基坑支护中淤泥软土的抗剪强度取值

　　1.淤泥软土抗剪强度指标常用取值方法

　　土的抗剪强度指标的测定有原位测试和室内试验两种方法。原位测试基本在原位应力的条件下进行，但是边界条件不能控制和精确确定，试验结果受外界因素影响。常用的原位测试方法主要为十字板剪切试验，其可直接测定饱和淤泥软土的不排水强度。室内试验方法的优点是边界条件可以明确确定并可加以控制，通常采用直剪试验（包括快剪和固结快剪）或三轴剪切试验（包括UU、CU试验）测定。基坑支护设计中土体的抗剪强度指标常采用室内试验测定。

　　（1）十字板剪切试验：十字板剪切试验是利用插入土中的标准十字板头，以一定的速率扭转，通过量测土体破坏时的抵抗力矩来测定土体的不排水抗剪强度。十字板剪切试验是在现场原位进行，对土体扰动较小，较能反映土体的原位强度。但是，对于不均匀土层，或土层中夹有砂土或粉土的淤泥软土，十字板剪切试验误差较大。

　　（2）直剪试验：直剪试验是将环刀切取的土试样置入剪切盒中进行剪切，通过不同垂直压力作用下的剪切试验获得抗剪强度参数。直剪试验分为快剪和固结快剪。直剪试验优点是仪器结构简单，操作简便。

　　缺点是：①剪切面不一定是试样抗剪强度最弱的面；②剪切面上的应力分布不均匀；③不能严格控制排水条件

　　（3）三轴剪切试验：三轴剪切试验是在圆柱形试样上施加最大主应力（轴向应力）σ1和最小主应力（围压）σ3，保持其中之一（一般是σ3）不变，改变另一主应力，使试样中的剪应力逐渐增大，直至剪切破坏，由此求得土的抗剪强度。一般分为不固结不排水剪（UU）和固结不排水剪（CU）两种方法。

　　三轴剪切试验的优点是：①剪切面不固定，破坏面是最弱处；②应力状态比较明确；③能严格控制排水条件。缺点是操作比较复杂，试验时间长。

　　2.规范对抗剪强度指标的规定

　　采用不同的抗剪强度试验方法所得的抗剪强度参数对计算土压力具有较大差异，对此目前仍存在较大争议，我国的国家规范和行业标准对此并不统一。

　　《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）规定：对饱和粘性土，当加荷速率较快时宜采用不固结不排水（UU）试验；饱和软土应对试样在有效自重压力下预固结后再进行试验。直接剪切试验应根据荷载类型、加荷速率和地基土的排水条件确定。但该规范没有明确抗剪强度参数用于计算地基承载力还是计算基坑支护土压力。

　　《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）规定：为验算基坑工程支挡设计所进行的抗剪强度试验，对粘性土宜采用三轴压缩试验。验算地基整体稳定性宜采用不固结不排水试验（UU），提供Cuu，φuu参数，对饱和软土应预固结后再进行试验；计算土压力可采用固结不排水试验（CU），提供Ccu，φcu参数。该规范修订时对软土进行了试算和对比，固结快剪试验参数和CU试验参数计算所得的强度较为接近，两者与UU强度比较，UU试验计算出来的被动土压力明显偏小，偏于不安全。因此，计算土压力可采用CU试验，当有可靠经验时，也可采用固结快剪试验指标。

　　《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规定：对淤泥及淤泥质土，应采用三轴不固结不排水抗剪强度指标。笔者认为，一般淤泥软土的UU试验结果的φuu为零或非常小，Cuu一般为28～35kPa。根据零压区高度h=2c/γ可得，在3～4米深度范围内没有土压力，意味着不需要支撑了，显然这是不合理的。

　　《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）规定：对正常固结土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标或直剪固结快剪强度指标；对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标。由于基坑开挖过程是卸载过程，基坑外侧土的总应力是小主应力减小，大主应力不增加，基坑内侧土的竖向总应力减小，因此，土压力计算采用固结剪切方式较符合实际情况。

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