1、第十一章第十一章特特 殊殊 土土 地地 基基2 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。包括：软土、特殊的成分、结构和工程性质。包括：软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土等。湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土等。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
2、类很多，大部分都具有地区特点，故又有点，故又有区域性特殊土区域性特殊土之称之称 。11.1 膨胀土地基膨胀土地基 11.2 红黏土地基红黏土地基11.3 湿陷性黄土地基湿陷性黄土地基11.4 山区地基山区地基本章目录本章目录11.1 膨胀土地基膨胀土地基膨胀土是土中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有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
3、土，强度降低力学性质减弱明显。浸湿且结构破坏的重塑土，强度降低1/32/3，压缩性增大。，压缩性增大。1.膨胀土的一般特征膨胀土的一般特征8 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。11.1 膨胀土地基膨胀土地基9 7.特殊土地基n 分布分布10 n 内在机制内在机制 矿物成分矿物成分。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
4、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
5、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和进行水分迁移的途径，才有可能引起土的膨胀或收缩缩 。11 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，经无颈漏斗注入量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。增加的体积与原吸水膨胀稳定后，再测其体积。增加的体积与原体积的比值体积的比值 efef称为自由膨胀率称为自由膨胀率。woefoVVV12 膨胀率膨胀率 表示原状土在侧限压缩仪中，在一
6、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浸水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比。之比。woepohhh线缩率线缩率 指土的竖向收缩变形与原状土样高度之比，指土的竖向收缩变形与原状土样高度之比，表示为表示为100%oisohhh13 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。ssw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
7、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。14 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，凡具有下中规定，凡具有下列工程地质特征的场地，且自由膨胀率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、
8、山前和盆地边缘丘陵阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，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。15 膨胀土的膨胀潜势膨胀土的膨胀潜势膨胀率膨胀率 ef/（）（）膨胀潜势膨胀潜势 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级变形量地基分级变形量se/mm 级级 别别 破坏程度破坏程度 15se3
9、5 轻轻 微微 35se70 中中 等等 se70 严严 重重 16 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。1nepisiiiiSw h17 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19 黄
10、土黄土(leoss(leoss)：第四纪以来在干旱、半干旱气候条件：第四纪以来在干旱、半干旱气候条件下形成的松散堆积物下形成的松散堆积物。呈黄色或褐黄色，颗粒组。呈黄色或褐黄色，颗粒组成以粉粒为主，同时含砂粒和粘粒，成以粉粒为主，同时含砂粒和粘粒，含可溶盐，含可溶盐，CaCO3、大孔隙。大孔隙。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是指黄土受水湿陷后所引起的一种急剧、大量的剧、大量的 附加变形。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：压缩变形：是指地基处于天然含水量时，由建筑是指地基处于天然含水量时，由建筑物荷载所引起的变形。物
11、荷载所引起的变形。湿陷变形：湿陷变形：是指当压缩变形尚未稳定或稳定以后，是指当压缩变形尚未稳定或稳定以后，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而地基由于受水浸湿所引起的附加变形。加变形。1、黄土湿陷变形特性、黄土湿陷变形特性0hhhpps湿陷性黄土非湿陷性黄土 015.0 015.0ss测定湿陷系数的压力测定湿陷系数的压力p取值：取值：200KPa，10m以上以上 300KPa，10m以下以下2、黄土地基的湿陷性评价、黄土地基的湿陷性评价湿陷起始压力湿陷起始压力P Psh sh：黄土发生湿陷的最小压力，现场、室黄土发生湿陷的最小压力，现场、室内测试确定。内测试确定。in
12、izsizsh10ozzzsihhhmm70)(mm70)(zszszszs非自重湿陷性黄土非自重湿陷性黄土自重湿陷性黄土自重湿陷性黄土3、建筑场地湿陷类型的划分、建筑场地湿陷类型的划分niisish1 在湿陷性黄土地区进行建设，地基应满足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。1.1.地基处理措施地基处理措施常用的方法：垫层法、夯实法、挤密法、桩基常用的方法：垫层法、夯实法、挤密法、桩基础、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。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基
13、本防水措施：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：严格防水措施：要求对重要建筑场地和高级别湿陷地基，在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。2.2.防水措施防水措施 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
14、度，预留沉降净空等来力求简单，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。3.3.结构措施结构措施11.4 11.4 山区地基山区地基1、土岩组合地基、土岩组合地基石芽密布并有出露的地基；大块孤石地基石芽密布并有出露的地基；大块孤石地基 土岩组合地基的处理土岩组合地基的处理结构措施结构措施 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3050mm，必要时应加强上部结构的刚度，如加，必要时应加强上部结
15、构的刚度，如加密隔墙，增设圈梁。密隔墙，增设圈梁。地理处理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、局部深挖、换填或用梁、板、拱跨越等）；局部深挖、换填或用梁、板、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。（褥垫法）（褥垫法）2、岩溶、岩溶v 岩溶岩溶是指可溶性岩层，是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩石如石灰岩、白云岩石膏、岩盐等受水的长膏、岩盐等受水的长期溶蚀作用，在岩层期溶蚀作用，在岩层中形成的沟槽、裂隙、中形成的沟槽、裂隙、石芽、石林和空洞，石
16、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。清爆换填清爆换填：即清除覆土，爆开顶板，挖去松软填充物，层回填：即清除覆土，爆开顶板，挖去松软填充物，层回填上粗下细碎石滤水层，然后建造基础。处理顶板不稳定的潜埋溶上粗下细碎石滤水层，然后建造基础。处理顶板不稳定的潜埋溶洞地基洞地基梁、板跨越梁、板跨越：对于洞壁完整、强度较高的而顶板破碎的岩溶地对于洞壁完整、强度较高的而顶板破碎的岩溶地基，宜采用钢筋混凝土梁、板跨越，但支承点必须落在较完整的基，宜采用钢筋混凝土梁、板跨越，但支承点必须落在较完整的岩面上。岩面上
17、。处理措施处理措施洞底支撑：处理跨度较大，顶板完整，但厚度较薄的溶洞地基。采用石砌柱或钢筋混凝土柱支撑洞顶。水流排导：采用排水隧洞、排水管道等进行疏导，以防止水流通道堵塞，造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等的不良影响。48 n 定定 义义 土洞是岩溶地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。49 土洞土洞52 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
