第九章 软弱地基处理 （一）本章学习目标
1．理解软弱地基的概念
2．熟练掌握常用地基处理方法的处理原理、适用范围 3．学会换填垫层法的设计要点。 （二）本章重点、要点
常用地基处理方法的适用范围、换填垫层法的设计要点 （三）本章练习题或思考题： 1．名词解释：
软弱地基、换填垫层法 2．填空：
1）采用换填垫层法处理软弱地基时，垫层的厚度一般不宜大于 3 m。 2）使用特制的搅拌机械，以水泥浆（粉）或石灰粉作为固化剂，在土层中强
行与土拌和，使土硬结成水泥（或石灰）土桩体或连成地下桩排，这种地基处理方法称为 沉层搅拌法 。
3）换土垫层的厚度不宜小于 6.5 m，且不宜大于 3 m。 3．单项选择题： 1）砂垫层不宜用于处理 （ ）
A．湿陷性黄土地基 B．杂填土地基 C．淤泥地基 D．暗沟 4．简答题：
1）简述软土的工程特性。
1）颜色以深色为主，颗粒成分以细颗粒为主，有机质含量高；
（2）天然含水量高，孔隙比大。含水量在34%～72%之间，孔隙比在1.0～1.9之间，饱和度一般大于95%，液限一般为35%～60%，塑性指数为13～30，天然容重在16～19kN/m3； （3）压缩系数为，属于高压缩性土；
（4）透水性差。大部分软土的渗透系数在；压缩性高；
（5）具有触变性。一旦受到干扰，土的强度明显下降，甚至呈流动状态； （6）抗剪强度低；软土的抗剪强度与加荷速度及排水固结条件密切相关； （7）流变性显著其长期抗剪强度只有一般土质抗剪强度的40%～80%；
从这些物理、力学特性上可以看出，在软土地区不宜建筑重型建筑物。对一般建筑物和铁路路基基底应采取相应的处理措施。
2）换土垫层法的原理是什么？如何确定垫层的厚度和宽度？为什么厚度太薄和太厚都不合适？ 换土处理软弱地基的目的是要提高持力层的承载力特征值达到要求目标。 换土宽度和厚度要根据基础上的荷载及基础底板宽度，按基础与人工土的目标压缩模量比确定扩散角度，计算确定。若有下卧软弱层，尚需验算。见GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》相关章节。
4）换土垫层法的作用主要有哪些？
1. 换土垫层法
(1)垫层法 其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。
该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。
(2)强夯挤淤法 采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。可提高地基承载力和减小变形。
适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。
考试样题
一．单项选择题（本大题共 小题，每小题1分，共 分）
在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选者均无分。
1．土的颗粒级配曲线较陡，表示 （ ）
A．土粒大小较均匀，级配良好 B．土粒大小不均匀，级配不良
C．土粒大小不均匀，级配良好 D．土粒大小较均匀，级配不良
二．多项选择题（本大题共 小题，每小题1分，共 分） 在每小题的五个备选答案中选出二至五个正确答案，并将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或少选者均无分。
1．可用于判别砂土密实度的指标有 （ ）
A．天然孔隙比 B．砂土相对密实度 C．饱和度 D．土粒相对密度 E．标准贯入试验的锤击数 三．填空题：（本大题共 小题，每小题1分，共 分）
1．根据墙背倾角的不同，重力式挡土墙可分为仰斜、竖直和俯斜三种，其中，作用于墙背上的主动土压力以 式最小。 四．名词解释：（本大题共 小题，每小题2分，共 分） 1．结合水
五．简答题（本大题共 小题，每小题5分，共 分）
1．换土垫层法的原理是什么？如何确定垫层的厚度和宽度？为什么厚度太薄和太厚都不合适？
六．计算题（本大题共 小题，合计 分）
1． 对某砂土土样进行直剪试验，当法向压力?=100kPa时，测得抗剪强度
?f?52kPa。已知同种土制备的土样承受大主应力?1?120kPa，问小主应力
?3满足什么条件土样才不会发生剪切破坏？（8分）
附：章节练习题答案（计算题部分） 第一章
m1870?1.87g/cm3 1）???V1000 w?mw1870?1677?100%??100%?11.5% ms1677ds(1?w)?w?1?2.66?(1?0.115)?1?1?0.586
1.87e??Sr?wds0.115?2.66??52.2% e0.5862）1．由干砂密度?=?d=1.66 g/cm3得孔隙比e??wds1?2.69?1??1?0.62 ?d1.66在雨中Sr=40%，含水量w?Sre0.4?0.62??9.2% ds2.693）e?ds(1?w)?w??1?2.67?(1?0.129)?1?1?0.805
1.67 Sr?wds0.129?2.67??43% e0.805 ?sat??w(ds?e)1?e?10?(2.67?0.805)?19.25kN/3m
1?0.805 ????sat??w?19.25?10?9.25kN/m3
第二章 1）
1??= 19 kN/m 细砂32?sat = 19.4 kN/m 338kPa3?sat = 17.4 kN/m 361.5kPa粘土94.8kPa164.8kPa4 （1分）
表面处：?cz1?0 （1分） 杂填土底处：?cz2??1h1?19?2?38kPa （1分）
?h2?38?(19.4?10)?2.5?61.5kPa （2分） 粘土底处：?cz3??cz2??2?h3?61.5?(17.4?10)?4.5?94.8kPa （2分） 淤泥底处：?cz4??cz3??3基岩层面处：?c??cz4??whw?94.8?10?7?164.8kPa （1分）
第三章
1）由于地面作用大面积均布荷载，所以粘土层中附加应力为均匀分布，即 ?z?p0?150kP a
粘土层的最终（固结）沉降量s??zhEs?150?10?300mm 5加荷1年时，时间因素 Tv?Cvt12?1??0.48 102h2()2固结度 Ut?1?8?2exp(??2Tv4)?1?8?2exp(??2?0.484)?75%
故加荷1年时地面的沉降量为 s??s?Ut?300?0.75?225mm 2）由于大面积荷载，所以?z?p?50kPa 由于地面堆载而引起的粘土层最终压缩量为
s??zHEs?50?5?50mm 5地下水位下降后，粘土层中自重应力增量为
??cz?(????)h?(18?8)?3?30kPa 因此而引起的附加沉降为
s???czH30?5??30mm Es5
第四章
1）由于已知该土样的有效内摩擦角为??= 26°，所以 破裂面与水平面夹角成??450???/2=58° 由试验得?1?274?196?470kPa, ?3?196kPa 破裂面上的正应力?和剪应力?分别为
1111(?1??3)?(?1??3)cos2??(470?196)?(470?196)cos1160?273kPa 222211??(?1??3)sin2??(470?196)sin1160?123kPa
22??在破坏面上的有效正应力为?????u?273?176?97kPa 由于此时?f???c????tan??，所以，c??75.8kPa
2）当土体处于极限平衡状态时?1= 300 kPa所对应的小主应力应满足
???3p??1tan2(450?)?2ctan(450?)22 002626?300tan2(450?)?2?20tan(450?)?90kPa22而?3p??3= 123.75 kPa
?52?27.47o 所以内摩擦角??arctanf?arctan?100在极限平衡状态下且?1?120kPa时， ?3应满足
?3p27.47o??1tan(45?)?120tan(45?)?44.24kPa
222o?2o所以当?3p
第五章 1）