基础工程第八章.ppt

第第8 8章章特殊土地基特殊土地基一一.湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基(一一)定义：凡天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结定义：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。湿陷性黄土。(二）分类：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；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。和外荷共同作用下才发生湿陷的称为非自重湿陷性黄土。（三）（三）湿陷性湿陷性黄土的物理力学性黄土的物理力学性质质(1)(1)物理性质物理性质1)颗粒组成颗粒组成 2 2)孔隙比：在孔隙比：在0.85-l.240.85-l.24之间变化，随深度而减之间变化，随深度而减 小，土的孔隙比越大，湿陷性越强；小，土的孔隙比越大，湿陷性越强；e 0.86,e 24%24%，土已不具湿，土已不具湿 陷性或湿陷性轻微；一般含水量低时，湿陷性强，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。土的承载力较大。4 4)饱和度饱和度 ：当饱和度：当饱和度75%75%时，土已不具湿陷性。时，土已不具湿陷性。饱和度与湿陷系数成反比直线关系。饱和度与湿陷系数成反比直线关系。5)5)液限液限 ：当液限：当液限30%30%时，则湿陷一般较强烈时，则湿陷一般较强烈;液液 限越高，黄土的承载力越高。限越高，黄土的承载力越高。(2)(2)力学性质力学性质 1)1)压缩：压缩系数介于压缩：压缩系数介于0.10.1一一1.0MPa1.0MPa-1-1之间，形成年之间，形成年 代越久，压缩性越小。代越久，压缩性越小。2)2)抗剪强度抗剪强度 ：当黄土的含水量低于塑限时，水分变化对强度的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；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，其抗剪强当湿陷压密过程结束，含水量虽较高，其抗剪强 度反而高些。度反而高些。（四）黄土湿陷性评价（四）黄土湿陷性评价 (1)(1)湿陷性判定湿陷性判定1）土的湿陷系数）土的湿陷系数 h0土样的原始高度土样的原始高度(m)；对在压力对在压力p作用下的土样进行浸水，到达湿陷作用下的土样进行浸水，到达湿陷稳定后的土样高度稳定后的土样高度(m)hp保持天然湿度和结构的土样，保持天然湿度和结构的土样，在规定试验压，在规定试验压力力p的作用下，压缩稳定后的高度的作用下，压缩稳定后的高度(m)；湿陷性判定：我国湿陷性判定：我国湿陷性黄土地区建筑规范湿陷性黄土地区建筑规范（GBGB50025-2004）按照国内各地经验采用）按照国内各地经验采用 s s=0.015=0.015作为湿陷作为湿陷性黄土的界限值，性黄土的界限值，s s0.0150.015定为湿陷性黄土，否则为非湿陷定为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。性黄土。一般认为一般认为 s s0.030.03为弱湿陷性黄土，为弱湿陷性黄土，0.030.030.070.07为强湿陷性黄土。为强湿陷性黄土。2）自重湿陷量）自重湿陷量自重湿陷量自重湿陷量 z zs(cm)按式计算按式计算 0因各地区土质而异的修正系数。对陇西地区因各地区土质而异的修正系数。对陇西地区可取可取 1.51.5，陇东、陕北地区可取陇东、陕北地区可取1.21.2，关中地区取，关中地区取0.70.7，其他地区（如山西、河北、河南等）取，其他地区（如山西、河北、河南等）取0.50.5；h hi i地基中第地基中第i i层土的厚度层土的厚度(m)(m)；n n计算总厚计算总厚度内土层数。度内土层数。n计算总厚度内土层数。计算总厚度内土层数。zsizsi第第i i层土样在压力值等于上覆土的饱和层土样在压力值等于上覆土的饱和（S S 85%85%）自重应力时，试验测定的自重湿陷系数）自重应力时，试验测定的自重湿陷系数)；2)2)自重湿陷系数自重湿陷系数hz保持保持天然湿度天然湿度和结构的土样，加压至土的饱和自和结构的土样，加压至土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度重压力时，下沉稳定后的高度;hz/上述加压稳定后的试样，在上述加压稳定后的试样，在浸水浸水作用下，下沉作用下，下沉稳定后的高度稳定后的高度;当当 zs7cm时为时为自重湿陷性自重湿陷性黄土地基，黄土地基，zs7cm时为时为非自重湿陷性非自重湿陷性黄土地基。黄土地基。3）湿陷等级的判定）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。湿陷等级即地基土受水浸湿，发生湿陷的程度。可以用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的可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。总和（总湿陷量）来衡量。总湿陷量总湿陷量 s（cm）用下式计算：）用下式计算：式中：式中：si第第i层土的湿陷系数；层土的湿陷系数；hi第第i层土的厚度层土的厚度(cm)；考虑地基土浸水可能性、侧向挤出条件等因素的修考虑地基土浸水可能性、侧向挤出条件等因素的修正系数，正系数，1）基底下）基底下05m深度内，取深度内，取1.50；2）基底下）基底下510m深度内，取深度内，取1；3）基底下）基底下10m以下至非湿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所在地区的0值。值。湿陷湿陷类类型型 zs(mm)s(mm)非自重湿陷非自重湿陷性地基性地基自重湿陷性地基自重湿陷性地基 zs7070350 s300(轻轻微微)(中等中等)300700(严严重重)(很很严严重重)湿陷等级的判定：可根据地基总湿陷量湿陷等级的判定：可根据地基总湿陷量 s和计和计算自重湿陷量算自重湿陷量 z zs综合，按表判定综合，按表判定。注注:当总湿陷量当总湿陷量 s600mm，计算自重湿陷量，计算自重湿陷量 zs300mm，可判，可判定为定为级，其他情况可判定为级，其他情况可判定为级。级。当基础底面下各土层的湿陷起始压力值都大于其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。地，否则为自重湿陷性黄土场地。(2)湿陷起始压力湿陷起始压力定义：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。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，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。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。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，基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查查湿陷性黄土地区建筑规范湿陷性黄土地区建筑规范b3m取取3m计算，计算，b6m取取6m计算；计算；(3)湿陷性湿陷性黄土承载力的宽度、深度修正计算黄土承载力的宽度、深度修正计算fafakb（b3）d0（d0.5）中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准湿陷性黄土地区建筑规范湿陷性黄土地区建筑规范CodeforbuildingconstructionincollapsibleloessregionsGB50025-2004主编部门：陕西省计划委员会主编部门：陕西省计划委员会批准部门：中华人民共和国建设部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：施行日期：2004年年8月月1日日中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准膨胀土地区建筑技术规范膨胀土地区建筑技术规范GBJ112-87主编部门：中华人民共和国城乡建设主编部门：中华人民共和国城乡建设环境保护部环境保护部批准部门：中华人民共和国国家计批准部门：中华人民共和国国家计划委员会划委员会施行日期：施行日期：1988年年8月月1日日第第8章章特殊土地基特殊土地基二二.膨胀土地基膨胀土地基 （一）定义：（一）定义：是土中粘粒成份主要由亲水性矿物组成是土中粘粒成份主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的两种变形特性的粘性土。粘性土。膨胀土是一种特殊粘性土，其主要特点：膨胀土是一种特殊粘性土，其主要特点：1 1）I IP P约约22223535，2 2）含水量接近或略小于塑限）含水量接近或略小于塑限W Wp p，3 3）液性指数常小于）液性指数常小于0 0，处于坚硬状态，处于坚硬状态，4 4）粘粒含量高，粘粒含量高，ef40%为弱为弱膨胀势膨胀势，90 ef65%为中，为中，ef90%为强为强膨胀势膨胀势，ef1），含水量几乎与塑限，含水量几乎与塑限W Wp p相同，液性指数较小，处于硬塑或坚硬状态相同，液性指数较小，处于硬塑或坚硬状态,压压缩性低、强度高，缩性低、强度高，膨胀量小膨胀量小,以收缩（干缩）为以收缩（干缩）为主，主，收缩后形成大量裂隙，且收缩后形成大量裂隙，且裂隙发展快裂隙发展快。红粘土的结构可根据其裂隙发育特征按表红粘土的结构可根据其裂隙发育特征按表6.2.2-2 分类；分类；红粘土的复浸水特性可按表红粘土的复浸水特性可按表6.2.2-3 分类分类：4.红粘土的工程特性与工程措施：红粘土的工程特性与工程措施：（1）具有结构致密）具有结构致密,常处于较坚硬状态常处于较坚硬状态，且上硬，且上硬下软、遇水软化的特点。下软、遇水软化的特点。较均匀的红粘土地基，可利用浅部硬壳层，基较均匀的红粘土地基，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。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，应进行处理，在石芽出露的地段，应考虑地表水下在石芽出露的地段，应考虑地表水下渗形成的地面变形渗形成的地面变形。4.红粘土的工程特性与工程措施：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，设计时应折减的深度，设计时应折减土的抗剪强度和地基的承载土的抗剪强度和地基的承载力。力。(4)基坑开挖时宜采取保湿措施，边坡应及时维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。护，防止失水干缩。红粘土的网状裂隙及土层的胀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地基考虑，是否应考虑基底土不均匀是否按膨胀土地基考虑，是否应考虑基底土不均匀收缩变形对建筑物的影响。收缩变形对建筑物的影响。四四.盐渍盐渍土地基土地基 是土中平均易溶是土中平均易溶盐盐含量大于含量大于0.5%0.5%且具有吸湿、松且具有吸湿、松涨涨等特性的土等特性的土 。1.1.盐渍盐渍土的土的类类型型 按分布区域分为内陆盐渍土和滨海盐渍土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。按含盐量的多少分弱盐渍土、中等盐渍土、强盐渍土。当当土土中中含含盐盐量量小小于于0.5%时时，土土的的物物理理力力学学性性质质仍仍决决定定于于土土本本身身的的颗颗粒粒组组成成等等，其其所所含含盐盐分分不不影影响响土土的的性质性质;当当土土中中含含盐盐量量大大于于0.5%时时，土土的的物物理理力力学学性性质质受受盐分的影响而改变盐分的影响而改变;当当含含盐盐量量大大于于3%时时，土土的的物物理理力力学学性性质质将将主主要要取取决决于于盐盐分分和和盐盐的的种种类类，土土本本身身的的颗颗粒粒组组成成将将居居于于次次要要地位。地位。2.2.盐渍盐渍土地基的危害土地基的危害 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，压缩性增大降低，压缩性增大;含盐量越大，土的液限、塑限越低，含盐量越大，土的液限、塑限越低，土的抗剪强度也就越小。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，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，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。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。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。同程度的腐蚀性。五五.泥炭土泥炭土泥炭质土，天然含水量高泥炭质土，天然含水量高(100%以上以上),质轻质轻,孔隙孔隙比大比大,压缩性高压缩性高,有机质含量高有机质含量高(10-90%),含较多腐殖质及含较多腐殖质及炭化木炭化木,pH值呈酸性具较强的酸性值呈酸性具较强的酸性、碳酸性及溶出性腐碳酸性及溶出性腐蚀，土的工程性质非常差。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，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该土有机质含量平均为38，为泥炭质土，为泥炭质土，各项物理性质指标平均值为：含水量各项物理性质指标平均值为：含水量324，土粒比重，土粒比重1.87，孔隙比，孔隙比6.01，湿密度，湿密度1.10g/cm3,液限液限268，塑，塑限限132，塑性指数，塑性指数136，液性指数，液性指数1.41，压缩系数，压缩系数3.9MPa1。