1、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0.32.0m的泥炭堆积。底部含有贝壳和生物残骸碎屑。主要分布在温州、宁波。（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。主要分布在福州、泉州、海南。（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。主要以长江中下游的南边、上海、珠江下游广州地区。（二） 湖泊沉
2、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。主要分布在洞庭湖、太湖、洪泽湖、鄱阳湖四周地区，云南的滇池地区。（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l0m。常见于长江中下游地区、滨海平原、松辽平原。（四） 沼泽沉积 为沼泽相，分布在地下水、地表水排泄不畅的低洼地带，如京津唐高速公路通过的天津南淀。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
3、互层。（五） 浅海沉积 主要为海相，多位于海湾区域内。河流如海携带的动植物残骸经生物化学作用，形成灰色或灰绿色淤泥和淤泥质土。它的主要分布区域在天津塘沽。（六） 丘陵谷地沉积 为丘陵谷地相，其特征为片状、带状分布，靠山边浅，谷中心深，具有较大的横向坡，颗粒由山前到谷中心逐渐变细。主要分布在贵州六盘水地区。（七） 人工吹填 它的特点是颗粒成分与挖泥船作业区域的土质相同，但吹填沉积过程中又有局部的分选，靠近出水口处颗粒较粗，远离水口处颗粒较细。如如天津塘沽东突堤，深圳南油开发区。 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
4、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。三、软土的工程性质 软粘土的特性和一般粘性土不同，根据我国某些地区软土的物理力学性质指标的统计值并根据大量的工程实践，可对沿海地区软土的主要物理力学性质分析如下，（一） 天然含水量高 天然软粘土的含水量一般在34%72%之间，其值一般大于液限，属于流动状态，天然孔隙比在1.01.9之间，故一般属于淤泥或淤泥质土，其中淤泥质土占多数。液限变化在34%58%之间，大多在34%43%的范围内，塑性指数变化在1330之间，大多数在1520的范围内，属于中等塑性的无机土。（二） 压缩性大
5、压缩系数一般在0.0050.02MPa-1之间，属于高压缩性土，其压缩性往往随液限的增大而增大。由于软粘土大多为第四纪后期的沉积物，通常属正常固结土。但一些近期沉积的软土，则为未完全固结土，即欠固结土。（三） 渗透性小 渗透系数大部分为10-810-7cm/s之间，所以在荷载作用下固结很慢，强度不易提高。当土中有机质含量较大时，甚至会产生气泡，堵塞排水通道，降低其渗透性。对于夹有薄砂层的粘土，其水平向渗透性可能会显著增大，渗透系数可达10-510-4cm/s。所以，该类土层的固结速率也比均质粘性土要快得多。（四） 抗剪强度低 一般在快剪情况下，粘聚力在10kPa左右，内摩擦角在0o5o之间。固
6、结快剪粘聚力与快剪相比差别不大，内摩擦角一般在15 o 20 o之间。 软土的强度大小与排水条件有密切关系。在荷载作用下，如果土层有良好的排水条件，那么经过固结后，它的强度随有效应力的增大而增加，反之，如果土层没有排水固结，则随荷载的增大，它的强度可能随剪切变形的增大而衰减。根据统计分析，软土在深度10m以内的平均十字板剪切试验强度一般为520kPa，深度每增加lm，其强度平均增加12kPa。（五） 流变性十分显著在剪应力作用下，土体产生缓慢的剪切变形，剪应力越大，剪切变形越明显，当剪应力达到一定值后，长期作用下土体可能会剪坏。此时的剪应力值一般小于常规试验方法得到的抗剪强度值，该值称之为长期
7、抗剪强度，它一般为常规试验方法的抗剪强度的40%80%，而且土的塑性指数愈大，其值愈小。但在实际工程中，地基在荷载作用下的固结作用可能会抵消其降低值，因而具体设计中常常不考虑土的流变特性。（六） 显著的结构性特别是海相沉积的软土，一旦受到扰动（振动、搅拌或搓动等），其絮凝状结构受到破坏，土的强度将明显下降，甚至产生流动状态。软土受到扰动后强度降低的特性一般常用灵敏度来表示。因此，在高灵敏度粘土地基上进行地基加固或基坑开挖时，应力求避免土的过分扰动。另一方面，软土扰动后，随着静置时间的增长，其强度又会逐渐有所恢复，但一般不能恢复到原来结构的强度。（七） 构造较复杂 滨海相沉积的软土层，由于受潮汐
8、水流等因素的影响，其上部往往形成厚度达3m以上的所谓“硬壳层”，下部则为夹粉细砂透镜体的淤泥质土或夹粉砂的层状淤泥质土，有时局部有薄的泥炭层。而三角洲沉积的软土层则往往为淤泥质土与薄砂层的交错层。对于湖泊沉积的软土层而言，由于沉积过程受季节性的影响较大，因此下部软土层的淤泥质土与粉砂的层状构造更为明显，有时还存在较厚的泥炭层，从而造成软土层在构造上具有各向异性和成层性的特点。（八） 粘粒含量较高，且常含有有机质 粘土粒的矿物成分一般为高岭土、蒙脱石和水云母等，而以水云母最为常见。由于粘土矿物颗粒很小，一般呈薄片状，且表面带有负电荷，在粘土颗粒四周吸附着大量的偶极化分子。所以，在沉积过程中，软土
9、层常形成絮凝状结构，是造成软粘土天然含水量大的原因之一。（九） 一般具有较大的吸力或吸附力 研究表明，软土对建筑物的吸力由三部分组成，即软土与建筑物底面的粘结力、真空负压（即负的孔隙水压力）和软土对建筑物侧面的摩阻力。其中，真空负压是最主要的因素。第二节 软土地基加固处理的现状软土地基加固就是将低承载能力和大压缩性的原装土加固到足以承担地基所需的强度和施工后沉降要求，又是为了较小地基的渗透性。为了达到上述目的，通常有二类方法：一类是对天然地基土进行土质改良；另一类是在天然地基中插入也包括置换采性较好的材料，如砂石、土工合成材料、混凝土、钢管等。土质改良的方法又可以分为下述几类：预压使软粘土产生
10、排水固结；振密、挤密松散土体；灌入固化物使之与天然地基土体形成复合土体，如水泥；冻结或烧结天然地基土体以改善其物理力学性质。由各种地基处理方法获得的人工地基可以分为两类：一类是对天然地基土体全部改良，如预压排水固结法、强夯法、原位压实法、换填法。另一类是形成复合地基。它可以可以由复合土与天然地基土形成，如低强度桩复合地基法，树根桩复合地基；也可以由插入的塑料与得到改良如挤密的天然土体形成，如振冲挤密碎石桩复合地基。软土地基加固方法主要有换填土法、排水固结预压法、强夯法、砂石桩法和搅拌桩法等。第三节 软土地基处理方法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近几十年来，大量的土木
11、工程实践推动了软弱土地基处理技术的迅速发展，地基处表1.1地基处理方法的分类理的方法多样化，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1.1所示的几类。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1.2表1.2地基处理的主要方法、适用范围和加固原理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
12、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
13、，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水固结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
14、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、堆载或真空预压等软土、粉土、杂填土、冲填土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
15、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
16、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、岩层或构筑物化学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
17、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法有渗入灌浆、劈裂灌浆、压密灌浆以及高压注浆等多种工法，浆液的种类较多。类软弱土地基，岩石地基基加固，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
18、，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。第四节 软土地基处理的新技术一、高压水切割消瘀水渠、水塘、河道的底部大多都有一定厚度的浮泥，如不清除会使路堤处产生渗透差别，而严重阻止空隙水排出，延长固结时间；并对周围地基抗滑稳定性起到破坏作用，况且淤泥中的有机质经分解后，部分产物以沼气形式泄出会使路堤下沉，加大工后沉降，因此，这些浮泥必须清除干净。高压水切割清淤法是用高压喷射水枪沿水平方向切割浮泥，形成泥浆后，再用泥浆泵抽到堆放的低洼处。此种方法质量可靠，施工简单、效率高，易于推广。二、 薄层轮加法填筑路堤薄层轮加法不是采用
19、把预压划分为几级的方法，而是充分利用每次填土后地基强度的增长，根据沉降、位移等观测数据确定填土速率和停歇时间。时间证明，该方法一方面增加了路堤施工的稳定性，同时也争取了更多的预压时间，是一种经济实用、合理的科学施工方法。该方法首先要确定路基的极限填土高度。在极限填土高度以下可以采取较快的填土速度；在极限填土高度以上，为了确保路堤的稳定，应适当放慢加载速度。在施工中着重控制侧向位移速率，使侧向位移速率基本在允许范围内变化。该施工法的关键是要保证准确连续的动态观测，通过观测数据的分析，掌握路堤在施工中的变动态，确定合理的控制标准来控制填土速度，以保证是施工的安全稳定。三、CFG桩近年来，复合地基理
20、论的研究和发展较快，一些新的桩型、施工设备和施工工艺应运而生。复合地基可分为两大类：一类是由散体材料（如砂、碎石、土、钢渣等）组成的桩与天然地基复合；另一类是由水泥与土结合而成的桩与天然地基复合。CFG桩按其性质属于后者，适用于软土处理且是一种较为经济合理的地基处理方法。四、砂石桩与低强度混凝土组合型复合地基散体桩主要靠桩间土的被动约束，特别是桩顶24倍桩径范围内，桩间土将承受很大的径向应力，容易使桩体产生膨胀破坏，因而在软弱粘性土中的砂石桩复合地基承载力难以有效提高。为了改变这种状态，对散体桩复合地基中的部分砂石进行桩体增强，在砂石桩中增加一定量的、及粉煤灰与少量水泥，使其成为一种粘结强度较
21、高的半刚性体，由此构成部分散体砂石桩与部分低强度混凝土组和型复合地基。组和型复合地基特点是既能发挥砂石桩的优点，又由于低强度混凝土桩的插入而使砂石桩的侧向约束作用得到加强，从而减少散体桩顶部分的压胀变形。同时发挥半刚性桩能向深部传递荷载的作用，使复合地基的承载力大幅增加，提高了复合地基的整体稳定性。为使两种不同刚度桩体的作用、变形协调一致，需在桩顶设置一定厚度的砂石料垫层，以保证不同刚度桩体与土共同承担荷载。第五节 软土地基的承载力和沉降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
22、基承载力应根据地区建筑经验，并结合下列因素综合确定：软土成层条件、 应力历史、力学特性及排水条件；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；基础的类型、尺寸、埋深、刚度等；施工方法和程序；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（PrandtlReissner）极限荷载公式（参见土力学教材）由0，确定为 式（1.1）式中：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；基底以上土的重度（kNm3），地下水位以下为浮重度；基础埋
23、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 式（1.2）m安全系数1.52.5，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 式（1.3）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，, 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， （
24、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关系如表1-3所示。表1-3 软土的容许承载力天然含水量（%）36404550556575（kPa）10090807060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： 式（1.4）各符号意义同前，当h3m时，取h=3m计。当按式（1.3）或式（1.4）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
25、般建筑物容许范围。条形基础临塑荷载pcr （kPa）计算式为 饱和软土时，Nq=1，Nc=则 式（1.5） 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14。p14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
26、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1.1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ep曲线计算 式（1.6） e0i未受基础荷载前，软土地基第I 图1.
27、1 软土地基沉降的组成层土分层中点自重应力作用下稳定时的孔隙比； e1i受基础荷载后，软土地基第i层土分层中点自重应力与附加应力作用下稳定时的稳 定孔隙比；土分层厚度，宜为0.5m1.0m；（2）采用压缩模量计算 式（1.7）第i层土中点的附加应力;压缩摸量,应取第i层土分层中点自重应力至自重应力与附加应力之和的压缩段计算。（3）采用elogp曲线计算 软土根据先期固结压力Pc，与上覆土自重应力P0关系，天然土层的固结状态可区分为正常固结状态、超固结状态、欠固结状态。我国海滨平原，内陆平原软土大多属正常固结状态；少数上覆土层经地质剥蚀的软土及软土上的“硬壳”则属超固结状态；江、河入海口处及滨海相沉积（以及部分冲填土）则属欠固结土的。对于欠固结软土，在计算其固结沉降Sc时，必须包括在自重应力作用下继续固结所引起的那一部分沉降，若仍按正常固结的土层计算，所得结果将远小于实际沉降。下面简要介绍考虑先期固结压力的计
