特殊土质地基.doc

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1、3. 2特殊土质地基一、黄土地基1黄土是在第四纪形成的一种特殊的陆相疏松 堆积物颗粒成份以粉粒为主，颜色一般呈黄 色或褐黄色。世界上黄土分布很广，集中在 干旱和半干旱地区。黄土在我国分布广泛， 分布面积大约有64万平方公里，其中具有湿 '障性的约为27万平方公里。夕勺黄土按成13分为：原生黄土和次生黄土。由风力堆积，又未经次生挠动，不具层理的为原生黄土。由风力以外的其他原因而成，常具有层理或砾石、砂类层，称 为次生黄土。r黄土在一定压力下受水浸湿后，结构迅速 破坏，这种性能称为湿陷性。湿陷性是 黄土独特的工程地质性质。3黄土的湿陷性机理财显陷性机理较多，其中土体欠压密理论 有较好的解释

2、。图35黄土结构示倉ffj116 悬If駅土刖金承胳该理论认为黄土一般在干旱条件及半干旱条 件下形成，这些地区降雨量少，蒸发量大的 特殊自然条件导致盐类析出，胶体凝结，也r 而产生加固粘聚力在土湿度不很大所情况仔 上覆土层不足以克服土中形成的加固粘聚力， 因而形成欠压密状态，一旦受水浸湿，加固 粘聚力消失，就产生湿陷。湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿 陷性黄土两种。前者是指在上覆土自重压力 下受水浸湿发生湿陷的湿陷性黄土地基；后;者是指只有在大于上覆土自重压力下受水浸 邛显后才会发生湿陷的湿陷性黄土地基。二、黄土湿陷性的判定多用室内浸水侧限压缩试验。1、陷湿系数： hp-h;'=

3、ho'陷湿系数反映了黄土对7.的敏感程度。<0.0 1 :时，定为非湿陷性黄 土。°>0.0 1；时，定为湿陷性黄土。黄土规范规定，计算时压力P从基础底面（初堪时从地面下1.5米）算起。到其下10米 内土层为200KPa, 10米以下至非湿陷性土层顶 面应用上覆土的饱和自重压力（大于300用；300） o如基底压力大于300时，仍用实际压芬剝别 黄土的湿陷性。2、湿陷起始压力和湿陷起始含水量、黄土的湿陷量与所受压力有关，存港二个力。p-8s6s =0.01:压力界限，压力低于这个数值，黄土浸 水也不会湿陷，这个压力为湿陷起始压所对应的压力作为湿陷起始压力O黄土的湿

4、陷其始含水量在外荷载或自重作 用下，受水浸湿开始出现湿陷现象时的 最低含水量。3、湿陷类型和湿陷等级 自重湿陷量的计算公式为：Z=1当、Mcrr时应定为非自重湿陷性黄 土场地。时应定为自重湿陷性黄土场地。当一 一因地区土质而异的修正系数。gsi - -表示第i层土层的饱和自重压力卡的 湿陷系数，氛$ 亠-h；ZS7力Ohz -加压至土层的饱和自重压力下时, 下沉稳徉后的试样高度。h -浸水饱和后土样下沉后的高度。n-计算厚度内湿陷土层的数目，从天然地面算起（挖、填方较大时从设计地面算起）其中Szs <0.01 f 不计。湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底 下各土层累计的总湿陷量和自重湿

5、陷量 的大小来确定。总湿陷量可按下式计算：wi=lQ -考虑黄土地基侧向挤出和浸水几率 等因素的修正系数。无浸水几率取0,有2 浸水几率，基底下5米深度以内可取1.5,1- 3米深度以下非自重湿陷性黄土场地取0, 傘Q自重湿陷性黄土场地按-第i层土的湿陷系数和厚度。计算时土层厚度自基底（初勘时从地面下、厶1.5ni）算起；对非自重湿陷性黄土地基* 累计算到其下5m,对自重湿陷性黄土地 基，根据地区经验确定。其中 <0.01： 的土层不计。例题关中地区某建筑场地初勘时扳井的土工实验资料S3 3y wx j j*漫陷性黄土地基的湿陷等级陷总起陷场Mem)类敬非自觅用陷性场地自亜理陷性场地&l

6、t;77<4<35亠>355<A<30130<4.<6018或Q1 flEAA60WV注：当思湿陷S A.>50cm,自3J湿陷磯的计算值岛/>30cm时、可判为I级其他情配可判为S级，50土样野外编号取土探度("0£f"按SrW舫时tkN/m1)3,I ! I1备注3T2.5?700.97517.8003$0.002'带号的氏就322-52-?01. IOO17-40. 059Q.C13-打来计人哄汁； 3335人52. 701-2150. 0760.022血为土的剧猶3T乳52、701-12?17-

7、20250.012-3-5$.52.701-12GJ.20-回0.031366. 52.701.3Q016-50.0910.0753T752. 70117917.00.07!U. 0603-&S.S0.72. 701-07217.40,0390.01?'3-99.52. 710. 787心0. 002 1o.oori10. S2.700- 778出90,0012*am-首先计算自重湿陷鈕久，由式(313)知,关中地区&=0.7。3.湿陷性黄土地基的勘察和工程措施'（-）湿陷性黄土地基的勘察1）查明黄土层的厚度和分布，测定各种惋送 理指标。2）研究地形起伏与降水的

8、积累和排泻情况。3）划分不同的地貌单元，查明不良地质现 象。4）调查访问，了解情况。L）调查邻近已有建筑物的现状、开裂及损 由坏情况。()地基设计和工程措施亠' 二'黄土规范的规定：時* 地基处理的目的：消除黄土的湿陷性。防水措施:3. 2. 2红粘土地基-、红粘土的形成'亚热湿热气候条件下，碳酸盐类岩石及其&间所夹其他岩石，经强烈风化后形成的* 种高塑性粘性土。我国红粘土和次生红粘土广布于云南、贵 州、广西、四川、广东、湖南等地。.红粘土一般情况下处于饱和状态，天然含水量高，孔隙比大，但土的压缩性低，N .强度高，工程性能好，是建筑物良好的 橈k也基。tv n

9、tlm>丁忡戌分*lhfO*«i tru m1.0$20-JO-20 )0J0-I01.5VS30-to303020-302.S20-3020-30W702070ftm4-55070<1020-3010-1515-25tl姑土的了枸成分W 3 4il站土的化学成分ft J.5堆K保厘(m)化节底分(H)SiOjF“6AI,O,CaOMgOMnO；ft Ri13.046.916022-2lS30.12一24.0IS. 512.22JZ1.56a 063(S.O<0.817.725.51.830.49g68.9g.613.41.73. »一斤址33. S12.

10、73640.80.754.010.4IS. 50.91. 1一2 «fl131.528.617.6<0.5hl0. 53一o. 69】32.55 i329. 10.891. 4U住：弟曲比附炼合助M貝宵斡.二、红粘土的成分及物理力学特征 成分见表。物理力学特征为:1）天然含水量高。2）密度小。3）塑性界限高。4）表层处于坚硬或硬塑状态。土的压缩性低，强度高。 无湿陷性。三、红粘土地基的特点：1）土层厚度分布不均。'2）沿深度自上而下，含水量增加，土质舐 硬变软。3、岩溶现象常较发育。4）具有较小的吸水膨胀性，但失水收缩性 大，裂隙发育。".四、确定红粘土地基承

11、载力的一般方法厶1）规范查表法攥2）现场载荷试验法。(1规范査表法当基砂寃度埋置深度Wo. 5m时红牯土地墓祇载力的基卒值可根据土的含水比 =和液塑比A釜质表3.6确定.红帖土承载力慕本值(kPa喪3.6S5 希标 50.50. 60.7O.ft0.91.0釘任4C1 7380270210801501409 in X>2-328G200150】30110决生肛站土250190150nonoIQO,的折 WSftc0.4.红粘土力学指标的经验既值表3？土的帕1地墓承就力(kPa)£吩)阳（MPQK姥30035011-1321-252.0-2.2220-3007-1114-211.

12、8T.0120-220578141，2T8软a 80-1202,5538b 07 23）查用地区的经验数值。、五、关于红粘土地基变形量计算问题 压缩模量的确定：压缩模量是基底以下各计算土层所对应的 压缩模量。而红粘土地基随深度的增加 含水量加大，状态由硬变软，压缩模量 也变小。因此计算时应选择不同含水量 对应的压缩模量。计算深度的确定：)地基的绝大部分变形集中在压板下较小 的深度范围，在深度0-0. 5b范围内，d 总变形的50%以上，0-lb范围内，占 总变形的80%以上，0-2b范围内，占 总变形的92%以上，可见对方形和矩形 基础其压缩计算深度可近似取基础宽度的2倍，不需根据附加应力和自

13、重应力来323膨胀土地基膨胀土是指土中粘粒主要由亲水矿物组成, 同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两 种变形特征的粘性土。膨胀土在我国分布广泛，以黄河以南地 区较多，常常呈岛状分布。由于其具有明显的膨胀和收缩特征，很 - 容易导致土体的变形、开裂及建筑物倒 務塌等严重的工程事故。膨胀土特性：膨胀土在自然条件下，呈 坚硬或硬塑状态，结果致密，裂隙发丄 育，常有光滑面和擦痕，风干时出现空昶 大量的微裂隙，遇水则软化。一般呈 灰白、灰绿、灰黄等颜色。具有上述 工程地质特征的场地，且自由膨胀率 大于或等于40%的土，可以判定为膨 胀土膨胀土是一种特殊的粘性土，粘粒含量 高，塑性指数Ip大于17,多在22

14、-35 ' 之间，天然含水量接近或略小于塑P恕£ 表现为压缩性低，强度高，因此容易 被认为是良好的天然地基。B膨胀土的工程特性指标膨胀土除一般指标外，还有:2自由膨胀率：将人工制备的土样在水中充分' 浸泡后增加的体积与原体积之比，叫自由膨胀率。膨胀率：在一定压力下，处于侧限条件下的 原状土样浸水膨胀稳定后，试样增加的高度与 原状高度之比，称为膨胀率。*1(1土的VKVK分类自由b胀缩等级40/<6565W3/<90"90匚3线缩率和收缩系数线缩率：是指原状土样的垂直变形与土样原始高度之比，用百分数表示。收缩系数：是指不挠动土样在直线收缩阶 段，含

15、水量减少1%时的竖向线缩率，用 下式表示：338含水量w与线收缩率&关系曲线二、膨胀土的工程判别工程地质的特征：1、裂隙发育，常有光滑面和擦痕，在 自然条件下，呈坚硬或硬塑状态。2、多出露二级或二级以上阶地、山前 和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，无 明显自然陡坎。常见浅层塑性滑坡、地裂。4、建筑物裂缝随气候变化而张开和甬合。 经统计，膨胀土的一般特征为：“1）属高塑性粘性土。M2）自由膨胀率大于40%,也有高达100% 的。3）天然含水量常接近塑限。4）天然孔隙比0. 5-0. 8之间。5）强度和压缩性随含水量的改变而显著变3、膨胀土地基的变形计算可按下列3种情况分别计算1）当地表下5处

16、地基土的天然含水量等于 或接近最小值时，或地面有覆盖层而无 蒸发可能时，及建筑物使用期间常有水 浸湿的地基，可按膨胀变形计算。2）当地表下Ini处地基土的天然含水量大于 1.2倍的塑限含水量时，或接近高温作用 的地基，可按收缩变形计算。3) 其他情况可按胀缩变形计算。(1)、地基土膨胀变形量按下式计算1=13 epi -第i层土的平均自重压力 和平均附加应力之和作用下的膨胀率。计算深度应根据大气影响深度确定。妙胀土地基变形什算丽意3)各层土应力分布示意0(6會水贾变化jOMm保度内有不逮水畐窘时含水童变化(2)地基土的收缩变形量计算计算深度可根据大气影响深度确定，在计 算深度内有稳定地下水位时

17、，可计算至 水位以上。地表以下lm处含水量按下式计算:丄W p白勺地恚士白勺夫乍计算深度处的含水量变化值:第i层土含水量变化值的平均值计算:(3)地基土的胀缩变形量计算(4)计算中的几个问题膨胀土的湿度系数，应根据当地10年以上 土的含水量变化及有关气候资料统计求 出，无资料可按下式计算：Ww =1.152 O/72<5z 0.00 ia当土 月 冰月 白勺发:乂牙口 全悪卷力之匕匕。c中月彳分白勺与F笔雨量:菱值之'吕干口。大气影响深度，是指自然条件下，由降水、蒸发、 地温等因素引起的升降变形的有效深度。可由湿度系数查表。大气影响急剧深度是大气影响特别显著的深度，X可按查表的影

18、响深度乘以0. 45采用。膨胀土地基的膨胀变形量，应取基础上某点的最 大膨胀变形量。收缩变形量，应取基础上某点的最大收缩下降量。胀缩变形量，应取基础上某点的最大膨胀变形量 和最大收缩下降量之和。膨胀土地基的胀缩等级:1氓.V 3寸 为。3氓.V V Oz"H寸V氓.日寸 JZL o*10-2 胀土地基的胀缩等级地基分线变«|i<(mm>级 剧】6W35I35CX701Q70I地基分级变形懺6可按膨胀土规范公式计算.4、地基承载力的确定1) 现场浸水载荷试验沫标IH3H深度为0测标2b憔标3J-深标犬气龙响深度L、 / (、r、f r(L (T-1J Q)i)i)

19、Iz ky vJ J/ kJ L3Q036Q|35O135O|35Q35O| 350| 3501350350 B50350| 350135535012h*十J12hb2b、/彳(> f+i Z> fK r> < (、c弋7 t7 丿屮 J丿屮 qf j)I钻孔 间距350图311浸水裁荷试验p乍关系示意2）采用室内饱和三轴不排水试验确定的抗男强 度参数确定。3）按地区经验确定，无资料地区按表3。10确甦k5、地基稳定性验算稳定安全系数取12。1）土质均匀，无节理面时，按圆弧滑动法验算。2）土层较薄，层间存在软弱层时，取软弱层面 进行验算。3）层状构造的膨胀土，如层面与坡

20、面斜交，且交 角小于45度时，验算层面的稳定性。6、膨胀土地基基础埋置深度-其最小埋置深度不应小于lm。平坦场地上的砖混结构房屋，以基础埋深哎題 为主要防治措施时，埋置深度应取大气 影响急剧层深度，或通过变形计算确定。以宽散水为主要防治措施时，散水宽度在1 级膨胀土地基上为2. Om,在2级膨胀土地 基上为3.0m时，埋置深度可为lm。艘地上甚础塌滦卄算示意d 0.4-4-ZXl0.2<do3?>OJ2«+O_2当采用桩基时，桩尖应锚固在非膨胀土层 中或深入大气影响急剧层以下的土层中, 其深入长度应满足：1）按膨胀变形计算时:2）按收缩变形计算时:I 二亠S：!° _3）按胀缩变形计算时： 其深入长度取上述的较大者。 10. 1. 3膨胀土地基的工程措施A设计措施总平面设计：厂址应尽量选择在排水通畅 地形条件简单，土质较均匀、胀缩性较 小以及坡度小于14°并有可能采用分级 挡土墙的地段，避开地裂、冲沟发育、 地下水变化剧烈和可能发生浅层滑坡等 地段。