《基础工程第八章》PPT.ppt

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1、基础工程第八章PPT课件,1,第8章特殊土地基一.湿陷性黄土地基,(一)定义：凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低的，称为湿陷性黄土。 (二）分类：1.自重湿陷性：黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下 发生湿陷的称自重湿陷性黄土；2.非自重湿陷性：若在自重应力作用下不发生湿陷，而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。,基础工程第八章PPT课件,2,（三）湿陷性黄土的物理力学性质(1)物理性质1)颗粒组成,基础工程第八章PPT课件,3,2)孔隙比：在0. 85-l.24之间变化，随深度而减 小，土的孔隙比越大，湿陷性

2、越强；e 24 %，土已不具湿 陷性或湿陷性轻微；一般含水量低时，湿陷性强， 土的承载力较大。 4)饱和度 ：当饱和度75%时，土已不具湿陷性。 饱和度与湿陷系数成反比直线关系。 5)液限 ：当液限30%时，则湿陷一般较强烈;液 限越高，黄土的承载力越高。,基础工程第八章PPT课件,4,(2)力学性质 1)压缩：压缩系数介于0.1一1. 0MPa-1之间，形成年 代越久，压缩性越小。 2)抗剪强度 ： 当黄土的含水量低于塑限时，水分变化对强度的 影响最大，随含水量的增加，土的抗剪强度降低； 当黄土浸水过程中，其抗剪强度最低， 当湿陷压密过程结束，含水量虽较高，其抗剪强 度反而高些。,基础工程第

3、八章PPT课件,5,（四）黄土湿陷性评价 (1)湿陷性判定,1）土的湿陷系数 h0土样的原始高度(m)； 对在压力p作用下的土样进行浸水，到达湿陷稳定后的土样高度(m)hp保持天然湿度和结构的土样，在规定试验压力p的作用下，压缩稳定后的高度(m)；,湿陷性判定：我国湿陷性黄土地区建筑规范（GB50025-2004 ）按照国内各地经验采用s=0.015作为湿陷性黄土的界限值，s0.015定为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。 一般认为s0.07为强湿陷性黄土。,基础工程第八章PPT课件,6,2）自重湿陷量自重湿陷量zs(cm)按式计算0因各地区土质而异的修正系数。对陇西地区可取 1.5 ， 陇东、

4、陕北地区可取1.2，关中地区取0.7，其他地区（如山西、河北、河南等）取0.5； hi地基中第i层土的厚度(m)；n计算总厚度内土层数。 n计算总厚度内土层数。 zsi第i层土样在压力值等于上覆土的饱和（S85%）自重应力时，试验测定的自重湿陷系数)；,基础工程第八章PPT课件,7,2)自重湿陷系数hz保持天然湿度和结构的土样，加压至土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度;hz/上述加压稳定后的试样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度;当zs7cm时为自重湿陷性黄土地基，zs7cm时为非自重湿陷性黄土地基。,基础工程第八章PPT课件,8,3）湿陷等级的判定湿陷等级即地基土受水浸湿，发生湿陷的程度。可

5、以用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的 总和（总湿陷量）来衡量。总湿陷量s（cm）用下式计算：,式中：si第i层土的湿陷系数； hi第i层土的厚度(cm)； 考虑地基土浸水可能性、侧向挤出条件等因素的修正系数，1）基底下05m深度内，取1.50；2）基底下510m深度内，取1；3）基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面，在自重湿陷性黄土场地，可取工程所在地区的0值。,基础工程第八章PPT课件,9,湿陷等级的判定：可根据地基总湿陷量s和计算自重湿陷量zs综合，按表判定。,注:当总湿陷量s 600mm，计算自重湿陷量zs 300mm，可判 定为级，其他情况可判定为级。,基础工程第八章PPT课件

6、,10,当基础底面下各土层的湿陷起始压力值都大于其上部土的饱和自重压力时，即为非自重湿陷性黄土场地，否则为自重湿陷性黄土场地。,(2) 湿陷起始压力 定义：湿陷性黄土在某一压力下浸水后开始出现湿陷现象时的压力。 作用在湿陷性黄土地基上的压力小于湿陷起始压力，地基即使浸水，也不会发生湿陷。,设计时如能使基底压力小于或等于土的湿陷起始压力，就可以避免湿陷的发生。,b 、d 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数， 查湿陷性黄土地区建筑规范b3m取3m计算，b6m取6m计算；,(3)湿陷性黄土承载力的宽度、深度修正计算,fafakb（b3）d0（d0.5）,基础工程第八章PPT课件,11,中华人民共和国

7、国家标准湿陷性黄土地区建筑规范Code for building construction incollapsible loess regionsGB 50025-2004主编部门：陕西省计划委员会批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2004年8月1日,基础工程第八章PPT课件,12,中华人民共和国国家标准膨胀土地区建筑技术规范GBJ 112-87主编部门：中华人民共和国城乡建设环境保护部批准部门：中华人民共和国国家计划委员会施行日期：1988年8月1日,基础工程第八章PPT课件,13,第8章特殊土地基二.膨胀土地基 （一）定义：是土中粘粒成份主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和

8、失水收缩两种变形特性的粘性土。 膨胀土是一种特殊粘性土，其主要特点：1）IP约2235，2）含水量接近或略小于塑限Wp，3）液性指数常小于0，处于坚硬状态，4）粘粒含量高，0. 002mm的颗粒超过20%，5）多属低压缩性土。强度高，容易误认为良好地基。6）自由膨胀率一般超过40% ,最高的大于70%7）c、 , 浸水前后相差大，尤其是c值下降2一3倍。,基础工程第八章PPT课件,14,（二）引起胀缩性的主要因素 蒙脱石、伊利石(水云母)、高岭土这类粘土矿物，与水结合的能力强，有吸水膨胀的性能，特别是蒙脱石吸水性最大。土中粘粒含量越多，吸水性越强，膨胀的可能性越大。膨胀土的化学成分是以SiO2

9、,Al2O3,Fe2O3为主，硅铝 分子比值越小，胀缩量就越小，反之则大。土的密度大，孔隙比就小，反之则孔隙比就大； 前者浸水膨胀强烈，失水收缩小， 后者浸水膨胀小，失水收缩大。 当初始含水量与膨胀后含水量愈接近，土的膨胀就小，收缩的可能性和收缩值就大;而二者的差值愈大，土的膨胀可能性和膨胀值就大，收缩就越小。,基础工程第八章PPT课件,15,(三)膨胀土的胀缩性指标1自由膨胀率,Vo干土样原有体积，即量土杯体积，ml；Vw土样在水中膨胀稳定后的体积，由量筒刻度量 出，ml,hw一定压力下土样浸水膨胀稳定后的高度，mmho土样的原始高度，mm。,2. 膨胀率,自由膨胀率可用来定性地判别膨胀土及

10、其膨胀势。,膨胀率可用来评价地基的胀缩等级，计算膨胀土地基的变形量以及测定膨胀力。,基础工程第八章PPT课件,16,定义为：原状土样在直线收缩阶段内，含水量每减少1%时所对应的线缩率的改变值，即：,式中：收缩过程中，直线变化阶段内两点 含水量之差，%；s收缩过程中与两点含水量之差对应的竖向线缩 率之差，%。,3.收缩系数与线缩率,基础工程第八章PPT课件,17,线缩率s,式中Z百分表某次读数，mm; Zo百分表初始读数，mm ; h0试样原始高度，mm。线缩率可用于计算收缩系数。线缩率、收缩系数用来衡量膨胀土的收缩性能。,基础工程第八章PPT课件,18,5.膨胀压力(ps) 是原状土样在体积不

11、变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力。 在设计上如果希望减少膨胀变形，应使基底压力接近于膨胀力。,图8.2 膨胀率-压力曲线,基础工程第八章PPT课件,19,（三）膨胀土地基的评价1.膨胀势膨胀土规范中规定，按自由膨胀率的大小划分土的膨胀潜势强弱，65 ef40% 为弱膨胀势， 90 ef65%为中， ef90%为强膨胀势，ef40%的土可不定为膨胀土。2.胀缩等级,膨胀土规范规定以50kPa压力下测定的土的膨胀率，作为划分胀缩等级的标准，计算地基分级变形量，表中给出了膨胀土地基的胀、缩等级。,注：地基分级变形量Se应按膨胀土规范公式计算.,基础工程第八章PPT课件,20,(四)膨胀土地基变形量

12、可按下列三种情况分别计算：1、当离地表1m处地基土的天然含水量等于或接近 最小值时，或地面有覆盖且无蒸发可能时，以及建 筑物在使用期间，经常有水浸湿的地基，可按膨胀 变形量计算：2、当离地表1m处地基土的天然含水量大于1.2倍塑限 含水量时，或直接受高温作用的地基，可按收缩 变形量计算：3、其他情况下可按胀缩变形量计算。,基础工程第八章PPT课件,21,式中Sc地基土的膨胀变形量,mm;e计算膨胀变形量的经验系数，宜根据当地经验 确定，无经验时，三层及二层以下建筑物可采用0.6;epi 基础底面下第i层土在该土的平均自重应力与平均附加压力之和作用下的膨胀率，由室内试验确定; hi第i层土的计算

13、厚度、mm; n自基础底面至计算深度内所划分的土层数，计算深度应根据大气影响深度确定，有浸水可能时，可按浸水影响深度确定。,1.地基土的膨胀变形量，应按下式计算：,基础工程第八章PPT课件,22,2.地基土的收缩变形量，应按下式计算：,在计算深度内，各土层的含水量变化值i，应按下式计算：,基础工程第八章PPT课件,23,式中 1、p 为地表下1m处土的天然含水量和塑限 含水量(小数); w土的湿度系数，按规范公式计算 ; zi第i层土的深度; zn计算深度，可取大气影响深度，m，在地表下4m土层深度内存在不透水基岩时，可假定含水量变化值为常数，在计算深度内有稳定地下水位时，可计算至水位以上3m

14、。,基础工程第八章PPT课件,24,式中 Ss地基上的收缩变形量,mm; s计算收缩变形量的经验系数，宜根据当地经验 确定，无经验时，三层及三层以下 建筑物可采用0.8， 或按规范公式计算 。 i第i层土的收缩系数，由室内试验确定;,基础工程第八章PPT课件,25,3.地基土的胀缩变形量：,式中s地基土的胀缩变形量，mm; 计算胀缩变形量的经验系数，可取0.7。,基础工程第八章PPT课件,26,三.红粘土地基,1.定义： 是指碳酸盐岩系出露的岩石,经过长期红土化作用,形成并覆盖于基岩上的棕红、褐黄等颜色的一种性状特殊的高塑性粘土。2.分类：原生红粘土：碳酸盐系岩石经红土化作用形成的颜色为棕红或

15、褐黄，其液限大于或等于50%的高塑性粘土；次生红粘土： 原生红粘土经搬运、沉积后仍保留其基本特征，且其液限大于45%小于50%的红粘土。3.性质：孔隙比高（1），含水量几乎与塑限Wp相同，液性指数较小，处于硬塑或坚硬状态, 压缩性低、强度高，膨胀量小,以收缩（干缩）为主，收缩后形成大量裂隙，且裂隙发展快。,基础工程第八章PPT课件,27,红粘土的结构可根据其裂隙发育特征按表6.2.2-2 分类；红粘土的复浸水特性可按表6.2.2-3 分类：,基础工程第八章PPT课件,28,4.红粘土的工程特性与工程措施： （1）具有结构致密,常处于较坚硬状态，且上硬下软、遇水软化的特点。 较均匀的红粘土地基，

16、可利用浅部硬壳层，基础宜浅埋，并满足承载力和变形要求；不能满足承载力和变形要求时，可采用桩基础。 （2)处于岩溶和山地丘陵地段，要特别注意地基的不均匀性和可能出现土洞和岩溶，对露出的石牙应进行处理，在石芽出露的地段，应考虑地表水下渗形成的地面变形。,基础工程第八章PPT课件,29,4.红粘土的工程特性与工程措施： (3)建筑物应避免跨越地裂密集带或深长地裂地段，轻型建筑物的基础埋深应大于大气影响急剧层的深度，设计时应折减土的抗剪强度和地基的承载力。 (4)基坑开挖时宜采取保湿措施，边坡应及时维 护，防止失水干缩。红粘土的网状裂隙及土层的胀缩性，对边坡及地基均有不利影响，评价时应决定是否按膨胀土

17、地基考虑，是否应考虑基底土不均匀收缩变形对建筑物的影响。,基础工程第八章PPT课件,30,四. 盐渍土地基 是土中平均易溶盐含量大于0.5%且具有吸湿、松涨等特性的土 。 1.盐渍土的类型 按分布区域分为内陆盐渍土和滨海盐渍土; 按盐类性质分为氯盐类、硫酸盐类、碳酸盐类; 按含盐量的多少分弱盐渍土、中等盐渍土、强盐渍土。 当土中含盐量小于0.5%时，土的物理力学性质仍决定于土本身的颗粒组成等，其所含盐分不影响土的性质; 当土中含盐量大于0.5%时，土的物理力学性质受盐分的影响而改变; 当含盐量大于3%时，土的物理力学性质将主要取决于盐分和盐的种类，土本身的颗粒组成将居于次要地位。,基础工程第八

18、章PPT课件,31,2. 盐渍土地基的危害 盐渍土处于于燥状态时，盐类呈结晶状态，地基土具有较高的强度，而盐类浸水溶解后，地基土的强度降低，压缩性增大;含盐量越大，土的液限、塑限越低，土的抗剪强度也就越小。 硫酸盐类结晶时，体积膨胀，遇水溶解后体积缩小，使地基发生胀缩。同时少数碳酸盐类溶解后使土松散，破坏了土的稳定性: 由于盐类遇水溶解，使地基上易产生溶蚀。 土中含盐量越大，土的夯实最佳密度越小。 盐渍土对混凝土、木材、砖、钢铁等建筑材料有下同程度的腐蚀性。,基础工程第八章PPT课件,32,五.泥炭土泥炭质土，天然含水量高(100%以上),质轻,孔隙比大,压缩性高,有机质含量高(10-90%),含较多腐殖质及炭化木,pH值呈酸性具较强的酸性、碳酸性及溶出性腐蚀，土的工程性质非常差。,昆明滇池度假区某新开发居住小区的地基开挖土，开挖深度约两米某处的黑土，土工试验报告表明: 该土有机质含量平均为38，为泥炭质土，各项物理性质指标平均值为：含水量324，土粒比重1.87，孔隙比6.01，湿密度1.10g/cm3,液限268，塑限132，塑性指数136，液性指数1.41，压缩系数3.9MPa1。,