基础工程课件第7章 特殊土地基.pdf

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1、7. 特殊土地基特殊土地基 7/14/20212 7.特殊土地基7.1 7.1 概概 述述n概念概念区域性地基区域性地基 特殊土地基、山区地基以及地震区地基等特殊土地基、山区地基以及地震区地基等。特殊土特殊土 由于生成时不同的地理环境、气候条件、地由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因以及次生变化等原因，使一些土类具有质成因以及次生变化等原因，使一些土类具有特殊的成分、结构和工程性质。特殊的成分、结构和工程性质。 通常把这些具有特殊工程性质的土类称为特通常把这些具有特殊工程性质的土类称为特殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点，故又有点，故又有

2、区域性特殊土区域性特殊土之称之称 。7/14/20213 7.特殊土地基7.1 7.1 概概 述述软土软土湿陷性黄土湿陷性黄土膨胀土地基膨胀土地基土岩组合地基土岩组合地基冻土、盐渍土冻土、盐渍土n 主要内容主要内容7/14/20214 7.特殊土地基7.2.1 7.2.1 软土及其分布软土及其分布 n软土软土天然孔隙比大于或等于天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限，天然含水量大于液限，压缩系数宜大于压缩系数宜大于0.5 MPa1，不排水抗剪强度宜，不排水抗剪强度宜小于小于30 kPa，并且具有灵敏结构性的细粒土。，并且具有灵敏结构性的细粒土。其包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。其

3、包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。7/14/20215 7.特殊土地基7.2.1 7.2.1 软土及其分布软土及其分布 n分布分布 滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积（三角洲沉积）滨海环境沉积、海陆过渡环境沉积（三角洲沉积）河流环境沉积、湖泊环境沉积和和沼泽环境沉积河流环境沉积、湖泊环境沉积和和沼泽环境沉积山地型的软土，软岩风化产物和地表的有机物质山地型的软土，软岩风化产物和地表的有机物质经水流搬运，沉积于低洼处，长期饱水软化或间经水流搬运，沉积于低洼处，长期饱水软化或间有微生物作用而形成。有微生物作用而形成。7/14/20216 7.特殊土地基7.2.2 7.2.2 软土的工程特性及其评价软

4、土的工程特性及其评价 n工程特性：工程特性：触变性触变性流变性流变性高压缩性高压缩性低强度低强度低透水性低透水性不均匀性不均匀性n评价：评价： 判定地基产生滑移和不均匀变形的可能性判定地基产生滑移和不均匀变形的可能性选择适宜的持力层和基础型式选择适宜的持力层和基础型式分析对相邻建筑物的不利影响。分析对相邻建筑物的不利影响。7/14/20217 7.特殊土地基7.2.3 7.2.3 软土地基的工程措施软土地基的工程措施 n利用表层密实的粘性土利用表层密实的粘性土(“(“硬壳层硬壳层”) )作为持力层作为持力层n减小基底附加应力减小基底附加应力n地基处理地基处理采用换土垫层或桩基础等采用换土垫层或

5、桩基础等采用砂井预压，加速土层排水固结采用砂井预压，加速土层排水固结采用高压喷射、深层搅拌、粉体喷射等处理采用高压喷射、深层搅拌、粉体喷射等处理方法方法n使用期间，对大面积地面堆载划分范围，避免荷使用期间，对大面积地面堆载划分范围，避免荷载局部集中、直接压在基础上载局部集中、直接压在基础上7/14/20218 7.特殊土地基7.3.1 7.3.1 黄土的特征和分布黄土的特征和分布n 定义：定义：黄土是一种产生于第四纪地质历史时期干旱条黄土是一种产生于第四纪地质历史时期干旱条件下的沉积物，主要呈黄色或褐黄色（包括原件下的沉积物，主要呈黄色或褐黄色（包括原生黄土及次生黄土）。生黄土及次生黄土）。凡

6、天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，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，发生显著附加下沉，强度土的结构迅速破坏，发生显著附加下沉，强度也随之降低的，称为也随之降低的，称为湿陷性黄土。湿陷性黄土。黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称发生湿陷的称自重湿陷性黄土；自重湿陷性黄土；不发生湿陷，不发生湿陷，而需在而需在自重和外荷共同作用下自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称才发生湿陷的称为为非自重湿陷性黄土非自重湿陷性黄土。7/14/20219 7.特殊土地基n分布分布我国黄土面积我国黄土面积我国黄土面积我国黄土面积64 64

7、 64 64 万万万万kmkmkmkm2 2 2 2，其中湿陷性黄土约占，其中湿陷性黄土约占，其中湿陷性黄土约占，其中湿陷性黄土约占3/43/43/43/4。7/14/202110 7.特殊土地基7.3.2 7.3.2 影响黄土地基湿陷性的主要因素影响黄土地基湿陷性的主要因素黄土的结构特征黄土的结构特征n黄土的湿陷机理黄土的湿陷机理 图图7.1 7.1 黄土结构示意图黄土结构示意图1 1 砂粒砂粒; ; 2 2 粗粉粒粗粉粒; ; 3 3 胶结物胶结物; ; 4 4 大孔大孔隙隙 黄土的结构是由集粒和黄土的结构是由集粒和碎屑组成的骨架颗粒相互碎屑组成的骨架颗粒相互连接形成的一种粒状架空连接形成

8、的一种粒状架空结构体系，它含有大量的结构体系，它含有大量的架空孔隙。架空孔隙。7/14/202111 7.特殊土地基黄土的物质成分黄土的物质成分黄土中胶结物的多黄土中胶结物的多寡和成分，以及颗寡和成分，以及颗粒的组成和分布，粒的组成和分布，对于黄土的结构特对于黄土的结构特点和湿陷性的强弱点和湿陷性的强弱有着重要的影响有着重要的影响。胶结物含量胶结物含量黄土中的盐类黄土中的盐类水的浸湿水的浸湿黄土受水浸湿时，结合黄土受水浸湿时，结合水膜增厚楔入颗粒之间。水膜增厚楔入颗粒之间。于是，结合水联结消失，于是，结合水联结消失，盐类溶于水中，骨架强盐类溶于水中，骨架强度随着降低，土体在上度随着降低，土体在

9、上覆土层的自重应力或在覆土层的自重应力或在附加应力与自重应力综附加应力与自重应力综合作用下，其结构迅速合作用下，其结构迅速破坏，土粒滑向大孔，破坏，土粒滑向大孔，粒间孔隙减少。这就是粒间孔隙减少。这就是黄土湿陷现象的内在过黄土湿陷现象的内在过程。程。7/14/202112 7.特殊土地基n 影响因素：影响因素： 粘粒含量粘粒含量 孔隙比大小孔隙比大小 含水量大小含水量大小 外加压力外加压力7.3.2 7.3.2 影响黄土地基湿陷性的主要因素影响黄土地基湿陷性的主要因素7/14/202113 7.特殊土地基7.3.3 7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价湿陷性黄土地基的勘察与评价n湿陷性评价的

10、意义和标准湿陷性评价的意义和标准意义：意义：查明黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性查明黄土在一定压力下浸水后是否具有湿陷性判别场地的湿陷类型判别场地的湿陷类型判定黄土地基的湿陷等级判定黄土地基的湿陷等级标准：标准：我国我国湿陷性黄土地区建筑规范湿陷性黄土地区建筑规范（GBJ25-90）7/14/202114 7.特殊土地基n黄土湿陷性的判别黄土湿陷性的判别湿陷系数：湿陷系数：单位厚度的土层，由单位厚度的土层，由于浸水在规定压力下产生的湿陷于浸水在规定压力下产生的湿陷量，它表示了土样所代表黄土层量，它表示了土样所代表黄土层的湿陷程度。的湿陷程度。湿陷性判别：湿陷性判别：我国我国湿陷性黄土湿陷性

11、黄土地区建筑规范地区建筑规范按照国内各地经按照国内各地经验采用验采用 s s=0.015=0.015作为湿陷性黄土的作为湿陷性黄土的界限值，界限值， s s0.0150.015定为湿陷性黄定为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。土，否则为非湿陷性黄土。 7.3.3 7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价湿陷性黄土地基的勘察与评价7/14/202115 7.特殊土地基 初勘阶段，建筑物的平面位置、基础尺寸和埋深等初勘阶段，建筑物的平面位置、基础尺寸和埋深等尚未确定，即实际压力大小难以预估。尚未确定，即实际压力大小难以预估。 黄土规范黄土规范规定：自基础底面（初勘时，自地面下规定：自基础底面（初勘时，

12、自地面下1.5 m）算起，）算起，10 m以上的土层应用以上的土层应用200 kPa；10 m以下至非湿以下至非湿陷性土层顶面，应用其上覆土的饱和自重应力（当大陷性土层顶面，应用其上覆土的饱和自重应力（当大于于300 kPa时，仍应用时，仍应用300 kPa）；基底压力大于）；基底压力大于300kPa时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性 n 湿陷系数的测定压力湿陷系数的测定压力 试验时测定湿陷系数的压力试验时测定湿陷系数的压力p p应采用黄土地基的实应采用黄土地基的实际压力。际压力。7/14/202116 7.特殊土地基 双线法双线法2个试样。一个在天然湿度下分级加

13、个试样。一个在天然湿度下分级加荷，另一个在天然湿度下加第一级荷荷，另一个在天然湿度下加第一级荷重，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定后重，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定后再分级加荷。再分级加荷。绘制绘制p ds曲线上取曲线上取ds0.015所对应所对应的压力作为湿陷起始压力的压力作为湿陷起始压力psh 单线法单线法 5个试样，各试样均分别在天然湿度个试样，各试样均分别在天然湿度下分级加荷至不同的规定压力。下分级加荷至不同的规定压力。绘制绘制p ds曲线。曲线。psh的确定方法与双线法相同。的确定方法与双线法相同。图图7.2 双线法压缩试验曲线双线法压缩试验曲线1不浸水试样不浸水试样p hp曲线曲线; 2浸

14、水试样浸水试样p hp曲线曲线;3p ds曲线曲线 n湿陷起始压力确定湿陷起始压力确定7/14/202117 7.特殊土地基7.3.3 7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价湿陷性黄土地基的勘察与评价n湿陷性评价：湿陷性评价：湿陷起始压力：湿陷起始压力： 根据现场根据现场载荷试验载荷试验p- s曲线曲线(压力与浸水下沉量压力与浸水下沉量曲线曲线)，取其转折点所对应的压力作为湿陷起始，取其转折点所对应的压力作为湿陷起始压力。压力。湿陷性判别湿陷性判别 当黄土所受压力低于这个数值，即使浸了水也当黄土所受压力低于这个数值，即使浸了水也只产生压缩变形，而不会出现湿陷现象。只产生压缩变形，而不会出现湿陷

15、现象。 7/14/202118 7.特殊土地基7.3.3 7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价湿陷性黄土地基的勘察与评价湿陷类型的划分湿陷类型的划分划分：划分：湿陷性黄土地区建筑规范湿陷性黄土地区建筑规范用计算用计算自重自重湿陷量湿陷量 zs来划分这两种湿陷类型的地基，来划分这两种湿陷类型的地基， zs(cm)按下式计算：按下式计算：当当 zs 7cm时为自重湿陷性黄土地基，时为自重湿陷性黄土地基， zs 7cm时时为非自重湿陷性黄土地基。为非自重湿陷性黄土地基。 7/14/202119 7.特殊土地基7.3.3 7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价湿陷性黄土地基的勘察与评价黄土地区的湿陷

16、等级黄土地区的湿陷等级湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土层累计的层累计的总湿陷量和计算自重湿陷量总湿陷量和计算自重湿陷量的大小按下的大小按下表确定。表确定。 湿陷类型 zs(cm)s(cm)非自重湿陷性地基自重湿陷性地基zs 7735s 30(轻微)(中等)3060(严重)(很严重)7/14/202120 7.特殊土地基n 勘察要求：勘察要求： 对湿陷性黄土地区进行地基勘察时，依对湿陷性黄土地区进行地基勘察时，依照照湿陷性黄土地区建筑规范湿陷性黄土地区建筑规范和和岩土岩土工程勘察规范工程勘察规范进行。进行。7.3.3 7.3.3 湿陷性黄土地基

17、的勘察与评价湿陷性黄土地基的勘察与评价7/14/202121 7.特殊土地基7.3.4 7.3.4 湿陷性黄土地基的工程措施湿陷性黄土地基的工程措施n目的：目的：改善土的性质和结构，减少土的渗水性、改善土的性质和结构，减少土的渗水性、压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全部消除压缩性，控制其湿陷性的发生，部分或全部消除它的湿陷性，满足地基在承载力、变形及稳定性它的湿陷性，满足地基在承载力、变形及稳定性方面的要求。方面的要求。地基处理措施地基处理措施 破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基的湿陷性。除地基的湿陷性。防水措施防水措施消除黄土发生湿陷

18、变形的外在条件。消除黄土发生湿陷变形的外在条件。结构措施结构措施补充手段。补充手段。7/14/202122 7.特殊土地基7.4.17.4.1膨胀土的特性膨胀土的特性 n定义：定义：膨胀土是土中粘粒成分主膨胀土是土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的失水收缩两种变形特性的粘性土。粘性土。n特征：特征：裂隙发育。裂隙发育。7/14/202123 7.特殊土地基n分布分布7/14/202124 7.特殊土地基7.4.2 7.4.2 影响膨胀土胀缩变形的主要因素影响膨胀土胀缩变形的主要因素n内在机制内在机制矿物成分

19、矿物成分。膨胀土含大量的蒙脱石、伊利石等亲水性膨胀土含大量的蒙脱石、伊利石等亲水性粘土矿物，它们比表面积大，有强烈的活动性，既易吸粘土矿物，它们比表面积大，有强烈的活动性，既易吸水又易失水。水又易失水。微观结构微观结构。矿物成分在空间的联结状态也影响膨胀土矿物成分在空间的联结状态也影响膨胀土的胀缩性质。扫描电镜分析表明，面的胀缩性质。扫描电镜分析表明，面- -面连接的分散结面连接的分散结构是膨胀土的一种普遍的结构形式，这种结构比团粒结构是膨胀土的一种普遍的结构形式，这种结构比团粒结构具有更大的吸水膨胀和失水吸缩的能力构具有更大的吸水膨胀和失水吸缩的能力。 n外部因素外部因素水的作用水的作用。水

20、分的迁移是控制土胀、缩特性的关键外水分的迁移是控制土胀、缩特性的关键外在因素。因为只有土中存在着可能产生水分迁移的梯度在因素。因为只有土中存在着可能产生水分迁移的梯度和进行水分迁移的途径，才有可能引起土的膨胀或收缩和进行水分迁移的途径，才有可能引起土的膨胀或收缩 。7/14/202125 7.特殊土地基 蒙脱石蒙脱石 伊利石伊利石 高岭石高岭石蒙脱石白色蒙脱石高岭石7/14/202126 7.特殊土地基7.4.3 7.4.3 膨胀土地基勘察和评价膨胀土地基勘察和评价n膨胀土的工程特性指标：膨胀土的工程特性指标：自由膨胀率自由膨胀率 将人工制备的磨细烘干土样，经无颈漏斗注入将人工制备的磨细烘干土

21、样，经无颈漏斗注入量杯，量其体积，然后倒入盛水的量筒中，经量杯，量其体积，然后倒入盛水的量筒中，经充分吸水膨胀稳定后，再测其体积。增加的体充分吸水膨胀稳定后，再测其体积。增加的体积与原体积的比值积与原体积的比值 efef称为自由膨胀率称为自由膨胀率 。 7/14/202127 7.特殊土地基7.4.3 7.4.3 膨胀土地基勘察和评价膨胀土地基勘察和评价膨胀率膨胀率 表示原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，表示原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，浸水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之浸水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。比。 线缩率线缩率 指土的竖向收缩变形与原状土样高度之比，指土的竖

22、向收缩变形与原状土样高度之比，表示为表示为7/14/202128 7.特殊土地基7.4.3 7.4.3 膨胀土地基勘察和评价膨胀土地基勘察和评价收缩系数收缩系数 利用收缩曲线直线收缩段可求得利用收缩曲线直线收缩段可求得收缩系数收缩系数 s s，其定义为：原状土样在直线收缩阶段内，含水其定义为：原状土样在直线收缩阶段内，含水量每减少量每减少1%1%时所对应的线缩率的改变值。时所对应的线缩率的改变值。 膨胀力膨胀力 原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生的原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力，称为最大内应力，称为膨胀力膨胀力pe。 7/14/202129 7.特殊土地基7.4.3 7

23、.4.3 膨胀土地基勘察和评价膨胀土地基勘察和评价n膨胀土地基的评价膨胀土地基的评价膨胀土的判别膨胀土的判别 膨胀土地区建筑技术规范膨胀土地区建筑技术规范中规定，凡具有中规定，凡具有下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率 efef40%40%的土应判定为膨胀土。的土应判定为膨胀土。裂隙发育裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。在自然条件下呈白、灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑坚硬或硬塑状态；状态；多出露于多出露于二级或二级以上二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地

24、形平缓，无明显自然陡坎；地带，地形平缓，无明显自然陡坎；常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等；坍塌等；建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。7/14/202130 7.特殊土地基7.4.3 7.4.3 膨胀土地基勘察和评价膨胀土地基勘察和评价膨胀土的膨胀潜势膨胀土的膨胀潜势膨膨胀胀率率 ef /（）（）膨膨胀胀潜潜势势破坏程度破坏程度40 ef 65弱弱轻轻 微微65 ef 90中中中中 等等 ef 90强强严严 重重膨胀土地基的胀缩等级膨胀土地基的胀缩等级地基分地基分级变级变形量形量se/mm级级 别

25、别破坏程度破坏程度15se35轻轻 微微35se70中中 等等se70严严 重重7/14/202131 7.特殊土地基7.4.4 7.4.4 膨胀土地基计算和工程措施膨胀土地基计算和工程措施n 地基变形量计算地基变形量计算 胀缩变形量胀缩变形量膨胀土地基的胀缩变形量可按下式计算膨胀土地基的胀缩变形量可按下式计算 。 7/14/202132 7.特殊土地基7.4.4 7.4.4 膨胀土地基计算和工程措施膨胀土地基计算和工程措施n设计措施设计措施选择场地时应避开地质条件不良地段选择场地时应避开地质条件不良地段 建筑上力求体型简单建筑上力求体型简单结构上应加强建筑物的整体刚度结构上应加强建筑物的整体

26、刚度 加大基础埋深加大基础埋深 n施工措施施工措施在施工中应尽量减少地基中含水量的变化在施工中应尽量减少地基中含水量的变化首先应采取排水措施，整治环境首先应采取排水措施，整治环境7/14/202133 7.特殊土地基7.5.1 7.5.1 土岩组合地基土岩组合地基n定义：定义：下卧基岩表面坡度较大的下卧基岩表面坡度较大的地基。地基。石芽密布并有出露的地基。石芽密布并有出露的地基。大块孤石地基。大块孤石地基。石芽密布地基石芽密布地基7/14/202134 7.特殊土地基7.5.1 7.5.1 土岩组合地基土岩组合地基n 处理措施处理措施 结构措施结构措施 沉降缝沉降缝 加密隔墙加密隔墙 增设圈梁

27、增设圈梁 地基处理地基处理 换填换填 梁、板、拱跨越梁、板、拱跨越 褥垫褥垫 图图7-3 7-3 褥垫构造图褥垫构造图7/14/202135 7.特殊土地基7.5.2 7.5.2 岩溶岩溶n定义定义 是指：可溶性岩层，是指：可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、如石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等受水的石膏、岩盐等受水的长期溶蚀作用，在岩长期溶蚀作用，在岩层中形成沟槽、裂隙、层中形成沟槽、裂隙、石芽、石林和空洞，石芽、石林和空洞，以及由于空洞顶板塌以及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、落使地表产生陷穴、洼地等现象和作用的洼地等现象和作用的总称。总称。7/14/202136 7.特殊土地基n发育条件和规律发育条

28、件和规律具有可溶性岩层；具有可溶性岩层；具有足够溶解能力和具有足够溶解能力和足够流量的水；足够流量的水；地表水有下渗、地下地表水有下渗、地下水有流动的途径。水有流动的途径。落水洞落水洞地下暗河地下暗河入口入口7/14/202137 7.特殊土地基7.5.2 7.5.2 岩溶岩溶n处理措施处理措施 清爆换填清爆换填 梁板跨越梁板跨越 洞底支撑洞底支撑 水流排导水流排导岩溶地面塌陷岩溶地面塌陷7/14/202138 7.特殊土地基回填溶洞浆砌片石或混凝土岩溶的防治方法岩溶的防治方法钢筋混凝土跨越7/14/202139 7.特殊土地基7.5.3 7.5.3 土洞地基土洞地基n 定定 义义土洞是岩溶地

29、区可溶性岩层土洞是岩溶地区可溶性岩层的上覆土层在地下水冲蚀或的上覆土层在地下水冲蚀或地下水潜蚀作用下形成的洞地下水潜蚀作用下形成的洞穴。穴。多位于粘性土层中。多位于粘性土层中。凡颗粒细、粘结大、胶结好、凡颗粒细、粘结大、胶结好、水理性稳定的土层，不易形水理性稳定的土层，不易形成土洞；反之，则易形成成土洞；反之，则易形成。7/14/202140 7.特殊土地基7/14/202141 7.特殊土地基7.5.3 7.5.3 土洞地基土洞地基n处理措施处理措施 桩基或沉井桩基或沉井 处理地表水和地下水处理地表水和地下水 挖填夯实挖填夯实 灌填处理灌填处理 梁板跨越梁板跨越 深基础深基础7/14/202

30、142 7.特殊土地基7.5.4 7.5.4 红粘土地基红粘土地基n红粘土的形成红粘土的形成 碳酸盐系出露区的岩石在气候变化大和潮湿的环境下碳酸盐系出露区的岩石在气候变化大和潮湿的环境下经红土化作用，形成棕红、褐黄等色的高塑性粘土称经红土化作用，形成棕红、褐黄等色的高塑性粘土称红粘土。红粘土。n工程地质特征工程地质特征矿物化学成分：矿物化学成分：主要为高岭石、伊利石和绿泥石等主要为高岭石、伊利石和绿泥石等粘土矿物。粘土矿物。结构结构: :粘土矿物具有稳定的结晶格架、细粒组结成稳粘土矿物具有稳定的结晶格架、细粒组结成稳固的团粒结构，土体近于两相体且土中又多为结合水。固的团粒结构，土体近于两相体且

31、土中又多为结合水。物理力学性质：物理力学性质：天然含水量、孔隙比、饱和度、液天然含水量、孔隙比、饱和度、液性指数以及塑性指数高；各种指标变化幅度大。上硬性指数以及塑性指数高；各种指标变化幅度大。上硬下软现象下软现象7/14/202143 7.特殊土地基7/14/202144 7.特殊土地基7.5.4 7.5.4 红粘土地基红粘土地基n 处理措施处理措施 基础尽量浅埋基础尽量浅埋 地基处理地基处理 基坑开挖时采取保温保湿措施基坑开挖时采取保温保湿措施 采用大直径嵌岩桩或墩基采用大直径嵌岩桩或墩基7/14/202145 7.特殊土地基7.6 7.6 冻土地区及盐渍土地基冻土地区及盐渍土地基 n冻土

32、地基概述冻土地基概述n冻土物理和力学性能冻土物理和力学性能n冻土地基基础设计与处理冻土地基基础设计与处理n盐渍土地基概述盐渍土地基概述n盐渍土的分类盐渍土的分类n盐渍土地基的评价盐渍土地基的评价n盐渍土地区施工及防腐措施盐渍土地区施工及防腐措施7/14/202146 7.特殊土地基7.6.1 7.6.1 冻土地基概述冻土地基概述7/14/202147 7.特殊土地基7.6.1 7.6.1 冻土地基概述冻土地基概述n冻土冻土 土壤温度低于土壤温度低于0，土中水，土中水冻结成冰的土。冻结成冰的土。具有负温或零度并含有冰具有负温或零度并含有冰的土（岩）体。的土（岩）体。冻土是矿物颗粒、冰、未冻土是矿

33、物颗粒、冰、未冻水、气体组成的复杂的冻水、气体组成的复杂的多相体系。多相体系。7/14/202148 7.特殊土地基中国冻土分布中国冻土分布冻土区占冻土区占国土面积国土面积2/3非冻土区非冻土区季节冻土季节冻土占国土面积占国土面积48%多年冻土多年冻土占国土面积占国土面积70%多年冻土多年冻土占国土面积占国土面积22%7/14/202149 7.特殊土地基n 冻害冻害 冻胀冻胀 融沉融沉 道路翻浆道路翻浆7/14/202150 7.特殊土地基冻土融土冻结过程冻结过程冻结过程冻结过程水分迁移水分迁移水分迁移水分迁移水分补给水分补给水分补给水分补给冰分凝冰分凝冰分凝冰分凝冻胀冻胀冻胀冻胀n 冻胀的

34、基本原理冻胀的基本原理7/14/202151 7.特殊土地基7.6.2 7.6.2 冻土物理和力学性质冻土物理和力学性质n 冻土的物理性质冻土的物理性质 总含水量总含水量 含冰量含冰量n 冻土的力学性质冻土的力学性质 冻胀量冻胀量 冻胀强度冻胀强度 冻胀力冻胀力 冻结力冻结力7/14/202152 7.特殊土地基7.6.2 7.6.2 冻土物理和力学性质冻土物理和力学性质n 冻土的融陷下沉和融化压缩冻土的融陷下沉和融化压缩 融陷下沉融陷下沉 融化压缩融化压缩n 冻结深度或融化层厚度冻结深度或融化层厚度 冻结深度或融化层厚度冻结深度或融化层厚度 融陷性评价融陷性评价7/14/202153 7.特

35、殊土地基7.6.3 7.6.3 冻土地基基础设计与处理冻土地基基础设计与处理n 处理措施处理措施 强夯法强夯法 通风基础通风基础 桩基础桩基础7/14/202154 7.特殊土地基7.6.4 7.6.4 盐渍土地基盐渍土地基n定义定义当土中含盐量超过当土中含盐量超过0.3，这种土就叫，这种土就叫盐渍土盐渍土。n土中盐的来源土中盐的来源岩石在风化过程中分离出少量的盐。岩石在风化过程中分离出少量的盐。海水入侵、倒灌等将盐渗入土中。海水入侵、倒灌等将盐渗入土中。工业废水或含盐废弃物，使土中含盐量增加。工业废水或含盐废弃物，使土中含盐量增加。7/14/202155 7.特殊土地基7.6.5 7.6.5

36、 盐渍土的工程特征盐渍土的工程特征n氯盐渍土氯盐渍土分布最广，地表常有盐霜与盐壳特征。分布最广，地表常有盐霜与盐壳特征。氯盐类富吸湿性对混凝土、钢铁、木材、砖等建筑材氯盐类富吸湿性对混凝土、钢铁、木材、砖等建筑材料具有不同程度的腐蚀性。料具有不同程度的腐蚀性。n硫酸盐渍土硫酸盐渍土地表常覆盖一层松软的粉状、雪状盐晶。地表常覆盖一层松软的粉状、雪状盐晶。硫酸盐渍土具有松胀和膨胀性硫酸盐渍土具有松胀和膨胀性硫酸盐渍土具有较强的腐蚀性对混凝土产生有害影响，硫酸盐渍土具有较强的腐蚀性对混凝土产生有害影响，对其它建筑材料，也具有不同程度的腐蚀作用。对其它建筑材料，也具有不同程度的腐蚀作用。n碳酸盐渍土碳

37、酸盐渍土遇水时产生强烈膨胀，使土的透水性减弱，密度减小，遇水时产生强烈膨胀，使土的透水性减弱，密度减小，导致地基稳定性及强度降低，边坡坍滑等。导致地基稳定性及强度降低，边坡坍滑等。对各种建筑材料存在不同程度的腐蚀性。对各种建筑材料存在不同程度的腐蚀性。7/14/202156 7.特殊土地基7.6.6 7.6.6 盐渍土地基的评价盐渍土地基的评价n溶陷性溶陷性天然状态下盐渍土在自重应力或附加应力下，受天然状态下盐渍土在自重应力或附加应力下，受水浸湿时所产生的附加变形称作盐渍土的溶陷变水浸湿时所产生的附加变形称作盐渍土的溶陷变形形。n盐胀性盐胀性结晶膨胀：盐渍土因温度降低或失去水分后，溶结晶膨胀：

38、盐渍土因温度降低或失去水分后，溶于孔隙中的盐浓缩并析出结晶所产生的体积膨胀。于孔隙中的盐浓缩并析出结晶所产生的体积膨胀。非结晶膨胀：是指由于盐渍土中存在着大量吸附非结晶膨胀：是指由于盐渍土中存在着大量吸附性阳离子，使扩散层水膜厚度增大而引起土体膨性阳离子，使扩散层水膜厚度增大而引起土体膨胀。胀。n腐蚀性腐蚀性7/14/202157 7.特殊土地基7.6.7 7.6.7 盐渍土地基施工及防腐措施盐渍土地基施工及防腐措施n处理措施处理措施 提高建筑材料本身防腐能力提高建筑材料本身防腐能力 严格控制搅拌混凝土或砂浆的用水和砂石料严格控制搅拌混凝土或砂浆的用水和砂石料 的含盐量的含盐量 避免基础附近积水避免基础附近积水