淤泥質(zhì)土性質(zhì)

1、.西北地區(qū)殘積淤泥類土的工程地質(zhì)特性余侃柱提要?dú)埛e淤泥類土分布于我國(guó)西北地區(qū)，它具有成層性差，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造不均一，厚度變化大，抗剪強(qiáng)度低，中壓縮性，非濕陷性，高靈敏性，承載力低，在飽水狀態(tài)下，還具有觸變、流變性等特點(diǎn)。該文以臨廈臨洮、榆中盆地等為代表該類土的資料為基礎(chǔ)，深入研究該類土的工程特性。關(guān)鍵詞殘積淤泥類土工程特性評(píng)價(jià)處理措施ENGINEERING GEOLOGICAL PROPERTIES OF THE RESIDUE MUCKY SOIL IN NORTHWEST REGIONSYu Kanzhu(Institute of Water Conservancy and hydropowe

2、r Investigation and Design, Gansu Province)AbstractThe residue mucky soils are distributed in the northwest region of China. They possess the characteristics of bad stratification, nonuniformity of strcture and texture, large variance in thickness, low shear strength, medium compressibility, non-col

3、lapsibility, high sensitivity and low bearing capacity. Under saturated condition, they also possess characteristics of thixotropy and rheology. The paper takes the data from Linxia-Lintao and Dingxi-Yuzhong basins as representatives of these soils. On this basis, it deeply studies the engineering p

4、roperties of these soils.Keywordsresidual mucky soil; assessment of engineering characteristics; treatment measures1前言我國(guó)西北地區(qū)一些地槽、盆地中普遍分布著殘積淤泥類土，它有別于我國(guó)沿海一帶分布的典型淤泥質(zhì)土，它是一種區(qū)域性特殊類型土。該類土天然含水量高，孔隙比大，透水性低，中壓縮性，高靈敏性，強(qiáng)度低，固結(jié)緩慢，還具有一定觸變、流變特性。近年來，隨著水利、交通、工業(yè)民用建筑和其它行業(yè)進(jìn)一步開發(fā)建設(shè)，該類土往往構(gòu)成各類工程建筑物的地基和邊坡，因其特性危害到地基和邊坡的穩(wěn)定性，因而

5、決定著合理的工程設(shè)計(jì)和地基處理措施。本文以甘肅省臨夏臨洮、榆中、內(nèi)官香泉等盆地的該類土為代表，深入研究該類土的工程特性，對(duì)工程建設(shè)有著重要的意義。2殘積淤泥類土的分布規(guī)律與成因近年來，在臨夏臨洮、榆中、內(nèi)官香泉等盆地的水利工程如南陽渠灌溉工程、引洮灌溉工程等的勘測(cè)設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)該類土，并且在甘肅省東部、南部和我國(guó)西北地區(qū)其它地方也有此類土的分布。該類土分布一般與周圍環(huán)境有直接關(guān)系，與古地貌形態(tài)、水文氣象條件、水文地質(zhì)條件、地層巖性等密切相關(guān)。主要表現(xiàn)在以下幾方面：a.分布與地貌密切相關(guān)，一般分布于我國(guó)西北地區(qū)相對(duì)封閉盆地、地槽內(nèi)。盆地底部相對(duì)厚度大，而盆地邊緣、丘陵斜坡地帶則相對(duì)厚度小，且各地厚度

6、不等，厚者達(dá)200m，薄者僅0.5m。b.呈間斷性、不連續(xù)分布。在分水嶺有分布，而在山麓、沖溝中無分布，階地一側(cè)分布而另一側(cè)無或者厚度差異較大。c.分布區(qū)既有半干旱氣候區(qū)，也有高寒陰濕地區(qū)。氣候類型不同，分布厚度相差較大。一般高寒陰濕地區(qū)分布厚度略大于干旱地區(qū)。干旱區(qū)顆粒粒度較粗，而高寒陰濕地區(qū)顆粒較細(xì)。d.該層底部一般為形成該土的母巖第三系紅色巖層，巖性以粘土巖、粉質(zhì)粘土巖、砂巖等為主。某些地方，該層裸露地表，而某些地方則上覆新近堆積黃土狀土或第四系全新統(tǒng)堆積物。e.殘積淤泥類土根據(jù)地層的成因類型可分為殘積、殘坡積、洪積、河湖相沉積等。本區(qū)以殘積多見。甘肅省東部、南部盆地中所分布該類土就以殘

7、積形成。湖積土在內(nèi)官香泉盆地中亦有分布。雖然目前對(duì)殘積淤泥類土的成因說法不一，但這類土的形成與地貌、第四系構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、區(qū)域性斷裂分布、水文氣象條件、水文3殘積淤泥類土的物理性質(zhì)殘積淤泥類土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1、表2，且有以下特點(diǎn)：表1殘積淤泥類土物理指標(biāo)地點(diǎn)顆粒組成/%天然密度kN/m3含不量%孔隙比飽和度%液限%塑限%塑性指數(shù)0.05mm0.050.005mm0.005mm西北地區(qū)殘積淤泥類土13206168172414.818.630890.81.28697257016421137沿海淤泥類土經(jīng)驗(yàn)范圍值5563304514.918.040851.095356018271548表2殘積淤泥

8、類土力學(xué)指標(biāo)地點(diǎn)原狀快剪飽和快剪原狀固結(jié)快剪十字板剪切試驗(yàn)CukPa壓縮系數(shù)200kPa1-2MPa-1濕陷系數(shù)200kPas凝聚力內(nèi)摩擦角凝聚力內(nèi)摩擦角凝聚力內(nèi)摩擦角ckPa(°)ckPa(°)ckPa(°)西北地區(qū)殘積淤泥類土9.83022303.216.414.617.49.83033016200.070.40.0070.01沿海淤泥類土經(jīng)驗(yàn)范圍值181.51051521210400.5a.顏色呈灰、灰綠、灰蘭、青灰、灰褐色，結(jié)構(gòu)不均，顏色各地分布有差異。b.顆粒組成以粉粒為主，含量為61%68%，粘粒含量17%24%，砂粒含量為13%20%。粘粒主要粘土礦

9、物成分為伊利石、高嶺石、蒙脫石、蛭石等。不同高程，分水嶺兩側(cè)顆粒組成略有差異，分布越高，粒度越細(xì)。有機(jī)質(zhì)含量各地不同，一般為1%4%。局部底部含有植物根莖和樹木碎片。c.天然密度高，一般大于1.7t/m3，含水量高，飽和度達(dá)86%97%，呈飽和狀態(tài)。天然含水量一般大于液限，一般在30%89%，呈軟塑流塑狀態(tài)。孔隙比一般在0.91.2之間。d.力學(xué)強(qiáng)度低。現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切強(qiáng)度Cu20kPa，干燥狀態(tài)下抗剪強(qiáng)度稍高。非濕陷性，中壓縮性，承載力低，允許承載力R=0.050.1MPa。e.透水性低，固結(jié)速度緩慢，產(chǎn)生不均勻沉降。飽和狀態(tài)下具有流變性、觸變性。f.該類土有別于我國(guó)沿海一帶淤泥類土。表現(xiàn)在天

10、然含水量、有機(jī)質(zhì)含量、孔隙比接近沿海淤泥類土經(jīng)驗(yàn)值的下限值；粘粒含量、液限、塑限、塑性指數(shù)、壓縮系數(shù)、靈敏度均小于沿海淤泥類土經(jīng)驗(yàn)值的下限值；滲透系數(shù)、飽和度基本相同；而力學(xué)強(qiáng)度明顯高于沿海淤泥類土。 4殘積淤泥類土的工程地質(zhì)特性4.1抗剪強(qiáng)度低殘積淤泥類土的抗剪強(qiáng)度與其結(jié)構(gòu)、密度、含水量有著密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)密實(shí)，孔隙小，有機(jī)質(zhì)含量、含水量較小時(shí)，抗剪強(qiáng)度較大。當(dāng)含水量為9.8%，原狀快剪max=34.8°，cmax=43.4kPa，而在飽和狀態(tài)，min=11°，降低68.4%，cmin=0kPa，降43.4%。從圖1知原狀快剪和飽和快剪試驗(yàn)粘聚力變化不大，而內(nèi)摩擦角降低2

11、8.4%；原狀固結(jié)快剪和固結(jié)殘余快剪粘聚力和內(nèi)摩擦角變化都不大。上述四種試驗(yàn)狀態(tài)除飽和快剪內(nèi)摩擦角較其它三種較小外，其余三種試驗(yàn)內(nèi)摩擦角變化不甚明顯，而粘聚力變化較大，這是因?yàn)橥亮ｉg水膜與相鄰?fù)亮ｉg的分子引力、土中化合物的膠結(jié)作用發(fā)生變化，土體中孔隙水壓力、土粒間的排列組合結(jié)構(gòu)、聯(lián)結(jié)數(shù)量等發(fā)生變化有關(guān)。圖1不同試驗(yàn)條件下抗剪強(qiáng)度曲線注：1原狀快剪；2飽和快剪；3原狀固結(jié)快剪；4固結(jié)殘余快剪含水量對(duì)殘積淤泥類土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)影響表現(xiàn)為隨含水量(w)的增大內(nèi)摩擦角()和粘聚力(c)都有減小的趨勢(shì)。從圖2知，隨w的增大，總的具有降低的趨勢(shì)；飽水時(shí)值小于天然土體值1525倍；當(dāng)w小于塑限而大于9.8%，

12、值在34.8°28°間；當(dāng)w大于塑限而小于液限時(shí)，值隨w的增高而急劇降低，值變幅28°14°間；當(dāng)w大于液限時(shí)，值隨w的增高而繼續(xù)降低，但變幅減小，值一般小于14°。隨w進(jìn)一步增大，值最低為2°1°。圖2內(nèi)摩擦角與含水量關(guān)系曲線c值隨w增大變化表現(xiàn)為，當(dāng)w3%，c值較大；當(dāng)w3%而小于塑限或者飽和含水率時(shí)，c值隨w增大急劇降低，c值降低3.58倍；當(dāng)w大于飽和含水量時(shí)，c值隨w變化不甚明顯，但總是趨于降低趨勢(shì)。殘積淤泥類土單軸抗壓強(qiáng)度為0.187MPa，原狀三軸抗剪強(qiáng)度指標(biāo)=5°，c=127kPa，飽和三軸抗剪強(qiáng)度

13、指標(biāo)=2°4°，c=864kPa。該類土三軸試驗(yàn)值明顯小于直剪試驗(yàn)，c值則大于直剪試驗(yàn)。該類土的強(qiáng)度同其結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，當(dāng)土體的結(jié)構(gòu)受到破壞或擾動(dòng)時(shí)，強(qiáng)度迅速降低，十字板剪切試驗(yàn)原狀土Cu20kPa，重塑土Cu14kPa，降低30%，隨著深度增加Cu也在增大，但增加幅度不大。4.2固結(jié)性固結(jié)系數(shù)平均值Cu=3.12×10-3cm2/s，次固結(jié)系數(shù)平均值Cu=0.0123，表明初始?jí)嚎s瞬時(shí)完成，主固結(jié)變化很微弱，次固結(jié)占主導(dǎo)地位，為主要壓縮階段。固結(jié)過程中排水和沉降速率很慢。按時(shí)間平方根法計(jì)算，土體固結(jié)度達(dá)90%時(shí)，土體最大排水距離按0.5m和1.0m計(jì)算，則固

14、結(jié)所需時(shí)間t90分別為1.2a和5.14a。4.3中壓縮性壓縮性用壓縮系數(shù)1-2來衡量。1-2越大則土的壓縮性越強(qiáng)。該土1-2max=0.4MPa-1，無論在天然或飽和狀態(tài)下1-2max均小于0.5MPa-1，屬于中壓縮性土。土體結(jié)構(gòu)破壞，含水量增大，壓縮系數(shù)也增大。壓縮指數(shù)平均值Cc=0.032，表明壓縮過程緩慢，孔隙隨壓力變化十分緩慢，隨壓力增大的過程中，孔隙比減少幅度很小。該土的沉降量與壓力增大近似呈線性關(guān)系?；貜椫笖?shù)平均值Cs=2.08×10-3，表明回彈過程中，隨著壓力減小土體回彈不明顯，土體彈性部分變化很小，孔隙比變化亦很小，以塑性變形為主。4.4非濕陷性濕陷系數(shù)max=

15、0.001,zsmax=0.0101，均小于0.015，屬非濕陷性土。濕陷起始?jí)毫?52kPa。非濕陷原因與該土天然含水量大、可溶鹽含量小等有關(guān)。4.5低透水性該類土垂直滲透系數(shù)K=10-510-6cm/s，由于各向異性，滲透系數(shù)水平較垂直向大數(shù)倍。因透水性差，該類土在荷載作用下不易排水固結(jié)，建筑物基礎(chǔ)易產(chǎn)生沉降和變形，沉降延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。4.6觸變性觸變性大小用靈敏度St來表示，該類土一般St=25，大者達(dá)16，屬高靈敏性土。在飽水狀態(tài)下，經(jīng)擾動(dòng)或振動(dòng)其結(jié)構(gòu)受到破壞，土體的強(qiáng)度顯著降低，使土體呈稀釋流動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)、沉降及向基底兩側(cè)擠出，形成土溜體、滑坡體危害工程的建設(shè)。如南陽渠工程2

16、*隧洞3*隧洞間明渠段，渠道開挖邊坡還未襯砌，就幾乎淤平，并產(chǎn)生小坍滑體；3*隧洞進(jìn)口洞臉、掌子面邊坡難以成形，無法施工，其它地段和工程也曾出現(xiàn)此現(xiàn)象，曾改線數(shù)次以避開殘積淤泥類土的影響。4.7流變性流變性是指土體在一定剪應(yīng)力作用下，土體隨時(shí)間增長(zhǎng)發(fā)生緩慢而長(zhǎng)期的剪切變形，并可導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減，土體結(jié)構(gòu)的破壞。該類土體天然含水量高，塑性流變嚴(yán)重。試驗(yàn)在飽水狀態(tài)下，蠕變變形占總變形的25%51%，最大為89.6%，蠕變應(yīng)變平均速率3.27×10-4h-1，蠕變系數(shù)為1/2500h-1，最大1/357h-1，相差7倍。室內(nèi)試驗(yàn)大部分試件都在100200h即發(fā)生蠕變破壞。流變長(zhǎng)期強(qiáng)度c=

17、7.6kPa，=2°，破壞強(qiáng)度c=13kPa，=6°。在施工開挖過程中，蠕變變形量大，速率緩慢，使邊坡隨時(shí)間增長(zhǎng)而緩慢失穩(wěn)，側(cè)向擠出或鼓起，渠道邊坡發(fā)生松動(dòng)、側(cè)向流變或土溜體，已建成渠道失穩(wěn)或襯砌支護(hù)被拉裂。如老南陽渠灌溉工程，經(jīng)過四十多年變化大部分地段現(xiàn)已發(fā)展成多級(jí)臺(tái)級(jí)狀滑坡、土溜體。5殘積淤泥類土的主要工程地質(zhì)問題評(píng)價(jià)殘積淤泥類土的主要工程地質(zhì)問題是邊坡的穩(wěn)定性和地基的穩(wěn)定性，而地基的穩(wěn)定性主要為地基承載力、沉降與變形、固結(jié)和壓密。盡管殘積淤泥類土工程條件很差，對(duì)工程的影響很嚴(yán)重，在地下水作用下，工程地質(zhì)條件更加惡化，但只要正確認(rèn)識(shí)它，并掌握它的工程特性，對(duì)其作為不同建

18、筑物基礎(chǔ)采取有效的防治措施，就可有效的防止它對(duì)工程產(chǎn)生的危害，從而保證工程的安全。針對(duì)該土的工程特性，在一些工程中主要采取以下防治措施。a.施工開挖中應(yīng)盡量減小對(duì)該土的擾動(dòng)和振動(dòng)，盡量避免雨季施工。b.施工過程中盡量排除地表水和地下水，加快土層固結(jié)，對(duì)深基礎(chǔ)開挖應(yīng)采取支護(hù)措施。該土在疏干地下水后邊坡比不宜小于11.25。c.在有地下水分布地段，地下水位埋深淺地段可采用疏干地下水，降低地下水位或天然、人工凍結(jié)土體，爾后開挖，建筑物基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)置永久排水設(shè)施。d.建筑物結(jié)構(gòu)型式不同，對(duì)地基要求不同，該類土的分布厚度不一，采用地基處理方法應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、施工期限、建筑物結(jié)構(gòu)及防滲要求、地下水位等因素綜合

19、考慮。對(duì)于該土厚度小于5m，宜全部清除。厚度大于5m，地下水位埋深淺，可選用排水砂碎石墊層法、排水砂井法、擴(kuò)大建筑物基礎(chǔ)、土工織物加其它方法、拋石擠淤法、放緩邊坡法、沉井及振沖碎石樁、水泥攪拌樁法、水泥旋噴樁法、復(fù)合地基法等。如南陽渠灌溉工程采用砂碎石墊層法、放緩邊坡法、土工織物法、水泥攪拌樁法等效果較好。e.水利水電工程與工民建工程施工工期、地基條件要求略有差異，選用地基處理方法應(yīng)結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)、土的分布厚度等有關(guān)因素，但處理原則都是以加強(qiáng)排水，加快土層固結(jié)速率，控制沉降和變形速率，防止擠出、滑移為原則。f.無論采用何種方法處理地基，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、檢測(cè)及控制標(biāo)準(zhǔn)尤為重要?，F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)孔隙水壓力、位移

20、和沉降量可直接判定地基變形特性、固結(jié)程度、強(qiáng)度變化、地基穩(wěn)定等，從而鑒定地基處理質(zhì)量和效果。6結(jié)束語淤泥類土(包括淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)砂土、淤泥質(zhì)粘土、液泥質(zhì)粉質(zhì)粘土)作為一種區(qū)域性特殊類土，具有天然含水量高、孔隙比大、透水性低、中壓縮性、高靈敏度、抗剪強(qiáng)度低、承載力低、飽水狀態(tài)下還具有觸變、流變等特性，對(duì)工程的地質(zhì)條件有著特殊影響，一般工程上僅根據(jù)顆粒分析或塑性圖定名為粉質(zhì)砂土或粉質(zhì)粘土，而缺乏深入細(xì)致的工程特性研究，對(duì)該土對(duì)工程造成危害重視不夠，在施工中和工程運(yùn)行中發(fā)生較大危害和破壞，甚至無法施工或采取防治處理措施不夠經(jīng)濟(jì)合理。隨著大量的工程實(shí)踐和試驗(yàn)，總結(jié)該類土的鑒定方法、形成成因、工程特性

21、和防治措施等，加強(qiáng)這方面的研究對(duì)未來的工程建設(shè)有著積極重要的意義。本文只是“拋磚引玉”，望共同研究探討。文中不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。作者簡(jiǎn)介：余侃柱，男，33歲，工程師，水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)。作者單位；(甘肅省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院蘭州市730000)參考文獻(xiàn)1林宗元主編.巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)手冊(cè).：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993(收稿日期：1999-02-25)淤泥的尺度淤泥和淤泥質(zhì)土mucky soil    它的定義為天然含水量大于液限含水量，孔隙比>1.0的土稱為淤泥質(zhì)土，如淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粘土等，對(duì)于天然孔隙比1.5的土干脆稱為

22、淤泥，當(dāng)然上述定義中的有機(jī)質(zhì)含量必須<10%，對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量大于這一數(shù)值的土本文將在最后簡(jiǎn)單敘述。本文不妨將下文中有機(jī)質(zhì)含量<10%的土統(tǒng)稱為“淤泥”。需要注意的是淤泥一定發(fā)育于地下水位以下。    我們的規(guī)范GB50007-2002上有這樣的條款：第4.1.12條   淤泥為在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學(xué)作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土。當(dāng)天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土為淤泥質(zhì)土。   

23、0;淤泥，工程界有一種偏激的觀點(diǎn)認(rèn)為其不可利用，但淤泥實(shí)際上作為一種天然沉積成的土有其相應(yīng)的工程性質(zhì)，可以直接作為建筑物的地基，直接利用無法滿足要求時(shí)也可經(jīng)處理后作為建筑物的基礎(chǔ)（如樁基piling或攪拌樁處理 Cement Mixing Method）。    對(duì)于淤泥的認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)高校的學(xué)術(shù)流派很明顯，一些設(shè)計(jì)院同仁將之視為洪水猛獸，我們則將之盡量直接利用。    本人總結(jié)的幾點(diǎn)，淤泥具有以下的工程特性：    1、以深厚淤泥組成的地基對(duì)于山區(qū)的

24、建筑和覆蓋層較厚的平原地區(qū)的中低層建筑有良好的隔震效果?？梢酝ㄟ^二次偏微分的數(shù)學(xué)物理方程加以推導(dǎo)，詳細(xì)推導(dǎo)過程略，其原因是山區(qū)和覆蓋層較厚的平原地區(qū)的建筑物在地震時(shí)不同共振周期的建筑物要避免與地震形成諧振，淤泥層的存在可以使其達(dá)到這一要求。    下面我們簡(jiǎn)單計(jì)算一下：假設(shè)場(chǎng)地土是均勻的、各向同性的彈性體，由基巖發(fā)生的剪切波以波速 向上傳播到地面，則土層的振動(dòng)方程可寫成如下形式：              

25、     （1-1）式中：u具有速度 的剪切波由基巖向復(fù)蓋層傳播所引起的水平運(yùn)動(dòng)分量；z由基巖指向上的豎向坐標(biāo)。其初始條件和邊界條件為（1）    t=0；u=0；（2）    z=0；u=0（由于在基巖發(fā)生的剪切波是向上傳播的，所以u(píng)可為零）；（3）    z=H；（地面的剪應(yīng)力為零），u=0。微分方程式（3-12）式的通解可寫為方程變換后得通解 式中，A、B、C、D為積分常數(shù)； 剪切波波速；G

26、土的剪切模量；土的質(zhì)量密度。當(dāng)邊界條件代入通解，可得：當(dāng)n=1時(shí)， 為土層的基本周期，一般稱為卓越周期。對(duì)于成層土的基本周期可表示為：            (1-2)式中： 厚度為的土層中剪切波平均波速。    你們一定問，我講了半天倒底要說什么，我想說這個(gè)hi 就是軟土地區(qū)的軟土對(duì)于隔震的重大貢獻(xiàn)，它拉長(zhǎng)了場(chǎng)地土的基本周期使之與建筑物的周期錯(cuò)開從而對(duì)國(guó)內(nèi)的大部分建筑物起到了隔震作用，正因?yàn)槿绱耍倌嗤梁?/p>

27、其他硬土一樣，成功得避免了許多情況下的建筑物與地震波發(fā)生共振，你們知道汶川地震為什么成都平原受到的危害要小.為什么長(zhǎng)江中下游一帶幾乎不受什么地震影響.是沒有地震嗎.在這方面，土對(duì)建筑物的貢獻(xiàn)不分軟硬，一視同仁。但軟土地區(qū)的土畢竟沒有硬土對(duì)于建筑物抗震有利，這又是另外的話題了，牽涉到場(chǎng)地類別的詳細(xì)劃分，略。    2、淤泥無法通過擠密達(dá)到增加其工程性質(zhì)及承載力，原因是超孔隙水無法迅速消散，則孔隙比無法改變，固結(jié)度就無法改變，則什么都無法改變。大家做一道題：淤泥質(zhì)土地區(qū)，某工程進(jìn)行密集群樁預(yù)制樁的施工，預(yù)測(cè)施工后樁間土承載力是增高了還是降低了還是不變.我做過

28、一些“好事之徒”式的試驗(yàn)，取了土進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，然后進(jìn)行了靜力觸探試驗(yàn)，結(jié)果是無明顯變化。這一點(diǎn)也驗(yàn)證了土力學(xué)的偉大！一樣的道理，單純的壓路機(jī)碾壓、打夯機(jī)的打夯都無法提高軟土工程性質(zhì)，但強(qiáng)夯由于產(chǎn)生了無數(shù)豎向的微小排水通道，效果要好，在淤泥中插入塑料（一種類似于我們廚房衛(wèi)生間吊頂扣板的塑料板，內(nèi)部空心，兩側(cè)有鉆有小孔，軟土中的水可以從孔中進(jìn)入板內(nèi)，并從板上端排走）排水板使得土中產(chǎn)生了無數(shù)的豎向排水通道，固結(jié)效果也很好，所以，只有實(shí)質(zhì)性的固結(jié)作用才能提高淤泥的工程性質(zhì)。    3、固結(jié)作用都是時(shí)間的參數(shù)，其過程是漫長(zhǎng)的和緩慢的，所以建筑于巨厚淤泥上的重型建筑

29、物沉降是驚人的。如油罐、水罐和建筑于20世紀(jì)初的上海外灘的所有非樁基西洋建筑。下面簡(jiǎn)單計(jì)算：設(shè)表示飽和粘性土地基上的基礎(chǔ)在時(shí)間t時(shí)所達(dá)到的沉降量，s表示基礎(chǔ)最終沉降量，U表示固結(jié)度，則    （A） 進(jìn)一步分析式，可見固結(jié)度實(shí)質(zhì)上也等于在任意時(shí)刻t時(shí)飽和粘性土層骨架已經(jīng)承擔(dān)起來的有效應(yīng)力對(duì)全部附加應(yīng)力的比值。       （3-2）       （3-3）把式（A）代入上式，得  

30、60;       （3-4）積分并簡(jiǎn)化后，得          （3-5）由于式（3-5）括號(hào)內(nèi)的級(jí)數(shù)收斂很快，實(shí)用上采取其中第一項(xiàng)就已經(jīng)足夠，因此，式（3-5）可改寫為           （3-6）實(shí)用上，式（3-6）可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：      

31、0;  （3-7）           （3-8）              （3-9）而基礎(chǔ)達(dá)到最終沉降量時(shí)所需的時(shí)間可按式（7-3-12）足夠準(zhǔn)確地求出：          （3-10）   &#

32、160;        （3-11）式中： 飽和粘性土地基上的基礎(chǔ)在時(shí)間 時(shí)所達(dá)到的沉降量； 基礎(chǔ)最終沉降量； 時(shí)間因數(shù)； 固結(jié)系數(shù)； 飽和粘性土層中最長(zhǎng)的滲流途徑。    你們又要問，我羅嗦半天，講什么，現(xiàn)在我們以上海外灘建筑作例子，假定軟土厚度20米，軟土的Cv取3.0×10-3cm2/s，則它的最終固結(jié)時(shí)間需要104年，那么到現(xiàn)在100年時(shí)間了，它的固結(jié)度達(dá)到了多少了呢，對(duì)，99.71%，那么在一開始

33、的5年時(shí)間內(nèi)它們的固結(jié)度達(dá)到多少呢.計(jì)算結(jié)果為25.33%，到第10年達(dá)到44%，到第20年，固結(jié)度達(dá)到69%，到第40年時(shí)達(dá)到90%，所以軟土地區(qū)的非樁基礎(chǔ)工程的建筑物的沉降穩(wěn)定時(shí)間非常漫長(zhǎng)。怎樣縮短這個(gè)時(shí)間呢.樁基，或者選用攪拌樁，對(duì)于攪拌樁地基只要你全長(zhǎng)度加固了軟土區(qū)，基本上可以把它當(dāng)作硬土來看待。    4、淤泥土中如果有粉土夾層，通常在地質(zhì)報(bào)告上有描述為：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土、淤泥質(zhì)粘土夾粉土、淤泥質(zhì)粉土等，其開挖特征強(qiáng)烈表現(xiàn)為流砂。這句話用另一句話講：在基坑開挖和基槽開挖過程中的淤泥中雜的粉土表現(xiàn)為嚴(yán)重的流砂狀態(tài)（飽和狀態(tài)的水下粉土），開挖特

34、征非常差，必須進(jìn)行必要的降水。          上圖：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土的開挖，呈嚴(yán)重的流砂特征，基坑經(jīng)輕型井點(diǎn)降水疏干后再次開挖，干爽啊，而且我們還看到了土層中夾雜的薄層泥炭，這種薄層在淤泥質(zhì)土中經(jīng)常性發(fā)育。    5、攪拌樁在淤泥中有很好的適用性，但50%以上的攪拌樁施工隊(duì)伍的施工是失敗的；如我其它博客文章中所言，必須對(duì)工程有敬畏態(tài)度的情況下施工攪拌樁才有質(zhì)量保證，很多的包工頭對(duì)于攪拌樁機(jī)理一知半解，不注意水泥摻量和攪拌的均勻性同樣重要，缺一不可，

35、結(jié)果導(dǎo)致很多工程的失敗。但在有機(jī)質(zhì)土中視有機(jī)質(zhì)的含量水泥摻入量要成倍加大才能成形，否則無效。    6、壓密注漿在淤泥中無效。無論怎么施工工藝均無效，最多形成不規(guī)則水泥漿泡，無明顯加固效果，原因見上述23條；至今無成功施工案例。    7、高壓旋轉(zhuǎn)噴射樁由于漿體切割土體的巨大壓力，水泥漿象刀子一樣在旋割，所以加固效果很好，但水泥摻量很高（30%以上），造價(jià)高。    8、以淤泥作為天然地基的長(zhǎng)江中下游大量的輕型廠房和民用建筑在保持均勻沉降的情況下使用效果良好。 &#

36、160;  9、以淤泥作為多層建筑物地基時(shí)避免采用筏基和箱基（除非上部荷載非常均勻），寧可采用獨(dú)立基礎(chǔ)，使建筑物帶裂縫工作也不能采用筏基和箱基以防止整體傾斜。    10、淤泥地區(qū)的重型廠房的地坪一定要注意使用過程中的沉降問題，很多地坪因?yàn)橹W(wǎng)之間部位堆放集中，柱網(wǎng)下有聯(lián)系梁，使地許多廠房地坪呈波浪型不均勻沉降。如果地坪中沒有配筋則地坪會(huì)出現(xiàn)大塊狀斷裂；計(jì)算方法可以采用材料力學(xué)公式=，取淤泥層二分之一厚度處的附加應(yīng)力值，如果面積大，直接取地面附加應(yīng)力值（按照無限半空間模式）。我們簡(jiǎn)單速算一個(gè)案例：蘇州工業(yè)園區(qū)蘇勝路星龍街某廠房，地坪上

37、準(zhǔn)永久荷載值為35kPa,就是單位面積使用過程中會(huì)有3.5噸的堆載，已知該區(qū)域近地表有5米厚淤泥，壓縮模量為2.2MPa,求地坪沉降量.經(jīng)上式計(jì)算，得7.95厘米,這其中的34厘米會(huì)在兩三年內(nèi)形成（等到廠房出現(xiàn)這種情況是保修金早被施工單位取走了），如果廠房地坪沒有配筋且廠房下地坪處理得不完好不均勻，這種尺度的沉降足以把你的廠房地坪拉成道道裂縫。當(dāng)然，如果廠房地坪配筋很好，那么就形成波浪形起伏的地坪。    11、淤泥土地基承載力指標(biāo)：淤泥的承載力指標(biāo)可以用太沙基公式的形式來表示，即      &

38、#160;       （10）式中：P：地基容許承載力（kN/m2）Nr，Nc，Nq為承載力系數(shù)，它們是土的內(nèi)摩擦角的函數(shù)，其中可查下表，我們把它稱為太沙基承載力公式，是我們巖土工程學(xué)中的又一圣經(jīng)型公式，具體的推導(dǎo)我們可以不需要去詳細(xì)知道，但我們應(yīng)該知道第一項(xiàng)是一定寬度的基礎(chǔ)下的主動(dòng)土壓力對(duì)承載力的貢獻(xiàn)，第二項(xiàng)可以當(dāng)作一定深度下圍壓（）對(duì)于承載力的貢獻(xiàn)，第三項(xiàng)應(yīng)理解為土的粘聚力和內(nèi)摩擦角構(gòu)成的抗剪強(qiáng)度對(duì)于土的承載力的貢獻(xiàn)，所以此式中的第一項(xiàng)采用基底以下土的容重：而第二項(xiàng)應(yīng)采用基底以上土的容重。Nr，Nq，Nc與的關(guān)系值0&

39、#160;   Nr    Nq    Nc0    0    1.0    3.142    0.03    1.12    3.324    0.06    1.25

40、    3.516    0.10    1.40    3.718    略            略              

41、0;     44    3.20    14.50    14.0045    3.70    15.60    14.60    上面揭示了幾個(gè)重要的土力學(xué)意義：土的承載力是和基礎(chǔ)寬度、基礎(chǔ)埋深和土層的粘聚力三大指標(biāo)有關(guān)的，而這三大指標(biāo)又和土層的內(nèi)摩擦角有關(guān)，對(duì)于淤

42、泥質(zhì)粘土和常規(guī)的軟土，=0，所以根據(jù)上表第二行，Nr=0，Nq=1.0 ，Nc=3.14那么=+3.14c    我們拿最典型的吳江盛澤地區(qū)的軟土舉例，如果C=12kPa，=0，基礎(chǔ)埋深1米，軟土的容重取19kN/立方米，那么承載力=19×1+12×3.14=56kPa    但要注意，軟土地區(qū)的地表往往發(fā)育有一層相對(duì)強(qiáng)度較高的硬殼層，對(duì)于這一硬殼層應(yīng)充分利用，應(yīng)該采用盡量淺埋基礎(chǔ)，這樣雖然土的承載力計(jì)算結(jié)果可能偏小，但能夠有效減小后期沉降。    如果淤泥的指標(biāo)有一定的數(shù)值的話（比如淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等），則承載力指標(biāo)可能會(huì)達(dá)到7090kPa，這種承載力指標(biāo)足夠滿足廣大的中小建筑物的需要。    12、淤泥的靈敏度大，常用靈敏度St來表示，靈敏度是原狀試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與相同含水量重塑試樣的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比。我們?cè)谟倌噘|(zhì)土的基坑底部未擾動(dòng)區(qū)域行走，一開始還可以走，反復(fù)走動(dòng)后就會(huì)漸漸發(fā)現(xiàn)我們的腳陷入了淤泥質(zhì)土中無法自拔，就