特殊土地基 ppt课件
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特殊土地基
2)采暖对冻深的影响 3)防冻害措施 4)多年冻土地区地基设计的基本原则
七、其他特殊土
1 湿陷性土
本节湿陷性土指的是干旱和半干旱地区的除黄土以外的湿陷性
碎石土、湿陷性砂土和其他湿陷性土。
2 混合土
由细粒土和粗粒土混杂且缺乏中间粒径的土应定名为混合土。
3 填土
根据填土的物质组成和堆填方式可分为四类：素填土、杂填土、 冲填土、压实填土。
一、软土地基 一、软土地基
软土：指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区 的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土，具 有孔隙比大（一般大于1）、天然含水量高（接近或大于 液限）、压缩性高（a1-2>0.5MPa-1）和强度低的特点， 多数还具有高灵敏度的结构性。由软弱土组成的地基称为 软弱土地基。 主要包括:淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土、泥炭、 泥炭质土等。 淤泥：e≥1.5 软 土 淤泥质土：1.5 > e≥1.0
二、湿陷性黄土地基
(一) 黄土的分类定名 (1)常见的黄土分类定名体系有三种： 1 以地质特征(年代、地层、成因)为基础的体系，如 Q1黄土、Q2黄土、Q3黄土、Q4黄土，午城黄土、离石黄土、 马兰黄土，老黄土、新黄土、新近堆积黄土，风积黄土、 冲积黄土、洪积黄土、坡积黄土等； 2 以湿陷性为基础的体系，如非湿陷性黄土、湿陷性 黄土，自重湿陷性黄土、非自重湿陷性黄土等； 3 以颗粒组成特性为基础的体系，如沙黄土、粉黄土、 粘黄土以及砂质粉黄土、粘质粉黄土、粉质粘黄土等，也 有大孔土、类黄土的称法。
(1)红粘土物理力学性质的基本特点 (2)红粘土的矿物成分
(3)红粘土厚度变化与由硬变软的现象
(4)红粘土的裂隙性与胀缩性
(5)红粘土的地下水特征
特殊土地基
第7章特殊土地基§7-1概述我国地域辽阔，从沿海到内陆，从山区到平原，广泛分布着各种各样的土类。
某些土类，由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因、历史过程和次生变化等原因，使它们具有一些特殊的成分、结构和性质。
当用作为建筑物的地基时，如果不注意这些特殊性就可能引起事故。
通常把这些具有特殊工程地质的土类称为特殊土。
各种天然形成的特殊土的地理分布存在着一定的规律，表现出一定的区域性，故又有区域性特殊土之称。
我国主要的区域性特殊土有湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、软土以及盐渍土和多年冻土地基等。
此外，我国山区广大，广泛分布在我国西南地区的山区地基与平原相比，其主要表现为地基的不均匀性和场地的不稳定性两方面，工程地质条件更为复杂，如岩溶、土洞及土岩组合地基等，对构筑物更具有直接和潜在的危险，为保证各类构筑物的安全和正常使用，应根据其工程特点和要求，因地制宜、综合治理。
尤其是我国西部工程建设的高速发展，对该类地基的处治提出了更高的要求。
限于篇幅，本章主要介绍上述特殊土地基的工程特征和评估指标，以及在这些地区从事工程建设时应采取的措施。
§7-2 软土地基7-2-1 软土及其分布软土系指天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限，压缩系数宜大于0.5 MPa－1，不排水抗剪强度宜小于30 kPa，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。
软土多为静水或缓慢流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其成因类型主要有滨海环境沉积、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等。
我国软土分布很广，如长江、珠江地区的三角洲沉积；上海、天津塘沽、浙江温州、宁波、江苏连云港等地的滨海相沉积；闽江口平原的溺谷相沉积；洞庭湖、洪泽湖、太湖以及昆明滇池等地区的内陆湖泊相沉积；河滩沉积位于各大、中河流的中、下游地区；沼泽沉积的有内蒙、东北大、小兴安岭、南方及西南森林地区等。
特殊土地基与地基处理
通过土工试验对地基土进行取 样分析，了解土的物理性质、 化学成分和力学性能等指标。
监测与检测
利用各种监测和检测设备，对 地基处理过程中的各项参数进 行实时监测和记录，确保施工
质量和安全。
质量控制措施
施工前的质量控制
施工后的质量控制
对施工队伍进行资质审查，确保其具 备相应的施工能力；对施工材料进行 质量检查，确保其符合设计要求。
振冲法
总结词
通过振动器产生的振动作用，使 地基土体密实，提高地基承载力 的方法
详细描述
利用振动器产生的振动作用，使 地基土体产生振动密实，适用于 砂土、粉土、粘性土等地基的处 理。
注浆法
总结词
通过将浆液注入地基土体中，改善土体的物理力学性质，提高地基承载力的方法
详细描述
将配制好的浆液注入到地基土体的孔隙或裂隙中，浆液在压力作用下扩散、凝固 、硬化，从而改善土体的物理力学性质，提高地基的承载力和防渗性能。
软土地基的分布广泛，主要分布在沿海地区、河流湖泊附近、山间谷地等地区。
软土地基的危害较大，如果不进行妥善处理，会导致建筑物沉降、开裂、倾斜等问 题。
湿陷性黄土地基
湿陷性黄土地基是指黄土在一定 压力作用下，受水浸湿后发生显
著下沉的地基宁夏等地。
详细描述
为了防止建筑物在膨胀土地基上发生破坏，需要进行地基处理。常见的膨胀土地基处理方法包括换填法、土性改 良法和防水保湿法等。
04
地基处理技术的发展趋 势
新材料的应用
高性能混凝土
具有高强度、高耐久性和高工作性的混凝土材料，适用于各种复杂环境下的地基处理工 程。
土工合成材料
具有高强度、耐腐蚀、抗老化的合成材料，广泛应用于地基加固、排水和过滤等领域。
监测与检测
利用各种监测和检测设备，对 地基处理过程中的各项参数进 行实时监测和记录，确保施工
质量和安全。
质量控制措施
施工前的质量控制
施工后的质量控制
对施工队伍进行资质审查，确保其具 备相应的施工能力；对施工材料进行 质量检查，确保其符合设计要求。
振冲法
总结词
通过振动器产生的振动作用，使 地基土体密实，提高地基承载力 的方法
详细描述
利用振动器产生的振动作用，使 地基土体产生振动密实，适用于 砂土、粉土、粘性土等地基的处 理。
注浆法
总结词
通过将浆液注入地基土体中，改善土体的物理力学性质，提高地基承载力的方法
详细描述
将配制好的浆液注入到地基土体的孔隙或裂隙中，浆液在压力作用下扩散、凝固 、硬化，从而改善土体的物理力学性质，提高地基的承载力和防渗性能。
软土地基的分布广泛，主要分布在沿海地区、河流湖泊附近、山间谷地等地区。
软土地基的危害较大，如果不进行妥善处理，会导致建筑物沉降、开裂、倾斜等问 题。
湿陷性黄土地基
湿陷性黄土地基是指黄土在一定 压力作用下，受水浸湿后发生显
著下沉的地基宁夏等地。
详细描述
为了防止建筑物在膨胀土地基上发生破坏，需要进行地基处理。常见的膨胀土地基处理方法包括换填法、土性改 良法和防水保湿法等。
04
地基处理技术的发展趋 势
新材料的应用
高性能混凝土
具有高强度、高耐久性和高工作性的混凝土材料，适用于各种复杂环境下的地基处理工 程。
土工合成材料
具有高强度、耐腐蚀、抗老化的合成材料，广泛应用于地基加固、排水和过滤等领域。
地基处理(特殊土地基处理)
膨胀土多呈坚硬-硬塑状态，结构致密。膨胀土裂隙有竖 向、斜向和水平向三种。竖向裂隙常露出地表，干旱年常见贯 通的地裂隙，裂隙宽度不一，随深度的增加而逐渐减小。裂隙 间多充填有灰绿、灰白色粘土，裂面有蜡状光泽，有时可见土 体间相对运动的擦痕。
曲靖西昆曲高速路边坡灰色膨胀土及其中的收缩裂隙
317队院内新宿舍大楼地基灰白色膨胀土及其中的收缩裂纹 和光滑面
性氯化物中的NaCl，硫酸盐中的Na2SO4、MgSO4，重碳
酸盐中的NaHCO3和Ca（HCO3）2等。
3、膨胀土的主要工程特性
（1）多裂隙性 膨胀土中普遍发育有各种特定形态的裂隙，形成土体的裂 隙结构。 膨胀土的裂隙按成因类型可分为原生裂隙和次生裂隙。前 者多为闭合状的显微结构，次生裂隙多由原生裂隙发育而成， 有一定的继承性，但多为张开状，上宽下窄呈“V”形外貌。 膨胀土中的裂隙一般至少有2～3组以上，不同裂隙组合形 成膨胀土多裂隙结构体。
4、影响膨胀土胀缩变形的因素
（1）内部因素 ①粘土矿物和化学成分 含蒙脱石越多，其吸水和失水的活动性越强，胀缩变形也越
显著。同一种矿物，其膨胀性与其所吸附阳离子价有关，离
子价越低，则膨胀性越大。 膨胀土的化学成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主，可以硅铝分子
比SiO2/（Al2O3+Fe2O3）来反映，比值越小，则土的胀缩变形
Vw - V0 ef 100% V0
式中：Vw—土样在水中膨胀稳定后的体积（cm3）； V0—土样的原有体积（cm3）。
（2）膨胀率δep
膨胀率是指原状土样在一定压力下浸水膨胀稳定后所增加的 高度与原始高度之比，用百分数表示：
hw - h0 ep 100% h0
式中：hw—土样在一定压力下浸水膨胀稳定后的高度（mm）；
特殊土地基.ppt
3. 膨胀土的工程特性指标
自由膨胀率δef：人工制备的烘干土，经充分吸水膨胀稳定
后，则在水中增加的体积与原来体积之比，称为自由膨
胀率。
ef
Vw V0 V0
膨胀率δep：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比。
ep
hw h0 h0
第8章 特殊土地基
膨胀力Ps：原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生
第8章 特殊土地基
2. 防水措施 基本防水措施：要求在建筑布置、场地排水、地面排水、散
水等方面，防止雨水或生产生活用水渗入浸湿地基。
严格防水措施：要求对重要建筑场地和高级别湿陷地基，在
检漏防水措施基础上，对防水地面、排水沟、检漏管沟和井等 设施提高设计标准。
第8章 特殊土地基
3. 结构措施
结构措施是前两项措施的补充手段，它包括建筑平面布置 力求简单，加强建筑上部结构整体刚度，预留沉降净空等来 减小建筑物不均匀沉降或使结构物能适应地基的湿陷变形。
的最大内应力。
线缩率δs：指土的竖向收缩变形与原状土样高度之比。
直线收缩系数λs ：表示原状土土样在直线收缩阶段，含 水量减少1%时的竖向线缩率。
s
s
w
第8章 特殊土地基
4. 膨胀土地基的评价
1）膨胀土的判别δef≥40%，为膨胀土地基 2）膨胀土的膨胀潜势
按自由膨胀率大小划分膨胀潜势强弱，即反映土体 内部积储的膨胀势能大小，来判别胀缩性的高低。
第8章 特殊土地基
8.4 膨胀土地基
1. 膨胀土的一般特征
膨胀土是土中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有 显著的吸水膨胀软化和失水收缩开裂两种变形特性的粘 性土。
第7章_特殊土地基ppt课件
• 黄土的结构是由砂粒和 碎屑组成的骨架颗粒相互 连接形成的一种粒状架空 结构体系，它含有大量的 架空孔隙。
22.04.2020
.
图7.1 黄土结构示意图
1砂粒; 2粗粉粒; 3胶
结物; 4大孔隙
10
7.特殊土地基
✓ 黄土的物质成分
✓水的浸湿
• 黄土中胶结物的多 寡和成分，以及颗 粒的组成和分布， 对于黄土的结构特 点和湿陷性的强弱 有着重要的影响。
利用表层密实的粘性土(“硬壳层”)作为持力层 减小基底附加应力 地基处理
✓ 采用换土垫层或桩基础等 ✓ 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
方法 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
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7
7.特殊土地基
地区建筑规范》按照国内各地经
验采用s=0.015作为湿陷性黄土
的界限值，s≥0.015定为湿陷性
22.04.2黄020土，否则为非湿陷性黄. 土。
14
7.特殊土地基
湿陷系数的测定压力
✓ 试验时测定湿陷系数的压力p应采用黄土地基的实
际压力。
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。 《黄土规范》 规定：自基础底面（初勘时，自地面下1.5 m）算起， 10 m以上的土层应用200 kPa；10 m以下至非湿陷性土 层顶面，应用其上覆土的饱和自重应力（当大于 300 kPa时，仍应用300 kPa）；基底压力大于300kPa 时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性
绘制pds曲线。
psh的确定方法与双线法相同。
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图7.1 黄土结构示意图
1砂粒; 2粗粉粒; 3胶
结物; 4大孔隙
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7.特殊土地基
✓ 黄土的物质成分
✓水的浸湿
• 黄土中胶结物的多 寡和成分，以及颗 粒的组成和分布， 对于黄土的结构特 点和湿陷性的强弱 有着重要的影响。
利用表层密实的粘性土(“硬壳层”)作为持力层 减小基底附加应力 地基处理
✓ 采用换土垫层或桩基础等 ✓ 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
方法 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
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7.特殊土地基
地区建筑规范》按照国内各地经
验采用s=0.015作为湿陷性黄土
的界限值，s≥0.015定为湿陷性
22.04.2黄020土，否则为非湿陷性黄. 土。
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7.特殊土地基
湿陷系数的测定压力
✓ 试验时测定湿陷系数的压力p应采用黄土地基的实
际压力。
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。 《黄土规范》 规定：自基础底面（初勘时，自地面下1.5 m）算起， 10 m以上的土层应用200 kPa；10 m以下至非湿陷性土 层顶面，应用其上覆土的饱和自重应力（当大于 300 kPa时，仍应用300 kPa）；基底压力大于300kPa 时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性
绘制pds曲线。
psh的确定方法与双线法相同。
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利用表层密实的粘性土(“硬壳层”)作为持力 层
减小基底附加应力
地基处理 ✓ 采用换土垫层或桩基础等
✓ 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 方法
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
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7.特殊土地基
7.3.1 黄土的特征和分布
而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的称
14.04.202为1 非自重湿陷性黄土。
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7.特殊土地基
分布
我国黄土面积64 万km2，其中湿陷性黄土约占3/4。
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7.特殊土地基
7.3.2 影响黄土地基湿陷性的主要因素
黄土的湿陷机理
✓ 黄土的结构特征 • 黄土的结构是由砂粒和 碎屑组成的骨架颗粒相互 连接形成的一种粒状架空 结构体系，它含有大量的 架空孔隙。
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7.特殊土地基
7.3.2 影响黄土地基湿陷性的主要因素
影响因素：
✓ 粘粒含量
✓ 孔隙比大小 ✓ 含水量大小 ✓ 外加压力
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7.特殊土地基
7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价
湿陷性评价的意义和标准
✓ 意义： • 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 • 判定黄土地基的湿陷等级
✓ 标准： • 我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ25-90）
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7.特殊土地基
7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价
黄土湿陷性的判别
✓湿陷系数：单位厚度的土层，由
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 的湿陷程度。sΒιβλιοθήκη hph' p
h0
✓湿陷性判别：我国《湿陷性黄土
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7.特殊土地基
7.2.1 软土及其分布
分布
✓ 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
✓ 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 有微生物作用而形成。
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7.特殊土地基
7.2.2 软土的工程特性及其评价
工程特性： ✓ 触变性 ✓ 流变性 ✓ 高压缩性 ✓ 低强度 ✓ 低透水性 ✓ 不均匀性 评价： ✓ 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 ✓ 分析对相邻建筑物的不利影响。
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7.特殊土地基
7.2.3 软土地基的工程措施
7. 特殊土地基
7.特殊土地基
7.1 概 述
概念 ✓ 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
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殊 土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点， 故又有区域性特殊土之称 。
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7.特殊土地基
7.1 概 述
主要内容 ✓ 软土 ✓ 湿陷性黄土 ✓ 膨胀土地基 ✓ 土岩组合地基 ✓ 冻土、盐渍土
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7.特殊土地基
7.2.1 软土及其分布
软土
✓ 天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限， 压缩系数宜大于0.5 MPa－1，不排水抗剪强度宜 小于30 kPa，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。
曲线)，取其转折点所对应的压力作为湿陷起始
压力。
✓湿陷性判别
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。
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7.特殊土地基
7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价
定义：
✓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 生黄土及次生黄土）。
✓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 也随之降低的，称为湿陷性黄土。
✓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；不发生湿陷，
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7.特殊土地基
湿陷起始压力确定
✓ 双线法
2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
重，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定后
再分级加荷。
绘制pds曲线上取ds＝0.015所对应 的压力作为湿陷起始压力psh
✓ 单线法
5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。
地区建筑规范》按照国内各地经
验采用s=0.015作为湿陷性黄土
的界限值，s≥0.015定为湿陷性
14.04.2黄021土，否则为非湿陷性黄土。
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7.特殊土地基
湿陷系数的测定压力
✓ 试验时测定湿陷系数的压力p应采用黄土地基的实
际压力。
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。 《黄土规范》 规定：自基础底面（初勘时，自地面下1.5 m）算起， 10 m以上的土层应用200 kPa；10 m以下至非湿陷性土 层顶面，应用其上覆土的饱和自重应力（当大于 300 kPa时，仍应用300 kPa）；基底压力大于300kPa 时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性
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图7.1 黄土结构示意图 1砂粒; 2粗粉粒; 3胶
结物; 4大孔隙
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7.特殊土地基
✓ 黄土的物质成分
✓水的浸湿
• 黄土中胶结物的多 寡和成分，以及颗 粒的组成和分布， 对于黄土的结构特 点和湿陷性的强弱 有着重要的影响。
• 胶结物含量 • 黄土中的盐类
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• 黄土受水浸湿时，结合 水膜增厚楔入颗粒之间。 于是，结合水联结消失， 盐类溶于水中，骨架强 度随着降低，土体在上 覆土层的自重应力或在 附加应力与自重应力综 合作用下，其结构迅速 破坏，土粒滑向大孔， 粒间孔隙减少。这就是 黄土湿陷现象的内在过 程。
绘制pds曲线。 psh的确定方法与双线法相同。
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图7.2 双线法压缩试验曲线 1－不浸水试样php曲线; 2－浸水试样ph′p曲线;
3－pds曲线 16
7.特殊土地基
7.3.3 湿陷性黄土地基的勘察与评价
湿陷性评价：
✓湿陷起始压力：
根据现场载荷试验p-s曲线(压力与浸水下沉量