机质的疏 松软弱黏性土。
分布: 沿海地区滨海相、泻湖 相、三角洲相； 内陆平原或山区的湖相 和冲积洪积沼泽相。
分类： 孔隙比e >1.5时,称淤泥; 1.5>e>1.0 时,称淤泥质土; 5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
土矿物，土中可溶盐及有机质含量较低，常
含铁锰或钙质结核，结构致密；
3)
表面有大量网状裂隙，裂面有腊状光泽的挤
压面。
工程特性：
1. 低含水量，呈坚硬－硬塑状态； 2. 孔隙比小，密度大；
3. 高塑性，含黏粒及粉粒为主；
4. 具膨胀力,自由膨胀量>40%； 5. 天然状态下压缩性低，承载力高，但由于干 缩裂隙发育,稳定性差。浸水后或被扰动时, 强度骤然降低。
第五节 特殊土的工程地质特性
特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构、 工程性质也较特殊的土。是在一定的条件下形成
的，其分布有明显的区域性特征。
特殊性土的种类有：
沿海及内陆静水沉积的淤泥类软土 南方和中南地区的膨胀土
西南亚热带湿热气候条件下的红黏土
西北、华北干旱气候区的黄土
西北、华北干旱气候区的盐渍土
工程特性：
1.含水量高，天然含水量>液限，软塑－流塑状态。
2.透水性低，水平向渗透系数较大。 3.压缩性大，强度低，欠压密状态。 4.显著的蠕变和触变性(高灵敏度)。 蠕变(creep)：在一定荷载下，土的剪切变形随时 间增长的特性。 触变(thixotropy)：土受扰动后强度降低，但随时 间增长强度能部分恢复的性能。
高纬度、高海拔寒冷气候区的冻土 各地人类工程活动的人工填土
淤泥类黏土( mucky soil)：
是在静水或水流缓慢的 环境中沉积，并有微生物的 参与，含有较多有机质的疏 松软弱黏性土。
分布: 沿海地区滨海相、泻湖 相、三角洲相； 内陆平原或山区的湖相 和冲积洪积沼泽相。
分类： 孔隙比e >1.5时,称淤泥; 1.5>e>1.0 时,称淤泥质土; 5%<有机质含量<10%时,称有机质土; 10%<有机质含量<60%时,称泥炭质土; 有机质含量>60%时,称泥炭。
特殊土的种类特点及地基处理
软土是指沿海的滨海相、三角洲相、溺谷相内陆的河流相、湖泊相、
沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大e大于等于1、天然含水量高W
大于等于WL、压缩性高、强度低和具有灵敏性、结构性的土层为不良地
基其包括淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土等。
软土的特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低并具有
持续三年或三年以上的土。 多年冻土的特点当自然条件改变时将产生冻胀、融陷、热融滑塌等
特殊不良地质现象。
地基处理措施多年冻土的地基处理是世界性难题主要思路一方面是
防止地基自然条件改变以保证地基承载力另一方面是是结构适应地基的
改变。
六、盐渍土
盐渍土是指易溶盐含量大于5%具有吸湿、松胀等特性的土。
地基处理措施可以采用晾晒法、换填发、深层搅拌法、土工合成材料
加固法、预压排水固结法、强夯置换法等地基处理方法进行处理。
三、湿陷性黄土
在上覆土层自重应力作用下或者在自重应力和附加应力共同作用下
因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土可以分为自重
湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。 湿陷性黄土的特点具有大孔隙结构天然黄土在未受水浸湿时一般
特殊土的种类、特点及相应地基处理措施 特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构的
土在工程中需要特别加以注意。从目前工程实践来看大体可以分为软土、红
黏土、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土等。下面将对这些土的定义、特
点及相应地基处理措施进行一一说明。
一、软土
膨胀土的特点通常强度较高ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ压缩性较低但遇水就呈现出较大的
吸水膨胀和失水收缩的能力强度降低裂隙发育易风化且压实困难。
沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大e大于等于1、天然含水量高W
大于等于WL、压缩性高、强度低和具有灵敏性、结构性的土层为不良地
基其包括淤泥、淤泥质黏性土、淤泥质粉土等。
软土的特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低并具有
持续三年或三年以上的土。 多年冻土的特点当自然条件改变时将产生冻胀、融陷、热融滑塌等
特殊不良地质现象。
地基处理措施多年冻土的地基处理是世界性难题主要思路一方面是
防止地基自然条件改变以保证地基承载力另一方面是是结构适应地基的
改变。
六、盐渍土
盐渍土是指易溶盐含量大于5%具有吸湿、松胀等特性的土。
地基处理措施可以采用晾晒法、换填发、深层搅拌法、土工合成材料
加固法、预压排水固结法、强夯置换法等地基处理方法进行处理。
三、湿陷性黄土
在上覆土层自重应力作用下或者在自重应力和附加应力共同作用下
因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土可以分为自重
湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。 湿陷性黄土的特点具有大孔隙结构天然黄土在未受水浸湿时一般
特殊土的种类、特点及相应地基处理措施 特殊土是指具有一定分布区域或工程意义上具有特殊成分、状态和结构的
土在工程中需要特别加以注意。从目前工程实践来看大体可以分为软土、红
黏土、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土、盐渍土等。下面将对这些土的定义、特
点及相应地基处理措施进行一一说明。
一、软土
膨胀土的特点通常强度较高ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ压缩性较低但遇水就呈现出较大的
吸水膨胀和失水收缩的能力强度降低裂隙发育易风化且压实困难。
第三节 特殊土及其工程地质性质
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
五、红土
碳酸盐岩经红土化作用形成的棕红、 碳酸盐岩经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高 塑性粘土。 塑性粘土。
1、红土的形成与分布
形 成 阶 段 土 红粘土 地 。 。 、 、 、 其分布 分布 化 红土化 粘土化
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
我国黄土堆积时代包括整个第四纪。 km2。我国黄土堆积时代包括整个第四纪。
原生黄土：不具层理的风成黄土 原生黄土：
成因
次生黄土：具有层理， 次生黄土：具有层理，并含有砂砾和细砾
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
3、黄土的工程性质
黄土在一定浸湿，土结构迅速破坏而产 黄土压力与湿陷系数关系曲线 生显著附加下沉的，称为湿陷性黄土 生显著附加下沉的，称为湿陷性黄土 。该性质极易引起工程建筑 物的破坏。 物的破坏。 地
点 湿陷系数δs 地 点 湿陷系数δs
①当湿陷系数δs值小于0.015时，应定为非湿陷性黄土；当湿陷系 当湿陷系数δ 值小于0.015时 应定为非湿陷性黄土； 0.077 0.015 0.030 陕西宝鸡南 甘肃陇西 数δs值等于或大于0.015时，应定为湿陷性黄土。（不同地区湿陷性系 值等于或大于0.015时 0.070 0.015 应定为湿陷性黄土。 0.069 宝鸡县功镇 甘肃榆中
1 次课
工程地质·第四章·第三节特殊土及其工程地质性质
一、软土 淤泥 软土及其特征 1、
一般指天然含水量大 压缩性高、承载力低的一种软 天然含水量大、 一般指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软 塑到流塑状态的粘性土。 塑到流塑状态的粘性土。 如淤泥、淤泥质土及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。 如淤泥、淤泥质土及其它高压缩性饱和粘性土、粉土等。 天然孔隙比大： e>1 天然孔隙比大： 天然含水量高： 天然含水量高：w≥wl 抗剪强度低 压缩系数高 渗透系数小 灵敏度高 具有明显的流变性
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四、软土地基的工程评价
2、软土地基变形的评价 用考虑应力历史的地基沉降计算方法来确定地变
形，对于正常固结土
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地基承载 力特征值
与 k 有关
的承载力 系数，查 表
基底 上土 的加 权重 度
基底下1倍 短边宽深 度内土的 粘聚力标 准值
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 按临塑荷载的理论公式确定
pcd
由不排水 剪切试验 确定的粘 聚力
变形计算时，受压层的计算深度可用应力比法确定， 即取为附加应力与土的自重应力的比值为0.1的深度
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(6) 砂垫层、排水沟、排水盲沟。
砂垫层的厚度不应小于500mm，砂垫层的干密度应大于 1.5g/cm3，其渗透系数宜大于0.01cm/s。
南方某些软土的工程力学特性及分类—263 页 特殊岩土工程土质学，看明白
Cail
t og
t1
四、软土地基的工程评价
3、软土地基稳定性的评价
当建筑物建在池塘、河岸等边坡较近时，应评价 地基稳定性，可用条分法进行评价。
当地基的下卧层为基岩或硬土层且表面倾斜时， 应分析地基的稳定性。
当软弱土层之下分布承压水时，应分析承压水头
对软土地基稳定性影响
h0
w h 0 k
承压水层上覆土层 厚度
n de dw
砂井直径
井深：根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定，
一般应尽可能的深。
砂料：应选中粗砂，粘粒含量不应大于3%。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法
设计要点：(2) 预压荷载
范围：大于或等于建筑物基础外缘所包围的范围。
大小：对沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压处理， 超载量大小根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确 定，并应使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于 附加应力。
q ip T i T i 1e teT i eT i 1
时间单位d， qi 第i级荷载的加载速率；Ti 、Ti－1分别为第i
级荷载加载的起始和终止时间，当计算第i级加载过程中
某时间的固结度时，改为t； 、 为参数。
五、软土地基的处理技术
条件 参数
竖向排水 向内径向
固结
排水固结
U z >30%
0
1zz11
2z2
z2
五、软土地基的处理技术
1、排水固结法 概念：建筑物建造前，利用地基排水固结的特性， 对建筑物地基进行加荷预压，使土体提前完成固 结沉降，增加地基强度的一种软土处理措施。
适用：处理淤泥质土、淤泥和冲填土，方法包括：
堆载预压法 真空预压法 降水预压法 电渗排水法 联合加压法
五、软土地基的处理技术
加荷速率：根据地基土的强度来确定。
预压时间：当排水竖井底面以下受压土层经预压完成的变 形和平均固结度符合设计要求时。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(3) 地基固结度
建筑地基处理技术规范JGJ79-2002，在一级或多级等速加 载条件下，当固结时间为t时，
n
U t
i 1
二、工程地质性质的基本特点
5、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关 不排水：三轴快剪,0º左右；直剪，2º～5º，c＝0.02Mpa； 在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高而增大，固结 快剪的10º～15º，c＝0.02Mpa。 6、较显著的触变性和蠕变性
二、工程地质性质的基本特点
工程特性： 263页
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(5) 地基的竖向变形量
对正常固结或弱固结黏性土，预压荷载下地基的最终竖向
变形量sf可按下式计算：
经验系数， 1.1~1.4
荷载较大、
sf
n i1
e0i e1i 1e0i
hi
自重应力与附 加应力之和所 对应的孔隙比
较软弱时取 较大值
为第i层土层厚度
自重应力多对应的孔隙比
二、工程地质性质的基本特点
1、高孔隙比 孔隙比常见值为1.0～2.0；
2、饱水、天然含水率大于液限 液限一般为40％～60％; 饱和度一般>90％; 天然含水率多为50～70％。
未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动 状态。 3、透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。 4、高压缩性：a1~2一般为0.7～1.5Mpa－1，且随天然含水率 的增大而增大。
基础埋深
基底以上 土的加权 平均重度
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 按极限荷载的理论公式确定
方形基础
pu5.7c1d
条形基础
pu 5.14cd
基础埋深
由不排水 剪切试验 确定的粘 聚力
基底以上 土的加权 平均重度
得到极限荷载 后/安全系数3
四、软土地基的工程评价
软土路基
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用原位测试方法来确定地基承载力－静载荷试验、
十字板剪切试验、标准贯入试验、旁压试验和扁 铲侧涨试验 优点：减少土的结构扰动、保持原始应力状态
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 建筑地基基础设计规范：由土的抗剪强度指标确定
竖井深度，cm；qw为竖井纵向通水量，为单位水力梯度 下单位时间的排水量，cm3/s。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法
设计要点：(4) 地基土抗剪强度
对正常固结饱和黏性土，某一时间的抗剪强度，可按下式 计算，
该点的固结度
ftf0 z U ttacn u
地基土的天然抗剪强度
预压荷载引起的该点的 竖向附加应力
概述
特殊土的概念
特殊性土—— 具有一定分布区域或工程意义 上具有特殊成分、状态和结构特征的土称
根据工程特性
黄土－西北、华北等干旱、半干旱气候区 红粘土－西南亚热带湿热气候区 软土（包括淤泥和淤泥质土） 冻土－ 膨胀土－南方和中南地区 盐渍土 混合土 填土 污染土
一、软土－淤泥土
软土－指在水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用， 富含有机质，天然含水量大，孔隙比、压缩性高，承载 力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。
p /kPa
五、软土地基的处理技术
120 100
80 60 40 20
Fnn2n 21lnn3n42n 21
五、软土地基的处理技术
在瞬时加载条件下，考虑井阻和涂抹影响时，竖井地基径
向排水平均固结度U r 可按下式计算 FFnFsFr
Ur 1eF8cdhe2t
Fn Fr
lnn3n15
2L2
4 kh
4 qw
qw
Fs
kh ks
kwdw2 4
1lns
砂料渗透系数
kh为天然土层水平渗透系数，cm/s；ks为涂抹区土的水平 向渗透系数，可取(1/5~1/3)kh，cm/s；s为涂抹区直径与 竖井直径比值，取2~3，中灵敏取低值，高取高值；L为
淤泥
L,e1.5
淤泥质土 L,1.0e1.5
一、软土－淤泥土
软土组成及结构特征
1）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）粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60％~70％ 3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的粘 土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定量 的有机质，可高达8％ ~ 9％ 4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙比 大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低主要原因之一 5）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互 交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复杂的土体。
一、软土－淤泥土
分类
（1）按软土的形成环境分
1）沿海软土
泻湖相沉积、溺谷相沉积、滨海相沉积、三角洲相沉积
2）内陆软土
湖相沉积、河漫滩相沉积、牛轭湖相沉积、山区谷地沉积
（2）按有机质含量分类
有机质含量<5% 无机质
5~10% 有机质土
10~60% 泥炭质土
>60% 泥炭
（3）按天然含水量和孔隙比分
五、软土地基的处理技术
工程实例：－堆载预压法
某建筑地基的地层为淤泥质粘土，固结系数为 Ch=Cv=1.8×10-3cm2/s，粘聚力c=18kPa，内摩擦角 =5，受压土层厚20m，袋装砂井直径dw=700mm， 袋装砂井按等边三角形布置，间距l＝1.4m，深度 H=20m，砂井底部为不透水层，砂井打穿受压土 层。预压荷载总压力P=100kPa，分两级等速加载， 如图所示，计算地基堆载120天后，地层的平均固 结度(不考虑竖井井阻和涂抹的影响)，并判断在建 筑 荷 载 ( 假 设 为 条 形 基 础 ， 基 础 埋 深 为 0m) 为 150kPa时，地基中各点是否破坏？
概述
微结构：
1、微结构特征分类及其与岩土性质的联系？ 2、定向排列结构的特点？ 3、紊流结构特点？ 4、粒状堆叠结构和粒状架空结构特点？ 5、胶粘式结构特点？
概述
特殊土的概念
我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁 多，工程性质各异。
有些土类，由于地理环境、气候条件、地 质成因、物质成分及次生变化等原因而各具有 与一般土类显著不同的特殊工程性质，当其作 为建筑场地、地基及建筑环境时，如果不注意 这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成 工程事故。
sc i Hi
i 1
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ei 1e0i
1 1 e0iC cli op1 g ip 1i pi
四、软土地基的工程评价
2、软土地基变形的评价 用考虑应力历史的地基沉降计算方法来确定地变
形，对于正常固结土
ssdscss
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1 kd
0.75p0
b E
sc 0Hmv1dz
ss
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Hi
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faM bb M dm d M cck
地基承载 力特征值
与 k 有关
的承载力 系数，查 表
基底 上土 的加 权重 度
基底下1倍 短边宽深 度内土的 粘聚力标 准值
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 按临塑荷载的理论公式确定
pcd
由不排水 剪切试验 确定的粘 聚力
变形计算时，受压层的计算深度可用应力比法确定， 即取为附加应力与土的自重应力的比值为0.1的深度
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(6) 砂垫层、排水沟、排水盲沟。
砂垫层的厚度不应小于500mm，砂垫层的干密度应大于 1.5g/cm3，其渗透系数宜大于0.01cm/s。
南方某些软土的工程力学特性及分类—263 页 特殊岩土工程土质学，看明白
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四、软土地基的工程评价
3、软土地基稳定性的评价
当建筑物建在池塘、河岸等边坡较近时，应评价 地基稳定性，可用条分法进行评价。
当地基的下卧层为基岩或硬土层且表面倾斜时， 应分析地基的稳定性。
当软弱土层之下分布承压水时，应分析承压水头
对软土地基稳定性影响
h0
w h 0 k
承压水层上覆土层 厚度
n de dw
砂井直径
井深：根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定，
一般应尽可能的深。
砂料：应选中粗砂，粘粒含量不应大于3%。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法
设计要点：(2) 预压荷载
范围：大于或等于建筑物基础外缘所包围的范围。
大小：对沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压处理， 超载量大小根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确 定，并应使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于 附加应力。
q ip T i T i 1e teT i eT i 1
时间单位d， qi 第i级荷载的加载速率；Ti 、Ti－1分别为第i
级荷载加载的起始和终止时间，当计算第i级加载过程中
某时间的固结度时，改为t； 、 为参数。
五、软土地基的处理技术
条件 参数
竖向排水 向内径向
固结
排水固结
U z >30%
0
1zz11
2z2
z2
五、软土地基的处理技术
1、排水固结法 概念：建筑物建造前，利用地基排水固结的特性， 对建筑物地基进行加荷预压，使土体提前完成固 结沉降，增加地基强度的一种软土处理措施。
适用：处理淤泥质土、淤泥和冲填土，方法包括：
堆载预压法 真空预压法 降水预压法 电渗排水法 联合加压法
五、软土地基的处理技术
加荷速率：根据地基土的强度来确定。
预压时间：当排水竖井底面以下受压土层经预压完成的变 形和平均固结度符合设计要求时。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(3) 地基固结度
建筑地基处理技术规范JGJ79-2002，在一级或多级等速加 载条件下，当固结时间为t时，
n
U t
i 1
二、工程地质性质的基本特点
5、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条件有关 不排水：三轴快剪,0º左右；直剪，2º～5º，c＝0.02Mpa； 在排水条件下，抗剪强度随固结程度提高而增大，固结 快剪的10º～15º，c＝0.02Mpa。 6、较显著的触变性和蠕变性
二、工程地质性质的基本特点
工程特性： 263页
五、软土地基的处理技术
堆载预压法 设计要点：(5) 地基的竖向变形量
对正常固结或弱固结黏性土，预压荷载下地基的最终竖向
变形量sf可按下式计算：
经验系数， 1.1~1.4
荷载较大、
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自重应力与附 加应力之和所 对应的孔隙比
较软弱时取 较大值
为第i层土层厚度
自重应力多对应的孔隙比
二、工程地质性质的基本特点
1、高孔隙比 孔隙比常见值为1.0～2.0；
2、饱水、天然含水率大于液限 液限一般为40％～60％; 饱和度一般>90％; 天然含水率多为50～70％。
未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构破坏，处于流动 状态。 3、透水性极弱：一般垂直方向的渗透系数较水平方向小。 4、高压缩性：a1~2一般为0.7～1.5Mpa－1，且随天然含水率 的增大而增大。
基础埋深
基底以上 土的加权 平均重度
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 按极限荷载的理论公式确定
方形基础
pu5.7c1d
条形基础
pu 5.14cd
基础埋深
由不排水 剪切试验 确定的粘 聚力
基底以上 土的加权 平均重度
得到极限荷载 后/安全系数3
四、软土地基的工程评价
软土路基
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用原位测试方法来确定地基承载力－静载荷试验、
十字板剪切试验、标准贯入试验、旁压试验和扁 铲侧涨试验 优点：减少土的结构扰动、保持原始应力状态
四、软土地基的工程评价
1、软土地基承载力的评价 用理论公式来确定地基承载力 建筑地基基础设计规范：由土的抗剪强度指标确定
竖井深度，cm；qw为竖井纵向通水量，为单位水力梯度 下单位时间的排水量，cm3/s。
五、软土地基的处理技术
堆载预压法
设计要点：(4) 地基土抗剪强度
对正常固结饱和黏性土，某一时间的抗剪强度，可按下式 计算，
该点的固结度
ftf0 z U ttacn u
地基土的天然抗剪强度
预压荷载引起的该点的 竖向附加应力
概述
特殊土的概念
特殊性土—— 具有一定分布区域或工程意义 上具有特殊成分、状态和结构特征的土称
根据工程特性
黄土－西北、华北等干旱、半干旱气候区 红粘土－西南亚热带湿热气候区 软土（包括淤泥和淤泥质土） 冻土－ 膨胀土－南方和中南地区 盐渍土 混合土 填土 污染土
一、软土－淤泥土
软土－指在水流缓慢的环境中沉积，有微生物参与作用， 富含有机质，天然含水量大，孔隙比、压缩性高，承载 力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。
p /kPa
五、软土地基的处理技术
120 100
80 60 40 20
Fnn2n 21lnn3n42n 21
五、软土地基的处理技术
在瞬时加载条件下，考虑井阻和涂抹影响时，竖井地基径
向排水平均固结度U r 可按下式计算 FFnFsFr
Ur 1eF8cdhe2t
Fn Fr
lnn3n15
2L2
4 kh
4 qw
qw
Fs
kh ks
kwdw2 4
1lns
砂料渗透系数
kh为天然土层水平渗透系数，cm/s；ks为涂抹区土的水平 向渗透系数，可取(1/5~1/3)kh，cm/s；s为涂抹区直径与 竖井直径比值，取2~3，中灵敏取低值，高取高值；L为
淤泥
L,e1.5
淤泥质土 L,1.0e1.5
一、软土－淤泥土
软土组成及结构特征
1）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）粒度成分主要为粘粒及粉粒，粘粒含量高达60％~70％ 3）矿物成分，除粉粒中的石英、长石、云母外，粘粒中的粘 土矿物主要是伊利石，高岭石次之。此外软土中常有一定量 的有机质，可高达8％ ~ 9％ 4）软土具有典型的海绵状或蜂窝状结构，是造成软土孔隙比 大、含水量高、透水性小、压缩性大、强度低主要原因之一 5）软土常具有层理构造，软土和薄层的粉砂、泥炭层等相互 交替沉积、或呈透镜体相间形成性质复杂的土体。
一、软土－淤泥土
分类
（1）按软土的形成环境分
1）沿海软土
泻湖相沉积、溺谷相沉积、滨海相沉积、三角洲相沉积
2）内陆软土
湖相沉积、河漫滩相沉积、牛轭湖相沉积、山区谷地沉积
（2）按有机质含量分类
有机质含量<5% 无机质
5~10% 有机质土
10~60% 泥炭质土
>60% 泥炭
（3）按天然含水量和孔隙比分
五、软土地基的处理技术
工程实例：－堆载预压法
某建筑地基的地层为淤泥质粘土，固结系数为 Ch=Cv=1.8×10-3cm2/s，粘聚力c=18kPa，内摩擦角 =5，受压土层厚20m，袋装砂井直径dw=700mm， 袋装砂井按等边三角形布置，间距l＝1.4m，深度 H=20m，砂井底部为不透水层，砂井打穿受压土 层。预压荷载总压力P=100kPa，分两级等速加载， 如图所示，计算地基堆载120天后，地层的平均固 结度(不考虑竖井井阻和涂抹的影响)，并判断在建 筑 荷 载 ( 假 设 为 条 形 基 础 ， 基 础 埋 深 为 0m) 为 150kPa时，地基中各点是否破坏？
概述
微结构：
1、微结构特征分类及其与岩土性质的联系？ 2、定向排列结构的特点？ 3、紊流结构特点？ 4、粒状堆叠结构和粒状架空结构特点？ 5、胶粘式结构特点？
概述
特殊土的概念
我国幅员广大，地质条件复杂，分布土类繁 多，工程性质各异。
有些土类，由于地理环境、气候条件、地 质成因、物质成分及次生变化等原因而各具有 与一般土类显著不同的特殊工程性质，当其作 为建筑场地、地基及建筑环境时，如果不注意 这些特点，并采取相应的治理措施，就会造成 工程事故。