淤泥質土

淤泥質土根據土中有機質含量的多少，也可將土劃分為無機土、有機土、泥炭，泥炭質土。有機土包括淤泥、淤泥質土，其有機質含量為：5%<Wu≤10%；泥炭質土有機質含量為：10%Wu≦60%。

基本介紹

• 中文名：淤泥質土
• 外文名：mucky soil
• 屬於：軟弱土
• 工程特性：固結沉降、側向擠出和次固結沉降
• 特點：壓縮性高、強度低
• 套用領域：建築技術

簡介

軟弱土是抗剪強度較低、壓縮性較高、滲透性較小、天然含水較大的飽和粘性土，其中淤泥和淤泥質土就是軟弱土的主要類型。淤泥質土指天然含水率大於液限、天然孔隙比在1.0~1.5之間的粘性土。這種土主要分布在我國東南沿海地區和內陸的大江、大河、大湖沿岸及周邊。由於壓縮性較高、強度低、因此地基沉降大，且多為不均勻沉降，極易造成建築物牆體開裂、建築物傾覆。在工程建築中，必須引起足夠的重視。

工程特性

1、地基的沉降由固結沉降、側向擠出和次固結沉降三部分組成。當荷載小於比例界限值（即從荷載試驗曲線得到的直線段）時，沉降主要由固結所引起。在相同條件下淤泥及淤泥質土地基沉降量比一般第四紀粘性土天然地基大若干倍。因此，上部荷重的差異、複雜建築體型、建築物的毗鄰及大面積地面負荷等都可以引起嚴重的差異沉降或傾斜，造成房屋損壞，上下水管道開裂及雨水倒灌等不良後果。

2、沉降速率較大且沉降穩定歷時較長，沉降速度與施工的快慢和活載堆積的速率有關。緩慢的加荷，如一般民用房屋或工業建築的活載較小者，竣工時速度大約為0.5～1.5毫米/日，施工期間沉降量約為總量的20%。主固結沉降穩定歷時約需數年。加荷速率過快，且荷載較大時，建築物容易發生傾斜甚至倒塌事故。主要沉降完成後還有相當長時間的次固結沉降。次固結沉降速率較小，但延續時間可達幾十年。

3、淤泥固結後的抗剪強度和壓縮模量比固結前有很大的提高，預壓加固地基的方法就是根據這個原理提出的。

4、在地震周期荷載作用下淤泥地基將出現附加下沉，下沉量與周期荷載的大小、循環次數及地基中的靜剪應力狀態有關。在中國唐山地震期間，渤海沿岸淤泥地區房屋出現了程度不同的下沉；在烈度超過八度地區，下沉量有的超過30厘米，並引起房屋不同程度的傾斜；七度地區下沉現象較輕，一般只有靜載引起的沉降的十分之一。

結構

淤泥與淤泥質土的本質區別在於其天然孔隙比不一樣。淤泥的天然孔隙比大於等於1.5，淤泥質土的天然孔隙比大於等於1而小於1.5。泥炭土是在潮濕和缺氧環境中未經充分分解的植物遺體堆積而成的一種有機質土，有機質含量Wu 60%，其含水量極高，壓縮性很大，且不均勻，一般不宜作為天然地基，需進行處理。

泥炭及泥炭質土的工程特性表現為三高兩低：

①高含水量w=40～90%甚至100%；

②高壓縮性，快，不均勻； 壓縮係數為 0.5M～3.0M；

③高流變性隨時間的次固結量大；

④低強度:不排水強度，Cu =10～20kPa 30 kPa N5；fa100kPa；

⑤低滲透性：滲透係數為：10-5～10-8cm/s，固結過程很慢。

由淤泥及淤泥質土組成的高壓縮性軟弱地基。淤泥及淤泥質土是在靜水或非常緩慢的流水環境中沉積，並伴有微生物作用的一種結構性土。就其成因看有濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積及沼澤沉積四種。在中國渤海、東海、黃海等沿海地區的天津、上海和廣州等城市，長江中下游、珠江下游、淮河平原、松遼平原，洞庭湖、洪澤湖、太湖和鄱陽湖四周，以及昆明滇池地區，都埋藏有厚度達數米至數十米的淤泥及淤泥質土。它的含水量接近或超過液限；孔隙比大於1，有的高達2.5；壓縮係數大於0.5×10帕,有的超過2×10帕；滲透係數為10～10厘米/秒；容許承載力一般為30～100千帕。

施工方法

建築結構

除按一般地基設計原則和方法進行外，尚需根據淤泥地基變形大、強度低、變形穩定歷時長等特點，及建築結構的具體條件，採取相應的建築結構和地基處理措施。

工業廠房與民用房屋往往造型複雜，在平面上有工字形、L形、T形，在立面上有高差變化，在結構上有時為磚石結構與排架結構相連。至於舞台、圖書館、體育館等建築則更為複雜。沉降觀測資料說明：建築平面、立面和結構變化的部位，也常是地基變形差異較大，容易引起牆體開裂的部位。因此，在設計時應採用以下措施：①體型不宜太複雜，同一棟建築高度和荷載不宜變化太多，房屋的縱牆不宜中斷或曲折。②將整個房屋劃分為若干基本單元，各單元的長高比應小於2.5，使各單元具有獨立良好的剛度和調整不均勻變形的能力。③各單元的結構、荷載應儘量相同。如果相鄰兩單元的結構、荷載有明顯的差異，應計算建築物各部分的沉降，並研究在結構較弱、荷載較輕的單元可能出現的問題，如高低層相鄰，要考慮高層對低層的影響。必要時必須改變基礎形式或施工程式，如先建高、重部分，待其完成後再建低、輕部分等。各單元間應留沉降縫；如有可能，可用簡支梁連線。④橫向剛度甚弱或無內橫牆的多層房屋，特別是雙跨的框架結構，其中柱荷載很大，橫向變形會很不均勻，應通過變形計算，務使其沉降差異小於0.003l（l為柱中心間距）。

在近代工業區或大城市中，建築物之間的間距甚小，這種情況往往會引起建築物的傾斜。傾斜超過容許值後，對使用及安全都不利。可通過計算確定傾斜量。如不能滿足使用要求，則可在兩相鄰建築物之一採用樁基解決。

在高層建築的基礎設計中，常採用箱形基礎加地下室式的補償式基礎，以滿足地基承載力和沉降要求。該法的原理是通過挖去的土方，減少地基中的附加應力和增加基礎剛度，以達到減少沉降及增加地基穩定性的目的。補償式基礎在地震區還有較好的抗震性能。

各種倉庫、碼頭貨棧和高填土等都會引起地面凹陷，樁基和牆基不均勻轉動下沉，嚴重時會造成柱身及牆身斷裂及吊車滑行。根據大量現場調查，平均堆料在3噸/米以下時，仍可採用天然地基，但應注意由於不均勻下沉而產生的吊車軌道不平及吊車頂與屋架下弦相撞等問題；同時，應適當增加柱的斷面和配筋；禁止在基礎上堆料。當平均堆料超過3噸/米時，要通過計算確定是否可用天然地基；必要時應設定柱基樁。露天堆載數量因不涉及建築物安全，可根據起吊設備要求確定技術措施，但要驗算地基穩定性。

處理措施

常用的處理方法分為三類：①利用預壓以減少地基變形，增加地基承載力。為了縮短預壓時間，多採用砂井排水法,但由於預壓所需堆載較多,使用受到一定限制。目前，已有真空排水預壓法，效果甚好。②採用砂墊層（見換土法）和碎石樁（見振沖法），這些方法在薄層土中效果較好。③採用剛性樁，如鋼筋混凝土預製樁、灌注樁和鋼管樁，適用於重型構築物或沉降要求嚴格的建築物；採用樁基礎後，上部建築可不設沉降縫，也不需要在結構上採取嚴格措施，但造價比較昂貴。