最新特殊土地基
特殊土地基
陕铁院铁道工程系
陕西铁路工程职业技术学院
SHAANXI RAILWAY INSTITUTE
位置与范围 范 围：
南北西东 抵抵至起 秦长乌太 岭城鞘行 。，岭山 连，， 内 蒙 古 高 原 ，
太 行 乌鞘岭 山 脉
秦
岭
铁道工程系铁道教研室
陕铁院铁道工程系
陕西铁路工程职业技术学院
SHAANXI RAILWAY INSTITUTE
陕铁院铁道工程系
陕西铁路工程职业技术学院
SHAANXI RAILWAY INSTITUTE
膨胀土主要特征 1．裂隙发育
2．干缩湿胀
裂隙黏土的矿物成分以伊利石为主，混有蒙脱石，而蒙 脱石系膨胀性黏土矿物，吸水膨胀，失水收缩而出现裂缝。 土中有效蒙脱石含量越多，胀缩潜势越大，膨胀力越大。
铁道工程系铁道教研室
铁道工程系铁道教研室
陕铁院铁道工程系
陕西铁路工程职业技术学院
SHAANXI RAILWAY INSTITUTE
中国26个省区有膨胀土分 布，中国加拿大合作研究 表明： 我国每年因膨胀土造成的 经济损失达150亿美元！
膨胀土分布区
中国膨胀土特点 分布广 类型多 性质复杂
铁道工程系铁道教研室
陕铁院铁道工程系
陕西铁路工程职业技术学院
SHAANXI RAILWAY INSTITUTE
季节性冻土的主要工程地质问题
冻结时膨胀，融化时下沉。
会造成土体开裂、路面下凹、翻浆冒泥等。 一般来说， 土中粉粒或粘粒 含量越高，含水 量越大，冻胀性 越强。
冻融泥流 陕铁院铁道工程系
陕西铁路工程职业技术学院
铁道工程系铁道教研室
陕铁院铁道工程系
4种特殊地基的施工方法
1、湿软地基处理1.1 挖除换填1)按设计要求，将原地面以下一定范围内的不良上体挖除，换填符合设计要求的材料，分层填筑并压实至设计规定的压实度。
2)换填天然级配砂砾时最大粒径应小于10cm，含泥量不大于5%。
换填石渣最大粒径应小于15cm，石料强度不小于30MPa。
3)换填料料应分层填筑并压实。
换填宽度一般至路基坡脚以外50cm。
图：砂砾（灰土）垫层加土工布断面图：砂砾（灰土）垫层断面1.2 反压护道1)施工前应对原地面进行清理。
2)反压护道应与路堤同时填筑，填料及施工工艺与路堤填筑相同。
图：反压护道填方施工示意1.3 手摆片石1)要求使用不易风化的片石材料，石料的强度不小于30MPa，厚度不小于15cm。
2)施工时用全站仪准确测放需处理段落的中心桩线和边桩线。
同时确定地面高程。
监理工程师复核无误后，进行反开挖至设计高程。
平整场地，整平后与原地面形成≥1%的上拱，用压路机碾压密实，压实度达到设计要求并经监理工程师验收确认。
3)片石进场后，根据石料形状大小人工摆插，大面朝下，尖面向上，石与石之间竖向紧密靠拢。
遇有过大石料用石工锤破碎成20～30cm方可使用；铺砌中，片石与片石之间产生的空洞、缝隙用小片石填塞，并用石工锤敲击密实。
4)片石摆插结束后，经验收合格再铺设砂砾垫层嵌缝找平，用净质量不小于22T的振动压路机碾压至稳定密实。
1.4 抛石挤淤1)抛石挤淤材料应使用不易风化的石料，石料强度不小于30MPa。
2)抛石挤淤应遵循由低至高、由中间向两边挤的原则。
3)片石抛出淤泥面或抛出水面50cm后，应用较小石块或天然砂砾填塞整平，用净质量不小于22t振动压路机压实，并在其上铺设反滤层。
1.5 灰土桩1)施工准备场地整理：对施工场地进行清表平整，做好临时排水设施。
图：台背灰土桩施工断面a)放样布点：按照图纸要求进行放样，桩孔位置放线并编号，撒石灰定位，及时绘制施工布点图。
成孔采用隔排或隔桩跳打的方式。
b)设备配置：按100m配备1台柴油打桩机作为成孔设备，每台打桩机配1.5t汽车夯2台、0.1m3小装载机1辆或0.1m3手推车4台、手扶式振动夯1台、75kw发电机1台。
特殊土地基
一、土岩组合地基
土岩组合地基的处理 （1）、结构措施：若建筑物长度较大或造型复杂，为减小不均 匀沉降的危害，宜用沉降缝将建筑物分开、缝宽30-50mm。必 要时应加强上部结构的刚度，如加密隔墙，增设圈梁等。 （2）、地基处理
二、岩溶
岩溶（喀斯特）是指可溶性岩石（如石灰岩、白云岩、石 膏、岩盐）等受水的长期溶蚀作用而形成溶洞、溶沟、裂隙、
湿陷性：是黄土最主要的工程特性。是指黄土浸水后在 外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。
二、黄土的湿陷性及评价
湿陷性黄土可分为非自重湿陷性和自重湿陷性黄土两种
。
在外荷载作用下受水浸湿后发生湿陷，但在自重作
用下受水浸湿后不发生湿陷的黄土称为非自重湿陷性黄 土； 在自重应力作用下受水浸湿后也能发生湿陷者称为 自重湿陷性黄土。
膨胀土：指粘粒成分主要由亲水性矿物（粘土矿物） 组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特 性的粘性土。膨胀土的工程特征主要有： （1）、胀缩性：膨胀土吸水后体积膨胀，使建筑物隆 起；失水体积收缩，造成土体开裂，建筑物下沉。 （2）、崩解性：浸水后体积膨胀，发生崩解。 （3）、多裂隙性：裂隙将土层分割成具有一定几何形 状的块体，破坏了土体的完整性。 （4）、超固结性：膨胀土天然孔隙比小，密实度大， 初始结构强度高。 （5）、风化特性：膨胀土受气候因素影响敏感，极易 产生风化破坏作用。 （6）、强度衰减性：强度经过多次干缩循环后，强度 会大幅度衰减。
三、软土地基的工程措施
（1）、充分利用表层密实的粘性土（一般厚约1－2 m） 作为持力层，基底尽可能浅埋。
（2）、尽可能设法减小基底附加应力，如采用轻型结构
、轻质墙体、扩大基础底面等。 （3）、采用换土垫层或桩基础等，但应考虑欠固结软土 产生的桩侧负摩阻力。 （4）、采用砂井预压，加速土层排水固结。
基础工程第9章特殊土地基
• 分布：红粘土主要分布在我国长江以南的 地区。西起云贵高原，经四川盆地南缘， 鄂西、湘西、广西向东延伸到粤北、湘南、 皖南、浙西等丘陵山地。
• 特点：红黏土的一般特点是天然含水量和 孔隙比大，但其强度高，压缩性低，工程 性能良好。
红黏土地区的岩溶和土洞产生的不良影响：
1.溶洞顶板塌落造成地基失稳； 2.土洞塌落形成场地塌陷； 3.溶沟、溶槽等低洼岩面处易积水，使土呈软塑至流塑 状态； 4.基岩岩面起伏大，导致红黏土地基的不稳定性； 5.岩溶水的动态变化给施工和建筑物造成不良影响
• 矿物成分、微观结构特性、粘粒含量、土 的密度和含水量、土的结构强度。
• 外在因素：
• 气候条件、地形地貌、炎热和干旱地区建 筑周围的阔叶树以及日照时间和强度
• 膨胀土分布：
• 广西、云南、湖 北、河南、安徽、 四川、山东、陕 西、江苏、贵州、 广东
• “逢堑必滑，有 堤必塌”，素有 “工程中的癌症” 之称
在膨胀土地基上的建筑物，随季节性气候的变化会反复不 断地产生不均匀的升降，而使房屋破坏。
• 影响膨胀土胀缩变形的主要因素 • 膨胀土的胀缩变形特性由土的内在因素所决定，同时受到
外部因素的制约。胀缩变形的产生是膨胀土的内在因素在 外部适当的环境条件下综合作用的结果
影响膨胀土胀缩变形的主要因素
• 内在因素：
• 膨胀土地基评价 • 1胀缩性指标：自由膨胀率、膨胀率、线缩
率、收缩系数、原状土的缩限
• 膨胀土地基的工程措施： • 1.设计措施 • 建筑场地的选择、建筑措施、结构措施、
地基处理
• 2.施工措施
9.5红粘土地基
• 炎热湿润气候条件下的石 灰岩、白云岩等碳酸盐岩 系出露区的岩石在长期的 成土化学风化作用（红土 化作用）下形成的高塑性 粘土物质，其液限一般大 于50%，一般呈褐红、棕红、 紫红和黄褐色等色，称为 红粘土。它常堆积于山麓 坡地、丘陵、谷地等处。
地基处理—特殊土地基处理方法(地基与基础工程)
6
2
特殊土地基处理
膨胀土的地基处理方法：一般基础埋深选 择时应考虑膨胀土的胀缩性、膨胀土层埋藏 深度和厚度以及大气影响深度等因素，基础 不宜埋置在季节性干湿变化剧烈的土层内。 一般埋深应超过大气影响深度。膨胀地区的 基础设计，应充分利用地基土的承载力，并 采用缩小基底面积、合理选择基底形式等措 施，以便增大基底压力，减少地基膨胀变形 。也可采用换土垫层，必须将膨胀土全部挖 除，采用砂、碎石、块石、煤渣、灰土等材 料作垫层，垫层的宽度应大于基础宽度，两 侧回填相同的材料。如采用深基础，宜选用 穿透膨胀土层的桩基。
膨胀土的粘粒含量很高塑性指数大于17，且多在22~35之间，其天 然含水率接近或略小于塑限，液性指数常小于零，土的压缩性低，强度 高，常被误认为是建筑性能较好的地基，但这种土的自由膨胀率一般超 过40%（红粘土除外）。因此在膨胀土地区进行建设，要对膨胀土做出 必要的判断和评价，以便采取相应的措施，从而保证房屋和构筑物的安 全和正常使用，某膨胀土地基膨胀导致的房屋开裂。
特殊土地基处理
1
特殊土地基处理
具有特殊工程性质的土类为特殊土 。各种天然形成的特殊土的地 理分布，存在着一定的分布规律，表现出一定的区域性，所以又称为 区域性特殊土。我国的特殊土主要有膨胀土、湿陷性黄土、软土、红 粘土和多年冻土等。
一、 膨胀土地基
膨胀土一般指粘粒成分主要为的亲水性矿物组成，同时具有显著 的吸水膨胀和失水收缩两种变型特征的粘性土。
我国西北地区建造在湿陷性黄土 地基上的民居，这里的房屋常常遭受 滑坡之苦，墙面每年都会出现裂缝。
4特殊Βιβλιοθήκη 地基处理由于湿陷性黄土的孔隙较大，因而破坏湿陷性黄土的大孔结构能从 根本上避免或削弱湿陷现象。常用的地基处理方法有换土（或灰土） 垫层法、重锤夯实法、强夯法、预注水处理法（如图）、化学加固法 （硅化和碱液加固）、土（灰土）桩挤密等方法，也可采用桩端进入 非湿陷性土层的桩基。
特殊土地基
44
处理措施 •
✓ 桩基或沉井 ✓ 处理地表水和地下水 ✓ 挖填夯实 ✓ 灌填处理 ✓ 梁板跨越 ✓ 深基础
45
7.6 冻土地基
地质特征的场地，且自由膨胀率ef≥40%的土应判定为膨
胀土。
• 裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、 灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；
• 多出露于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，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌 等；
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。
2
二、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： ✓ 场地和地基稳定性评价 ✓ 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。
3
三、 软土地基的工程措施
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，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。
15
✓ 黄土地区的湿陷等级
• 湿陷性黄土地基的湿陷等级，应根据基底下各土层累计的 总湿陷量和计算自重湿陷量的大小按下表确定。
n
zs 0 zsihi i1
n
s si hi i 1
湿陷类型
zs(cm) s(cm)
s ≤30 30<s≤70
特殊土地基
具有显著的触变性和流变性。
不均匀性
第8章 特殊土地基
二、软土地基工程分析和评价
1. 判断地基产生失稳和不均匀变形的可能性。
2. 选择适宜的持力层和基础形式，当有地表硬壳层时，
基础宜浅埋
3. 当建筑物相邻高低层荷载相差很大时，应分别计算各 自的沉降，并分析其相互影响。当地面有较大面积堆 载时，应分析对相邻建筑物的不利影响。
Sc(mm)
15≤ Sc <35
级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
35≤ Sc <70
Sc ≥70
第8章 特殊土地基
膨胀土地基变形量计算
S ( epi si wi )hi
i 1
n
S j [S j ]
第8章 特殊土地基
工程措施：根据当地的气候条件、地基胀缩等级、场地 工程地质和水文地质条件，结合当地建筑施工经验，因地
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。
δef（%）
40≤δef <65 65≤δef <90 δef ≥90
膨胀潜势
强 中 弱
第8章 特殊土地基
3）膨胀土地基的胀缩等级 以50KPa压力下测定土的膨胀率δef <65计算地基分级变形量Sc，作 为划分膨胀等级的标准。
第8章 特殊土地基
自重湿陷性： 在土自重应力作用下受水浸湿后发生湿陷； 非自重湿陷性：在土自重应力作用下受水浸湿后不发生湿陷。 湿陷系数
hp hp s h0
湿陷性黄土
黄土湿陷性判断标准： ds<0.015 为非湿陷性。 湿陷起始压力psh 若p≤ psh, 无湿陷性。 湿陷性等级 由基底各土层累积总湿陷量△s与计算自重湿陷量△zs判断。 工程措施 防水或消除湿陷性。
岩土知识：特殊土地基有哪些
岩土知识：特殊土地基有哪些
1.湿陷性黄土：在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土，属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区的黄土多具湿陷性。
（这里所说的黄土泛指黄土和黄土状土。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，也有的老黄土不具湿陷性）。
2.冻土：冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月）/季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）。
地球上多年冻土/季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%.冻土
是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。
因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。
正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险：冻胀和融沉。
3.盐渍土：盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的总称。
盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类。
盐分含量指标因不同盐分组成而异。
碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠。
盐渍土主要分布在内陆干旱、半干旱地区，滨海地区也有分布。
全世界盐渍土面积计约897.0万平方公里，约占世界陆地总面积的6.5%，占干旱区总面积的39%.中国盐渍土面积约有20多万平方公里，约占国土总面积的2.1%。
土木基础工程课件-第十章特殊土基础
基础工程课件
4.水膜楔入说
低含水量黄土在细颗粒（主要是粘粒）表面上包裹着的结合水膜一般很薄，溶解在其中的阴、阳离子的静电引力较强，将表面带负电荷的粘粒连接起来，形成一定的凝聚强度。当水进入土中时，结合水膜变厚，象楔子一样将牢固连接的颗粒分开，使土粒表面产生膨胀，体积增大，引力减弱，凝聚强度降低，因而产生湿陷。水膜楔入说能较好地解释黄土在水一进入就会立即发生湿陷这一现象；但是，还不足以解释各种复杂的湿陷现象的（如湿陷性的强弱、自重湿陷与非自重湿陷等）产生。
*
基础工程课件
（二）膨胀土的胀缩性指标
自由膨胀率ef 将人工制备的磨细烘干土样，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ef称为自由膨胀率。
*
基础工程课件
膨胀率ep与膨胀力Pe 膨胀率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比。
*
基础工程课件
黄土按成因分为原生（或典型）黄土和次生黄土。一般认为不具层理的风成黄土为原生黄土。原生黄土经过流水冲刷、搬运重新沉积而形成的具有层理含较多砂粒以至细粒的黄土称次生黄土。
黄土的分类
垂直节理发育； 一般有肉眼可见的大孔隙。
4.富含碳酸钙盐类；
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。
*
基础工程课件
*
基础工程课件
根据我国十余年来的实践经验，判别膨胀土的主要依据是工程地质特征与自由膨胀率。因此《膨胀土规范》中规定，凡具有下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率ef≥40%的土应判定为膨胀土。 1．裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态； 2．多出露于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； 3．常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等； 4．建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。
特殊土地基的特点
特殊土地基的特点特殊土地基有地区性特点，包括湿陷性黄土、膨胀土、红黏土、盐渍士和冻土等组合而成的混和地基。
（1）湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性黄土，属于特殊土。
有些杂填土也具有湿陷性。
广泛分布于中国东北、西北、华中和华东石质部分地区的黄土多具湿陷性。
湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。
在湿陷性黄土地基上进行工程建设楼板时，必须综合考虑考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能出现造成的危害，应选择适宜的地基墙体处理方法。
（2）膨胀土膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，它具有很强的亲水性，吸水时体积膨胀，失水时体积收缩。
这种胀缩变形难免很大，非常容易对建筑物造成损坏。
膨胀土在我国的分布中国范围很广，如广西、云南、河南、湖北、四川、陕西、河北、安徽、江苏等地中均有膨胀土存在。
膨胀土常用的地基处理方法有换土、土性改良、预浸水，以及防止地基土含水量变化等。
（3）多年冻土多年冻土是指温度指于已连续3年或3年以上保持在0℃或0℃以下，并含有冰的土层。
多年冻土开放性的强度和变形有其特殊性。
例如，冰帽中因有冰和冰水存在，在长期荷载作用下将会发生下能强烈的流变性。
在人类活动影响下，多年冻土可能产生融化。
因此，多年冻土作为建筑物地基时需慎重考虑，需要采取一些处理措施方可使用。
（5）垃圾的土地基垃圾填埋土地基其性质取决于填埋填埋垃圾类别和性质。
垃圾填埋土地基处理的目的之一是防止其对环境影响，特别是对地下水的污染;之二白苞是垃圾填土土地基自身的利用。
（6）岩溶、石穴和山区地基岩溶又称"喀斯特"，它是石灰岩、白云岩、泥灰岩、大理石、岩盐、石膏等可溶性岩层受水的化学作用和机械作用而形成的溶洞、溶沟、裂隙，以及因溶洞的顶板塌落使地表诱发陷穴、价值洼地等现象的总称。
土洞是岩溶地区上覆土层被地下水冲蚀或被地下水潜蚀所形成的洞穴。
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》课件
处理方法：采 用换填法，将 湿陷性土换为
非湿陷性土
处理方法：采 用强夯法，通 过强夯提高土 的密实度和强
度
处理方法：采 用预压法，通 过预压降低土 的含水量和孔
隙比
处理方法：采用抗膨胀材料， 如石灰、水泥等
膨胀土地基的特点：土质松 软，易受水影响，膨胀变形
处理方法：采用抗膨胀结构， 如桩基础、筏板基础等
解决方案：采用桩基础、 复合地基等方法进行加固 处理
工程效果：成功解决了湿 陷性土地基问题，保证了 建筑物的安全稳定
膨胀土地基的特点： 膨胀性、吸水性、 收缩性等
膨胀土地基的工程 应用：道路、桥梁、 建筑等
膨胀土地基的工程 处理方法：换填、 注浆、加固等
膨胀土地基的工程 实例：某高速公路 、某桥梁、某建筑 等
智能化：利用人工智能、大 数据等技术进行实时监测和 预测
无线化：采用无线传感器网 络进行远程监测和检测
集成化：将多种监测和检测 技术集成到一个系统中，提 高效率和准确性
绿色化：采用环保、节能的 监测和检测技术，降低对环 境的影响
标准化：制定统一的监测和 检测标准，提高监测和检测 结果的可比性和可靠性
新技术：采用 先进的施工工 艺和设备，提 高施工效率和
质量
新材料：使用 新型材料，提 高地基的承载
力和稳定性
局限性：新技 术和新材料的 应用需要较高 的成本和投入
局限性：新技术 和新材料的应用 需要专业的技术 人员和设备，需 要一定的培训和
经验积累
绿色环保：新材料和新技术将更加注重环保和可持续发展 智能化：新技术和新材料将更加智能化，提高工作效率和精度 复合化：新材料和新技术将更加复合化，满足多种需求 标准化：新技术和新材料将更加标准化，提高工程质量和可靠性
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。
特殊土地基
9.5 岩溶与土洞
岩溶——可溶性岩石受水的化学和机械作 用而形成的溶洞。 土洞——岩溶地区上覆土层在地表水或地 下水作用下形成的洞穴。
岩溶分布
溶洞
黄龙岩溶
重庆武隆岩溶
岩溶地貌
全国岩溶塌陷分布图
岩溶塌陷
岩溶塌陷
土洞
土 洞
玉门关土洞
岩溶地基评价和处理措施
1、在调查的基础上进行地基稳定性评价 2、处理措施 （1）小洞和浅洞可用梁板跨越或填充； （2）大洞采用支撑； （3）裂隙采用灌注； （4）疏导地下水。
三 、湿陷性黄土地基的评价
1、湿陷起始压力——黄土即使浸水只发生压缩变形， 而不出现湿陷现象的界限压力
在设计非自重湿陷性黄土地基上荷载不大和土垫层时， 可适当选择基底尺寸和埋深、土垫层的厚度，使基底 压力或垫层底面的总压力不超过基底下土的湿陷起始 压力，以避免湿陷。
2、湿陷性黄土地基评价几个指标 符号 湿陷系数 自重湿陷量
（3）建筑体型简单。
2、结构措施——结构措施的目的是为提高建筑物适应
地基变形的能力。
3、地基处理措施 （1）充分利用地基承载力，缩小基底面积、 合理选择基底型式，以便增大基底压力， 减少地基膨胀变形。 （2）换土垫层 （3）改变基础型式 4、施工措施
9.4 红粘土地基
红粘土是碳酸盐岩系在炎热湿润气候 条件下红土化作用形成的高塑性粘土。 一、红粘土的工程特征 1、较高的粘粒含量使其具有高分散性和较 大孔隙比； 2、一般处于硬塑和坚硬状态； 3、较高的强度和较低的压缩性；
二、红粘土地基的评价
1、天然状态下红粘土膨胀量小，但有强失 水收缩性； 2、红粘土中常有溶洞或土洞，裂隙发育， 地基稳定性差。 3、地基承载力较高； 4、土层不均匀
4种特殊地基的施工方法，整理好都在这里了
4种特殊地基的施⼯⽅法，整理好都在这⾥了给⼤家介绍⼏种道路特殊地基的施⼯⽅法，类型包括湿软地基处理，河、塘、湖（库）区路基，湿陷性黄⼟路基，滑坡地段路基⼀共四种。
详细的施⼯要点都展⽰在正⽂⾥⾯啦，看看能不能帮到⼤家。
1、湿软地基处理1.1 挖除换填1)按设计要求，将原地⾯以下⼀定范围内的不良上体挖除，换填符合设计要求的材料，分层填筑并压实⾄设计规定的压实度。
2)换填天然级配砂砾时最⼤粒径应⼩于10cm，含泥量不⼤于5%。
换填⽯渣最⼤粒径应⼩于15cm，⽯料强度不⼩于30MPa。
3)换填料料应分层填筑并压实。
换填宽度⼀般⾄路基坡脚以外50cm。
图：砂砾（灰⼟）垫层加⼟⼯布断⾯图：砂砾（灰⼟）垫层断⾯1.2 反压护道1)施⼯前应对原地⾯进⾏清理。
2)反压护道应与路堤同时填筑，填料及施⼯⼯艺与路堤填筑相同。
图：反压护道填⽅施⼯⽰意1.3 ⼿摆⽚⽯1)要求使⽤不易风化的⽚⽯材料，⽯料的强度不⼩于30MPa，厚度不⼩于15cm。
2)施⼯时⽤全站仪准确测放需处理段落的中⼼桩线和边桩线。
同时确定地⾯⾼程。
监理⼯程师复核⽆误后，进⾏反开挖⾄设计⾼程。
平整场地，整平后与原地⾯形成≥1%的上拱，⽤压路机碾压密实，压实度达到设计要求并经监理⼯程师验收确认。
3)⽚⽯进场后，根据⽯料形状⼤⼩⼈⼯摆插，⼤⾯朝下，尖⾯向上，⽯与⽯之间竖向紧密靠拢。
遇有过⼤⽯料⽤⽯⼯锤破碎成20～30cm⽅可使⽤；铺砌中，⽚⽯与⽚⽯之间产⽣的空洞、缝隙⽤⼩⽚⽯填塞，并⽤⽯⼯锤敲击密实。
4)⽚⽯摆插结束后，经验收合格再铺设砂砾垫层嵌缝找平，⽤净质量不⼩于22T的振动压路机碾压⾄稳定密实。
1.4 抛⽯挤淤1)抛⽯挤淤材料应使⽤不易风化的⽯料，⽯料强度不⼩于30MPa。
2)抛⽯挤淤应遵循由低⾄⾼、由中间向两边挤的原则。
3)⽚⽯抛出淤泥⾯或抛出⽔⾯50cm后，应⽤较⼩⽯块或天然砂砾填塞整平，⽤净质量不⼩于22t振动压路机压实，并在其上铺设反滤层。
1.5 灰⼟桩1)施⼯准备场地整理：对施⼯场地进⾏清表平整，做好临时排⽔设施。
特殊土地基
4.膨胀土的胀缩性不同于一般粘性土，其膨胀—收缩— 再膨胀的周期性变形特性非常显著，使建造在其上的建筑物 随季节气候变化会反复不断地产生不均匀的抬升和下沉，导 致破坏。
建筑物的基础外移； 房屋转角处首先开裂，（山墙倒八字形缝，外纵墙下部水 平缝、地坪开裂等事故）。
二、膨胀土地基 （四）影响膨胀土胀缩变形的主要原因 1.主要内在因素 （1）矿物及化学成分。 （2）粘粒的含量。 （3）土的密度。 （4）含水量。 （5）土的结构。 2.主要外在因素 （1）气候条件。 （2）地形地貌。 （3）周围阔叶树的影响。 （4）日照程度。
一、湿陷性黄土地基
湿陷性黄土地基的工程措施
（一）地基处理措施 地基处理的目的在于破坏湿陷性黄土的大孔结构，以
便消除或部分消除黄土地基的湿陷性，从根本上避免或削 弱湿陷现象的发生。
常用的地基处理方法：垫层法、重锤夯实法、强夯法、 挤密法、预浸水法、化学加固法（单液硅化或碱液加固法） 等，也可采用将桩端进入非湿陷性土层的桩基础。
二、膨胀土地基
（一）膨胀土
一般指土中粘粒成分主要由强亲水性的矿物组成，同时具有 显著的吸水膨胀、失水收缩的特性，具有较大反复胀缩变形的 高塑性粘土。矿物成分主要是次生粘土矿物蒙脱石和伊利石。
我国膨胀土形成的地质年代大多数为第四纪晚更新世（Q3） 及其以前，少量为全新世（Q4），颜色呈黄、黄褐、红褐、灰 白或花斑等色，结构致密，为坚硬或硬塑状态。
5.膨胀土地基的工程措施主要从建筑、结构设计、地基 处理、施工措施等方面加以考虑。
基础工程05特殊土地基
二、黄土湿陷发生原因及影响因素
1、原因 (1)黄土的欠压密理论：干旱、少雨气候下，水分不断蒸发，盐类析出，胶体凝固，形成固化粘聚力，阻止上面土对下面土的压密作用而成为欠压密状态，土层越来越厚，形成这种高孔隙比、低湿度的湿陷性黄土。一旦水浸入较深，固化粘聚力消失，就产生了湿陷。
建筑场地的湿陷类型，应按实测自重湿陷量或按室内压缩试验累计的计算自重湿陷量判定。计算自重湿陷量：δzsi——第i层土在上覆土的饱和自重应力作用下的湿陷系数，其测定和计算方法同δs，即δzs=(hz-hz’)/h，n——总计算土层内湿陷土层的数目，总计算厚度应从天然地面算起(当挖、填方厚度及面积较大时，自设计地面算起)至其下全部湿陷性黄土层的底面为止(δs<0.015的土层不计)；β0——因土质地区而异的修正系数。陇西1.5；陇东陕北1.2；关中0.7；其它地区0.5。
第10页/共68页
《黄土规范》规定：自基础底面算起，l0m以上的土层应用200kPa，l0m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300kPa时，仍应用300kPa)。还注明，如基底压力大于300kPa时，宜用实际压力判别黄土的湿陷性。
第11页/共68页
湿陷起始压力
如上所述，黄土的湿陷量是压力的函数。因此，事实上存在着一个压力界限值，压力低于这个数值，黄土即使浸了水也只产生压缩变形，而不会出现湿陷现象。这个界限称为湿陷起始压力Psh，是一个有一定实用价值的指标。确定方法：以室内压缩试验、原位载荷试验的试验数据为依据，按单线法或双线法来确定。
λs表示原状土样在直线收缩阶段，含水量减少1％时的竖向线缩率，按下式计算：
第34页/共68页
(4)膨胀力pe 膨胀力：原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
遇水膨胀，失 水收缩
盐胀性、溶陷 性和腐蚀性
高纬度寒冷地区
冻胀性、融陷 性
3、学习本课程的重要性：特殊土在我国分布很广， 比如黄土主要分布在我国的西北部，红粘土主要分 布在南方，冻土主要分布在北方等，有很多建筑物 修建在特殊土地基上。由于特殊土具有特殊的工程 地质性质，因此常给建筑物的安全和正常使用造成 严重威胁。研究特殊土的形成条件、分布特征和工 程地质特性具有十分重要的意义。
有局部分布
积而成
小
膨胀土 云南、贵州、广西、四川、安 徽、河南等
盐渍土 新疆、青海、西藏、甘肃、宁 夏、内蒙古等内陆地区，此外 尚有滨海部分地区
冻土 青藏高原和大小兴安岭，东西 部一些高山顶部
温暖湿润，雨量充沛，年降雨 量700～1700mm，具有良好化 学风化条件
荒漠半荒漠地区，年降雨量小 于100mm，蒸发量高达3000mm 以上的地区，沿海受海水浸渍 或海退的影响
（3）在膨胀土地区进行工程建设时，要通过勘察 试验工作，对膨胀土作出的判断和评价，以便采 取相应的设计和施工措施，防止由于膨胀土的胀 缩作用而使建筑破坏。
（2）膨胀土的物理性质特征 ①、粘粒含量高，一般超过35％，且大部分为亲
水性很强的蒙脱石和伊利石等矿物，由于蒙脱石 和伊利石具有活动晶格，吸水膨胀明显，失水收 缩强烈，因此决定了膨胀土具有较大的胀缩性。 ②、液限一般大于40％，塑限大于20％，塑性指 数大于17。
2、膨胀土的工程地质特征及分类 （1）膨胀土的鉴定特征（野外怎样识别膨胀土） ①、在自然条件下，土体多呈硬塑或坚硬状态，
具黄、红、灰白等颜色，裂隙较发育，常见光滑 面和擦痕。 ②、多出露于二级及二级以上阶地、山前丘陵和 盆地边缘地形较平缓的地区，其成因复杂，有残 积、冲积、冲洪积、湖积、残坡积等。
3、膨胀土的工程特性及对工程的危害 （1）膨胀土的工程特性 ①、胀缩性
膨胀土吸水后体积膨胀，使其上的建筑物隆 起，如果膨胀受阻即产生膨胀力；膨胀土失水体 积收缩，造成土体开裂，并使其上的建筑物下沉。 土中蒙脱石含量越多，其膨胀量和膨胀力也越大； 土的初始含水率越低，其膨胀量与膨胀力也越大； 击实膨胀土的膨胀性比原状膨胀土大，密实越高， 膨胀性也越大。
③、天然容重和干容重大，孔隙比和含水量较小。 说明膨胀土在天然状态下结构紧密，常处于硬塑 或坚硬状态，强度较大，属中低压缩性土，因此 常被误认为可作为良好地基，但遇水膨胀或失水 收缩后，使土层的原有结构破坏，其强度迅速降 低。
④、膨胀量的大说，亲水性强的蒙脱石、水云 母含量愈大，膨胀性和收缩性愈大。
小节
第一节 第二节 第三节
膨胀土地基 红粘土地基 湿陷性黄土地基
第一节 膨胀土地基
1、膨胀土的定义及分布 （1）定义：具有遇水膨胀，失水收缩的特征的土，
称为膨胀土。
膨胀土的特点是土体中含有大量的亲水性粘 土矿物成分，比如伊利石、蒙脱石，在环境湿度 变化影响下可产生强烈的胀缩变形。
（2）分布：膨胀土在我国分布很广，云南、广西、 贵州、河北邯郸、河南平顶山等地均有分布，山 西、陕西、安徽、四川、山东等省也有不同程度 的分布。
⑤、风化特性
膨胀土受气候因素影响很敏感，极易产生风
化破坏作用。基坑开挖后，在风化作用下，土体 很快会产生破裂、剥落，从而造成土体结构破坏， 强度降低。受大气风化作用影响的深度各地不完 全一样，云南、四川、广西地区约至地表下3~5 m， 其他地区则在地表下2m左右。 ⑥、强度衰减性
膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度，具有
（3）膨胀土的工程地质分类 目前在我国按膨胀土的成因及特征分为三个
基本类型：
①、为湖相沉积及其风化层，粘土矿物成分以蒙 脱石为主，土的胀缩性极为显著；
②、为冲积、冲洪积、坡积物类型，主要分布在 河流阶地上，粘土矿物以水云母为主，土的胀缩 性也很显著；
③、碳酸盐类岩石的残积、坡积及洪积的红粘土， 液限高，但自由膨胀率小于40％，因而常被判定 为非膨胀土。
特殊土地基
一、特殊土概述
1、定义：特殊土是指具有某些特殊成分、结构及 工程地质性质的土的总称。
2、类型：由于成土环境的不同，会造成具有不同 特性的土，常见的特殊土种类有：黄土、红粘土、 膨胀土、软土、盐渍土、冻土和填土等。
我国常见特殊土的种类、分布、成土环境及工程地质特性
种类
分布
成土环境
工程特性
黄土 西北内陆地区，青海、甘肃、 宁夏、陕西、山西、河南等
干旱，半干旱气候环境，降雨
量少，蒸发量大，年降雨量小 于500mm。风积
红粘土 华南地区，云南、四川、贵州、 碳酸盐岩系北纬33°以南，温
广西、鄂西、湘西等
暖湿润气候，以残坡积为主
湿陷性
裂隙发育，不 均匀性
软土
东南沿海，天津、上海、宁波、 滨海、三角洲沉积；湖泊沉积， 强度低，压缩 福州等，此外内陆湖泊地区也 地下水水位高，由水流搬运沉 性高，渗透性
②、崩解性
膨胀土浸水后体积膨胀，发生崩解。强膨胀 土浸水后几分钟即完全崩解；弱膨胀土则崩解缓 慢且不完全。
③、多裂隙性
膨胀土中的裂隙，主要可分垂直裂隙、水平 裂隙和斜交裂隙三种类型。这些裂隙将土层分割 成具有一定几何形状的块体，从而破坏了土体的 完整性，容易造成边坡的塌滑。
④、超固结性
膨胀土大多具有超固结性，天然孔隙比小， 密实度大，初始结构强度高。
③具有吸水膨胀，失水收缩和反复胀缩变形的特 点，在季节性干湿气候条件下，常可导致低层砖 石结构的建筑物成群干裂损坏。
④凡具有上述特征、且自由膨胀率δef＞40％者， 应判定为膨胀土。
自由膨胀率按下式计算：
ef
VweV0 V0
10% 0
式中：Vwe—试样在水中膨胀后的体积；
V0—试样原体积。
峰值强度极高而残余强度极低的特性。由于膨胀 土的超固结性，初期强度极高，现场开挖很困难， 然而随着胀缩效应和风化作用时间的增加，其抗 剪强度又大幅度衰减。在风化带以内，湿胀干缩 效应显著，经过多次湿胀干缩循环以后，特别是 粘聚力C大幅度下降，而内摩擦角φ变化不大，一 般反复循环2～3次以后趋于稳定。