特殊土地基

第8章 特殊土地基
二、黄土地基的湿陷性评价
δs =
' hp − hp
h0
δ s < 0.015 δ s ≥ 0.015
非湿陷性黄土 湿陷性黄土
测定湿陷系数的压力p取值： 测定湿陷系数的压力 取值：200KPa，10m以上 取值 ， 以上 300KPa，10m以下 ， 以下 湿陷起始压力P 黄土发生湿陷的最小压力，现场、 湿陷起始压力Psh：黄土发生湿陷的最小压力，现场、室 内测试确定。 内测试确定。
δef（%） 40≤δ 40≤δef <65 65≤δef <90 65≤δ δef ≥90
膨胀潜势 强 中 弱
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3）膨胀土地基的胀缩等级 ） 压力下测定土的膨胀率δ 计算地基分级变形量Sc， 以50KPa压力下测定土的膨胀率 ef <65计算地基分级变形量 ，作 压力下测定土的膨胀率 计算地基分级变形量 为划分膨胀等级的标准。 为划分膨胀等级的标准。
膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。 膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。
hw − h0 δ ep = h0
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膨胀力Ps：原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生 原状土样在体积不变时，
的最大内应力。 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。 线缩率 ：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， 直线收缩系数 ：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。 水量减少 时的竖向线缩率。 时的竖向线缩率
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5. 地基的沉降量计算可采用分层总和法；也可采用土的应 地基的沉降量计算可采用分层总和法； 力历史的沉降计算方法。必要时应考虑土的次固结效应。 力历史的沉降计算方法。必要时应考虑土的次固结效应。 6. 在软土开挖、打桩、降水时，应按《岩土工程勘察规范》 在软土开挖、打桩、降水时，应按《岩土工程勘察规范》 有关规定进行。 有关规定进行。
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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、 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。 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， 严格防水措施：要求对重要建筑场地和高级别湿陷地基，在
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三、软土地基工程措施
地基处理 采用桩基础
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8.3 湿陷性黄土地基
黄土(leoss)：第四纪以来在干旱、 黄土(leoss)：第四纪以来在干旱、半干旱气候条件 (leoss) 呈黄色或褐黄色， 下形成的松散堆积物 。呈黄色或褐黄色，颗粒组 成以粉粒为主，同时含砂粒和粘粒， 含可溶盐， 成以粉粒为主，同时含砂粒和粘粒， 含可溶盐， CaCO3、 大孔隙。 大孔隙。
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4.软土地基承载力应根据地区建筑经验，并结合下列因 软土地基承载力应根据地区建筑经验， 软土地基承载力应根据地区建筑经验 素综合确定： 素综合确定：
1) 软土成层条件、应力历史、结构性、灵敏度等力学特性及排 软土成层条件、应力历史、结构性、 水条件 2) 上部结构的类型、刚度、荷载性质、大小和分布，对不均匀 上部结构的类型、刚度、荷载性质、大小和分布， 沉降的敏感受性 3）基础的类型、尺寸、埋深、刚度等 ）基础的类型、尺寸、埋深、 4）施工方法和程序 ） 5）采用预压排水处理的地基，应考虑软土固结排水后强度的增 ）采用预压排水处理的地基， 长。
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一、黄土湿陷变形特性
黄土的湿陷变形： 黄土的湿陷变形：是指黄土受水湿陷后所引起的一种急 附加变形。 剧、大量的 附加变形。 黄土地基变形，一般包括两部分： 黄土地基变形，一般包括两部分： ※压缩变形：是指地基处于天然含水量时，由建筑 压缩变形：是指地基处于天然含水量时， 压缩变形 物荷载所引起的变形。 物荷载所引起的变形。 ※湿陷变形：是指当压缩变形尚未稳定或稳定以后， 湿陷变形：是指当压缩变形尚未稳定或稳定以后， 湿陷变形 建筑物荷载不变， 建筑物荷载不变， 而地基由于受水浸湿所引起的附 加变形。 加变形。
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2. 膨胀土的危害
1）胀缩变形使建筑物开裂、倾斜 ）胀缩变形使建筑物开裂、 2）使公路路基发生破坏，堤岸、 ）使公路路基发生破坏，堤岸、 路垫产生滑坡，涵洞、 路垫产生滑坡，涵洞、桥梁等 刚性结构物产生不均匀沉降， 刚性结构物产生不均匀沉降， 导致开裂。 导致开裂。 3）膨胀土边坡不稳定，地基会产生水平向和垂直向的 ）膨胀土边坡不稳定， 变形，坡地上的建筑物损坏要比平地上更严重。 变形，坡地上的建筑物损坏要比平地上更严重。
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一、特点
压缩性高，平均压缩系数在3× 之间； 压缩性高，平均压缩系数在 ×10-3~ 5×10-4KPa-1之间； × 抗剪强度低，其不排水强度约为10~20KPa，标准贯入 抗剪强度低，其不排水强度约为 ，
击数小于5，承载力标准值小于100KPa； 击数小于 ，承载力标准值小于 ；
渗透性小，渗透系数一般为1× 渗透性小，渗透系数一般为 ×10-8~ 1×10-10m/s； × ； 具有显著的触变性和流变性。 具有显著的触变性和流变性。 触变性 不均匀性
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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。 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， 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 当建筑物相邻高低层荷载相差很大时， 自的沉降，并分析其相互影响。当地面有较大面积堆 自的沉降，并分析其相互影响。 载时，应分析对相邻建筑物的不利影响。 载时，应分析对相邻建筑物的不利影响。
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结构措施
①膨胀土地区宜建造3层以上的高层房屋以加大基底压 膨胀土地区宜建造 层以上的高层房屋以加大基底压 力，防止膨胀变形 ②较均匀的弱膨胀土地基可采用条形基础，若基础埋深 较均匀的弱膨胀土地基可采用条形基础， 较大或条基基底压力较小时，宜采用墩基； 较大或条基基底压力较小时，宜采用墩基； ③承重砌体结构可采用实心砖墙。 承重砌体结构可采用实心砖墙。 ④基础底部和房屋顶层宜设置圈梁 ⑤钢和钢筋混凝土排架结构、山墙和内隔墙应采用与柱 钢和钢筋混凝土排架结构、 基相同的基础型式；围护墙应砌置在基础梁上， 基相同的基础型式；围护墙应砌置在基础梁上，基础梁 底与地面之间宜留有10cm左右的空隙。 左右的空隙。 底与地面之间宜留有 左右的空隙
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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， 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。 性土。 强度较高，压缩性中等偏低。当含水量增加和结构扰动后， 强度较高，压缩性中等偏低。当含水量增加和结构扰动后， 力学性质减弱明显。浸湿且结构破坏的重塑土， 力学性质减弱明显。浸湿且结构破坏的重塑土，强度降低 1/3~2/3，压缩性增大。 ，压缩性增大。
i =1
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四、湿陷性黄土地基的工程措施
在湿陷性黄土地区进行建设， 在湿陷性黄土地区进行建设，地基应满足 承载力、湿陷变形、压缩变形和稳定性的要求。 承载力、湿陷变形、压缩变形和稳定性的要求。 1. 地基处理措施 常用的方法：垫层法、夯实法、挤密法、 常用的方法：垫层法、夯实法、挤密法、桩基 预浸水法、单液硅化或碱液加固法。 础、预浸水法、单液硅化或碱液加固法。
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8.2 软土地基
软土(soft soil)：系指天然孔隙比大于或等于1.0，天然 软土(soft soil)：系指天然孔隙比大于或等于1.0， 1.0
含水量大于液限，并且具有灵敏结构性的细粒土。包括淤泥、 含水量大于液限，并且具有灵敏结构性的细粒土。包括淤泥、 淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。 淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
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基本内容 软土地基 湿陷性黄土地基 膨胀土地基 山区地基及红粘土地基 冻土地基及盐渍土地基
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8.1 概述
区域性地基：特殊土地基， 区域性地基：特殊土地基，山区地基以及地震区 地基 区域性特殊土：湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、 区域性特殊土：湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、 软土和冻胀土 山区出现不良地质现象：滑坡、泥石流、崩塌、 山区出现不良地质现象：滑坡、泥石流、崩塌、 岩溶和土洞、多地震。 岩溶和土洞、多地震。
第8章 特殊土地基
第8章 特殊土地基
三、建筑场地湿陷类型的划分
∆ zs = β 0 ∑ δ zsi hi
i =1 n
δ zsi
hz − hz' = ho
∆ zs (∆' zs ) ≤ 70mm ∆ zs (∆' zs ) > 70mm
n
非自重湿陷性黄土 自重湿陷性黄土
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∆ s = ∑ βδ si hi
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地基处理
①换土垫层 ②增大基础埋深 ③石灰灌浆加固 ④桩基
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§8.5 山区地基和红粘土地基 一、土岩组合地基
第8章 特殊土地基
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
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土岩组合地基的处理 结构措施 对建造在其上的长度较大或造型复杂的建筑物， 对建造在其上的长度较大或造型复杂的建筑物，宜用沉降缝将 建筑物分开。缝宽 建筑物分开。缝宽30~50mm，必要时应加强上部结构的刚度，如加 ，必要时应加强上部结构的刚度， 密隔墙，增设圈梁。 密隔墙，增设圈梁。 地理处理 •处理压缩性较高部分的地基，使之适应较低的地基（桩基础、 处理压缩性较高部分的地基，使之适应较低的地基（桩基础、 处理压缩性较高部分的地基 局部深挖、换填或用梁、 局部深挖、换填或用梁、板、拱跨越等）； 拱跨越等）； •处理压缩性较低部分的地基，使之适应压缩性较高的地基。 处理压缩性较低部分的地基，使之适应压缩性较高的地基。 处理压缩性较低部分的地基 （褥垫法） 褥垫法）
∆δ s λs = ∆w
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4.
膨胀土地基的评价
1）膨胀土的判别δef≥40%，为膨胀土地基 ）膨胀土的判别 ， 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 按自由膨胀率大小划分膨胀潜势强弱， 内部积储的膨胀势能大小，来判别胀缩性的高低。 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
建筑措施 ①建筑物应尽量布置在地形条件比较简单、土质比 建筑物应尽量布置在地形条件比较简单、 较均匀、胀缩性较弱的场地； 较均匀、胀缩性较弱的场地； ②建筑物体型应力求简单 ③加强隔水、排水措施，尽量减小地基土的含水量 加强隔水、排水措施， 变化。 变化。 ④室内地面设计应根据要求区别对待 ⑤建筑物周围宜种草皮
检漏防水措施基础上，对防水地面、排水沟、 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。 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， 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， 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。 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。
Sc(mm)
15≤ Sc <35 35≤ Sc <70
级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Sc ≥70
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膨胀土地基变形量计算
S = ψ ∑ (δ epi + λsi ∆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、 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， 工程地质和水文地质条件，结合当地建筑施工经验，因地 制宜采取综合措施，一般可从下面几个方面考虑： 制宜采取综合措施，一般可从下面几个方面考虑： • 建筑措施 •结构措施 结构措施 •地基处理 地基处理
第8章 特殊土地基
第8章 特殊土地基
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 人工制备的烘干土，
后，则在水中增加的体积与原来体积之比，称为自由膨 则在水中增加的体积与原来体积之比， 胀率。 胀率。
Vw − V0 δ ef = V0
膨胀率δep：原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，浸水 ：原状土在侧限压缩仪中，在一定压力下，