基礎(chǔ)工程-幾種特殊土地基上的基礎(chǔ)（ppt共64）

第七章幾幾種種特殊土土地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第七章幾幾種特特殊地基基上的基基礎(chǔ)工程程特殊土的的概念：：具有特殊殊工程性性質(zhì)的土土類稱為為特殊土土。特殊殊土種類類很多，，大部分分都具有有地區(qū)特特點(diǎn)，故故又有區(qū)區(qū)域性特特殊土之之稱。特殊土的的種類：：我國(guó)主要要的區(qū)域域性特殊殊土包括括濕陷性性黃土、、膨脹土土、軟土土和凍土土等。第七章幾幾種特特殊地基基上的基基礎(chǔ)工程程第一節(jié)濕濕陷陷性黃土土地基一、黃土土的特征征和分布布黃土具有有以下全全部特征征：1.顏色以黃黃色、褐褐黃色為為主，有有時(shí)呈灰灰黃色；；2.顆粒組成成以粉粒粒(0.05~0.005mm)為主，含含量一般般在60%以上，幾幾乎沒(méi)有有粒徑大大于0.25mm的顆粒；；3.孔隙比較較大，一一般在1.0左右；4.富含碳酸酸鈣鹽類類；5.垂直節(jié)理理發(fā)育；；6.一般有肉肉眼可見(jiàn)見(jiàn)的大孔孔隙。7-1黃土的特特征和分分布第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程黃土的分類7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程濕陷性黃土：：凡天然黃土在在一定壓力作作用下，受水水浸濕后，土土的結(jié)構(gòu)迅速速破壞，發(fā)生生顯著的濕陷陷變形，強(qiáng)度度也隨之降低低的，稱為濕濕陷性黃土。。濕陷性黃土土分為自重濕濕陷性和非自自重濕陷性兩兩種。自重濕陷性黃黃土：黃土受水浸濕濕后，在上覆覆土層自重應(yīng)應(yīng)力作用下發(fā)發(fā)生濕陷的稱稱自重濕陷性性黃土；非自重濕陷性性黃土：若在自重應(yīng)力力作用下不發(fā)發(fā)生濕陷，而而需在自重和和外荷共同作作用下才發(fā)生生濕陷的稱為為非自重濕陷陷性黃土。黃土的分布黃土分布很廣廣，面積達(dá)1300萬(wàn)平方公里，，約占陸地總總面積的9.3%。世界各大洲洲黃土覆蓋面面積占總面積積的比例為：：歐洲7%，北美5%，南美10%，亞洲3%，此外，在澳澳大利亞、北北非也有零星星分布。我國(guó)黃土分布布面積635280平方公里，占占世界黃土分分布總面積的的4.9%左右，主要分分布在北緯33~47度，以34~45度之間最為發(fā)育育，屬于干旱旱、半干旱氣氣候類型。我國(guó)濕陷性黃黃土分布面積積約占我國(guó)黃黃土分布總面面積的60%左右，為27萬(wàn)平方公里，大大部分在黃土土中游地區(qū)，，北起長(zhǎng)城附附近，南達(dá)秦秦嶺，西自烏烏鞘嶺，東至至太行山，即即北緯34~41度，東經(jīng)102~114度之間。7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程二、黃土濕陷陷發(fā)生的原因因和影響因素素7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程黃土濕陷的原原因：由于管道（或或水池）漏水水、地面積水水、生產(chǎn)和生生活用水等滲滲入地下，或或由于降水量量較大，灌溉溉渠和水庫(kù)的的滲漏或回水水使地下水位位上升等原因因而引起。受水浸濕只是是濕陷發(fā)生所所必需的外界界條件，而黃黃土的結(jié)構(gòu)特特征及其物質(zhì)質(zhì)成分是產(chǎn)生生濕陷性的內(nèi)內(nèi)在原因。黃土的濕陷性性還與孔隙比比、含水率以以及所受壓力力的大小有關(guān)關(guān)。三、黃土濕陷陷性的判定和和地基的評(píng)價(jià)價(jià)（一）黃土濕濕陷性的判定定黃土濕陷性在在國(guó)內(nèi)外都采采用濕陷系數(shù)數(shù)s值來(lái)判定，s可通過(guò)室內(nèi)浸浸水壓縮試驗(yàn)驗(yàn)測(cè)定。把保保持天然含水水量和結(jié)構(gòu)的的黃土土樣裝裝入側(cè)限壓縮縮儀內(nèi)，逐級(jí)級(jí)加壓，達(dá)到到規(guī)定試驗(yàn)壓壓力，土樣壓壓縮穩(wěn)定后，，進(jìn)行浸水，，使含水量接接近飽和，土土樣又迅速下下沉，再次達(dá)達(dá)到穩(wěn)定，得得到浸水后土土樣高度，由由下式求得土土的濕陷系數(shù)數(shù)s7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（7-1）按照國(guó)內(nèi)各地地經(jīng)驗(yàn)采用s=0.015作為濕陷性黃黃土的界限值值，s≥0.015定為濕陷性黃黃土，否則為為非濕陷性黃黃土。濕陷性性土層的厚度度也是用此界界限值確定的的。一般認(rèn)為為0.015≤≤s≤0.03為弱濕陷性黃黃土，0.03<s≤0.07為中等濕陷性性黃土，s>0.07為強(qiáng)濕陷性黃黃土。7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（二）濕陷性性黃土地基濕濕陷類型的劃劃分自重濕陷性黃黃土浸水后，，在其上覆土土自重壓力作作用下，迅速速發(fā)生比較強(qiáng)強(qiáng)烈的濕陷，，要求采取較較非自重濕陷陷性黃土地基基更有效的措措施，保證橋橋涵等建筑物物的安全和正正常使用。《濕陷性黃土地地區(qū)建筑規(guī)范范》用計(jì)算自重濕濕陷量zs來(lái)劃分這兩種種濕陷類型的的地基，zs(cm)按下式計(jì)算7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程

（7-2）（三）濕陷性性黃土地基濕濕陷等級(jí)的判判定濕陷性黃土地地基的濕陷等等級(jí)，即地基基土受水浸濕濕，發(fā)生濕陷陷的程度，可可以用地基內(nèi)內(nèi)各土層濕陷陷下沉穩(wěn)定后后所發(fā)生濕陷陷量的總和（（總濕陷量））來(lái)衡量，總總濕陷量越大大，對(duì)橋涵等等建筑物的危危害性越大，，其設(shè)計(jì)、施施工和處理措措施要求也應(yīng)應(yīng)越高?！稘裣菪渣S土地地區(qū)建筑規(guī)范范》對(duì)地基總濕陷陷量s（cm）用下式計(jì)算算：7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程

（7-3）濕陷性黃土地地基的濕陷等級(jí)，可根據(jù)地基基總濕陷量s和計(jì)算自重濕濕陷量zs綜合，按下表表判定。當(dāng)s小于5cm時(shí)，可按非濕濕陷性黃土地地基進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)和施工。也也可以采用野野外浸水荷載載試驗(yàn)確定黃黃土地基的濕濕陷系數(shù)、濕濕陷類型和等等級(jí)，但工作作量較大，較較少采用，僅僅對(duì)自重濕陷陷性黃土地基基的鑒別，有有較大參考價(jià)價(jià)值。7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程四、濕陷性黃黃土地基的處處理濕陷性黃土地地基處理的方方法很多，在在不同的地區(qū)區(qū)，根據(jù)不同同的地基土質(zhì)質(zhì)和不同的結(jié)結(jié)構(gòu)物，地基基處理應(yīng)選用用不同的處理理方法。在勘勘察階段，經(jīng)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣樣，以試驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析析，判定屬于于自重濕陷性性黃土還是非非自重濕陷性性黃土，以及及濕陷性黃土土層的厚度、、濕陷等級(jí)、、類別后，通通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析析比較，綜合合考慮工藝環(huán)環(huán)境、工期等等諸多方面的的因素。最后后選擇一個(gè)最最合適的地基基處理方法，，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)后，確保保滿足處理后后的地基具有有足夠的承載載力和變形條條件的要求。。7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程重錘表層夯實(shí)實(shí)和強(qiáng)夯土墊層土擠密樁樁基礎(chǔ)化學(xué)加固法其它加固方法法(預(yù)浸水法、熱熱加固法、水水下爆破法、、電火花加固固法）7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程濕陷性黃土的的處理方法：：《濕陷性黃土地地區(qū)建筑規(guī)范范》（GB50025-2004）規(guī)定，濕陷性性黃土地基承承載力特征值值，應(yīng)根據(jù)地地基載荷試驗(yàn)驗(yàn)及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。。7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程五、濕陷性黃黃土地基的承承載力特征值值和沉降計(jì)算算當(dāng)基礎(chǔ)寬度大大于3m或埋置深度大大于1.5m時(shí)，地基承載載力特征值應(yīng)應(yīng)按下式修正正：（7-4）7-1黃土的特征和和分布第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程對(duì)進(jìn)行消除全全部濕陷性處處理的地基，，可不再計(jì)算算濕陷量（但但仍應(yīng)計(jì)算下下臥層的壓縮縮變形）；對(duì)進(jìn)行消除部部分濕陷性處處理的地基，，應(yīng)計(jì)算地基基在處理后的的剩余濕陷量量；對(duì)僅進(jìn)行行結(jié)構(gòu)處理或或防水處理的的濕陷性黃土土地基應(yīng)計(jì)算算其全部濕陷陷量。壓縮變形計(jì)算算可參照本書(shū)書(shū)第二章內(nèi)容容進(jìn)行，濕陷陷量計(jì)算可參參照式（7-3）進(jìn)行。壓縮縮沉降及濕陷陷量之和如超超過(guò)沉降容許許值時(shí)，還必必須采取減少少沉降量、濕濕陷量措施。。第二節(jié)膨膨脹土地基膨脹土是土中粘粒成成分主要由親親水性礦物組組成，同時(shí)具具有顯著的吸吸水膨脹和失失水收縮兩種種變形特性的的黏性土。眾所周知，一一般粘性土也也都有膨脹、、收縮特性，，但其量不大大，對(duì)工程沒(méi)沒(méi)有太大的實(shí)實(shí)際意義；而而膨脹土的膨膨脹——收縮——再膨脹的周期期性變形特性性非常顯著，，并常給工程程帶來(lái)危害，，因而工程上上將其從一般般粘性土中區(qū)區(qū)別出來(lái)，作作為特殊土對(duì)對(duì)待。7-2膨脹土地基第第七七章幾種特特殊地基上的的基礎(chǔ)工程膨脹土在我國(guó)國(guó)分布范圍很很廣，據(jù)現(xiàn)有有的資料，廣廣西、云南、、湖北、安徽徽、四川、河河南、山東等等20多個(gè)省、自治治區(qū)、市均有有膨脹土。國(guó)國(guó)外也一樣，，如美國(guó)，50個(gè)州中有膨脹脹土的占40個(gè)州，此外在在印度、澳大大利亞、南美美洲、非洲和和中東廣大地地區(qū)，也都有有不同程度的的分布。目前前膨脹土的工工程問(wèn)題，已已成為世界性性的研究課題題。7-2膨脹土地基第第七七章幾種特特殊地基上的的基礎(chǔ)工程一、膨脹土的的判別和膨脹脹土地基的脹脹縮等級(jí)（一）影響膨膨脹土脹縮特特性的主要因因素影響膨脹土脹脹縮性質(zhì)的內(nèi)內(nèi)在機(jī)制：主要是指礦物物成分及微觀觀結(jié)構(gòu)兩方面面。礦物成分：膨脹土含大量量的活性粘土土礦物，如蒙蒙脫石和伊利利石，尤其是是蒙脫石，比比表面積大，，在低含水量量時(shí)對(duì)水有巨巨大的吸力，，土中蒙脫石石含量的多寡寡直接決定著著土的脹縮性性質(zhì)的大小。。微觀觀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：這些些礦礦物物成成分分在在空空間間上上的的聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)狀狀態(tài)態(tài)也也影影響響其其脹脹縮縮性性質(zhì)質(zhì)。。經(jīng)經(jīng)對(duì)對(duì)大大量量不不同同地地點(diǎn)點(diǎn)的的膨膨脹脹土土掃掃描描電電鏡鏡分分析析得得知知，，面面———面連連接接的的疊疊聚聚體體是是膨膨脹脹土土的的一一種種普普遍遍的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式，，這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)比比團(tuán)團(tuán)粒粒結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)具具有有更更大大的的吸吸水水膨膨脹脹和和失失水水吸吸縮縮的的能能力力。。7-2膨脹脹土土地地基基第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程影響響膨膨脹脹土土脹脹、、縮縮性性質(zhì)質(zhì)的的最最大大外外界界因因素素是是水水對(duì)對(duì)膨膨脹脹土土的的作作用用，，或者者更更確確切切地地說(shuō)說(shuō)，，水水分分的的遷遷移移是是控控制制土土脹脹、、縮縮特特性性的的關(guān)關(guān)鍵鍵外外在在因因素素。。因因?yàn)闉橹恢挥杏型镣林兄写娲嬖谠谥煽赡苣墚a(chǎn)產(chǎn)生生水水分分遷遷移移的的梯梯度度和和進(jìn)進(jìn)行行水水分分遷遷移移的的途途徑徑，，才才有有可可能能引引起起土土的的膨膨脹脹或或收收縮縮。。盡盡管管某某一一種種粘粘土土具具有有潛潛在在的的較較高高的的膨膨脹脹勢(shì)勢(shì)，，但但如如果果它它的的含含水水量量保保持持不不變變，，則則不不會(huì)會(huì)有有體體積積變變化化發(fā)發(fā)生生；；相相反反，，含含水水量量的的輕輕微微變變化化，，哪哪怕怕只只是是1%~2%的量量值值，，實(shí)實(shí)踐踐證證明明就就足足以以引引起起有有害害的的膨膨脹脹。。因因此此，，判判斷斷膨膨脹脹土土的的脹脹縮縮性性指指標(biāo)標(biāo)都都是是反反映映含含水水量量變變化化時(shí)時(shí)膨膨脹脹土土的的脹脹縮縮量量及及膨膨脹脹力力大大小小的的。。7-2膨脹脹土土地地基基第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程（二二））膨膨脹脹土土的的脹脹縮縮性性指指標(biāo)標(biāo)1．自自由由膨膨脹脹率率ef將人人工工制制備備的的磨磨細(xì)細(xì)烘烘干干土土樣樣，，經(jīng)經(jīng)無(wú)無(wú)頸頸漏漏斗斗注注入入量量杯杯，，量量其其體體積積，，然然后后倒倒入入盛盛水水的的量量筒筒中中，，經(jīng)經(jīng)充充分分吸吸水水膨膨脹脹穩(wěn)穩(wěn)定定后后，，再再測(cè)測(cè)其其體體積積。。增增加加的的體體積積與與原原體體積積的的比比值值ef稱為為自自由由膨膨脹脹率率。。7-2膨脹脹土土地地基基第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程2．膨膨脹脹率率ep與膨膨脹脹力力Pe膨脹脹率率表表示示原原狀狀土土在在側(cè)側(cè)限限壓壓縮縮儀儀中中，，在在一一定定壓壓力力下下，，浸浸水水膨膨脹脹穩(wěn)穩(wěn)定定后后，，土土樣樣增增加加的的高高度度與與原原高高度度之之比比。7-2膨脹脹土土地地基基第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程以各各級(jí)級(jí)壓壓力力下下的的膨膨脹脹率率ep為縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)，，壓壓力力p為橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)，，將將試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果繪繪制制成成p-ep關(guān)系系曲曲線線，，該該曲曲線線與與橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)的的交交點(diǎn)點(diǎn)Pe稱為為試試樣樣的的膨膨脹脹力力，，膨膨脹脹力力表表示示原原狀狀土土樣樣，，在在體體積積不不變變時(shí)時(shí)，，由由于于浸浸水水膨膨脹脹產(chǎn)產(chǎn)生生的的最最大大內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)力力。。膨膨脹脹力力在在選選擇擇基基礎(chǔ)礎(chǔ)型型式式及及基基底底壓壓力力時(shí)時(shí)，，是是個(gè)個(gè)很很有有用用的的指指標(biāo)標(biāo)。。在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)上上如如果果希希望望減減少少膨膨脹脹變變形形，，應(yīng)應(yīng)使使基基底底壓壓力力接接近近于于膨膨脹脹力力。。7-2膨脹脹土土地地基基第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程3．線線縮縮率率sr與收收縮縮系系數(shù)數(shù)s膨脹脹土土失失水水收收縮縮，，其其收收縮縮性性可可用用線線縮縮率率與與收收縮縮系系數(shù)數(shù)表表示示。。線線縮縮率率sr是指土的的豎向收收縮變形形與原狀狀土樣高高度之比比。表示示為：7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（7-7）根據(jù)不同同時(shí)刻的的線縮率率及相應(yīng)應(yīng)含水量量，可繪繪成收縮縮曲線，，利用直直線收縮縮段可求求得收縮縮系數(shù)s，其定義義為：原原狀土樣樣在直線線收縮階階段內(nèi)，，含水量量每減少少1%時(shí)所對(duì)應(yīng)應(yīng)的線縮縮率的改改變值，，即：7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（7-8）（三）膨膨脹土的的判別《膨脹土規(guī)規(guī)范》中規(guī)定，，凡具有有下列工工程地質(zhì)質(zhì)特征的的場(chǎng)地，，且自由由膨脹率率ef≥40%的土應(yīng)判判定為膨膨脹土。。1．裂隙發(fā)育育，常有有光滑面面和擦痕痕，有的的裂隙中中充填著著灰白、、灰綠色色粘土。。在自然然條件下下呈堅(jiān)硬硬或硬塑塑狀態(tài)；2．多出露于于二級(jí)或或二級(jí)以以上階地地、山前前和盆地地邊緣丘丘陵地帶帶，地形形平緩，，無(wú)明顯顯自然陡陡坎；3．常見(jiàn)淺層層塑性滑滑坡、地地裂，新新開(kāi)挖坑坑（槽））壁易發(fā)發(fā)生坍塌塌等；4．建筑物裂裂縫隨氣氣候變化化而張開(kāi)開(kāi)和閉合合。7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（四）膨膨脹土地地基評(píng)價(jià)價(jià)我國(guó)《膨脹土規(guī)規(guī)范》規(guī)定以50kPa壓力下測(cè)測(cè)定的土土的膨脹脹率，計(jì)計(jì)算地基基分級(jí)變變形量，，作為劃劃分脹縮縮等級(jí)的的標(biāo)準(zhǔn)，，表7-3給出了膨膨脹土地地基的脹脹縮等級(jí)級(jí)。7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程膨脹土地地基的脹脹縮等級(jí)級(jí)表表7-3地基分級(jí)變形量se（mm）級(jí)別破壞程度15≤se＜35Ⅰ輕微35≤se＜70Ⅱ中等se≥70Ⅲ嚴(yán)重(五）膨脹脹土地基基變形量量計(jì)算可按下列列3種情況分分別計(jì)算算：①當(dāng)離地地表1m處地基土土的天然然含水率率等于或或接近最最小值時(shí)時(shí)，或地地面有覆覆蓋且無(wú)無(wú)蒸發(fā)可可能時(shí)，，以及建建筑物在在使用期期間經(jīng)常常受水浸浸濕的地地基，可可按膨脹脹變形量量計(jì)算；；②當(dāng)離地地表1m處地基土土的天然然含水率率大于1.2倍塑限含含水率時(shí)時(shí)，或直直接受高高溫作用用的地基基，可按按收縮變變形量計(jì)計(jì)算；③其它情情況下可可按脹縮縮變形量量計(jì)算。。7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程1．地基土土的膨脹脹變形量量se（7-9）2．地基土土的收縮縮變形量量ss（7-10）3．地基土土的脹縮縮變形量量s（7-13）（7-13）二、膨脹脹土地基基承載力力7-2膨脹土地地基第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程在確定膨膨脹土地地基承載載力時(shí)，，應(yīng)綜合合考慮以以上諸多多規(guī)律及及其影響響因素，，通過(guò)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)膨脹脹土的原原位測(cè)試試資料，，結(jié)合橋橋涵地基基的工作作環(huán)境綜綜合確定定，在一一般條件件不具備備的情況況下，也也可參考考現(xiàn)有研研究成果果，初步步選擇合合適的承承載力基基本容許許值，再再進(jìn)行必必要的修修正。三、膨膨脹土土地區(qū)區(qū)橋涵涵基礎(chǔ)礎(chǔ)工程程問(wèn)題題及設(shè)設(shè)計(jì)與與施工工要點(diǎn)點(diǎn)7-2膨脹土土地基基第第七七章幾幾種種特殊殊地基基上的的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程程（一））膨脹脹土地地基上上的橋橋涵工工程問(wèn)問(wèn)題在膨脹脹土地地基上上的橋橋梁附附屬工工程，，如橋橋臺(tái)、、護(hù)坡坡、橋橋的兩兩端與與填土土路堤堤之間間的結(jié)結(jié)合部部位等等，各各種工工程問(wèn)問(wèn)題存存在比比較普普遍，，變形形病害害也較較嚴(yán)重重。涵洞因因基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置置深度度較淺淺，自自重荷荷載又又較小小，一一方面面直接接受地地基土土脹縮縮變形形影響響，另另一方方面還還受洞洞頂回回填膨膨脹土土不均均勻沉沉降與與膨脹脹壓力力的影影響，，故變變形破破壞比比較普普遍。。無(wú)論橋橋基或或涵基基，在在施工工開(kāi)挖挖基坑坑中由由于膨膨脹土土產(chǎn)生生的施施工效效應(yīng)，，也常常造成成基坑坑開(kāi)裂裂、坍坍塌，，或受受水浸浸濕軟軟化等等。7-2膨脹土土地基基第第七七章幾幾種種特殊殊地基基上的的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程程（二））膨脹脹土地地基上上橋涵涵基礎(chǔ)礎(chǔ)工程程設(shè)計(jì)計(jì)與施施工應(yīng)應(yīng)采取取的措措施1．換土土墊層層2．合理理選擇擇基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置置深度度3．石灰灰灌漿漿加固固4．合理理選用用基礎(chǔ)礎(chǔ)類型型5．合理理選擇擇施工工方法法第三節(jié)節(jié)凍凍土土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程程凍土的的定義義凍土是是一種種溫度度低于于零攝攝氏度度且含含有冰冰的巖巖土。。凍土土是一一種對(duì)對(duì)溫度度十分分敏感感且性性質(zhì)不不穩(wěn)定定的土土體。。凍土土中的的冰可可以冰冰晶或或冰層層的形形式存存在，，冰晶晶可以以小到到微米米甚至至納米米級(jí)，，冰層層可厚厚到米米或百百米級(jí)級(jí)，從從而而構(gòu)成成凍土土中五五花八八門、、千姿姿百態(tài)態(tài)的冷冷生構(gòu)構(gòu)造。。根據(jù)凍凍土凍凍結(jié)延延續(xù)時(shí)時(shí)間可可分為為季節(jié)性性凍土土和多年凍凍土兩大類類。7-3凍土地地區(qū)基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程凍土的的分布布7-3凍土地地區(qū)基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程季節(jié)性性凍土土在我我國(guó)分分布很很廣，，東北北、華華北、、西北北是季季節(jié)性性凍結(jié)結(jié)層厚厚0.5m以上的的主要要分布布地區(qū)區(qū)；多多年凍凍土主主要分分布在在黑龍龍江的的大小小興安安嶺一一帶，，內(nèi)蒙蒙古緯緯度較較大地地區(qū)，，青藏藏高原原部分分地區(qū)區(qū)與甘甘肅、、新疆疆的高高山區(qū)區(qū)，其其厚度度從不不足一一米到到幾十十米。。一、季季節(jié)性性凍土土基礎(chǔ)礎(chǔ)工程程（一））季節(jié)節(jié)性凍凍土按按凍脹脹性的的分類類對(duì)季節(jié)節(jié)性凍凍土按按凍脹脹變形形量大大小結(jié)結(jié)合對(duì)對(duì)建筑筑物的的危害害程度度分為為五類類，以以野外外凍脹脹觀測(cè)測(cè)得出出的凍凍脹系系數(shù)Kd為分類類標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。Ⅰ類不凍凍脹土土：Kd＜1%，凍結(jié)結(jié)時(shí)基基本無(wú)無(wú)水分分遷移移，凍凍脹變變形很很小，，對(duì)各各種淺淺埋基基礎(chǔ)無(wú)無(wú)任何何危害害。Ⅱ類弱凍凍脹土土：1%＜Kd≤3.5%，凍結(jié)結(jié)時(shí)水水分遷遷移很很少，，地表表無(wú)明明顯凍凍脹隆隆起，，對(duì)一一般淺淺埋基基礎(chǔ)也也無(wú)危危害。。7-3凍土地地區(qū)基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程（7-14）Ⅲ類凍脹脹土：：3.5%＜Kd≤6%，凍結(jié)時(shí)水水分有較多多遷移，形形成冰夾層層，如建筑筑物自重輕輕、基礎(chǔ)埋埋置過(guò)淺，，會(huì)產(chǎn)生較較大的凍脹脹變形，凍凍深大時(shí)會(huì)會(huì)由于切向向凍脹力而而使基礎(chǔ)上上拔。Ⅳ類強(qiáng)凍脹土土：6%＜Kd≤13％，凍結(jié)時(shí)水分分大量遷移移，形成較較厚冰夾層層，凍脹嚴(yán)嚴(yán)重，即使使基礎(chǔ)埋深深超過(guò)凍結(jié)結(jié)線，也可可能由于切切向凍脹力力而上拔。。Ⅴ類特強(qiáng)凍脹脹土：Kd＞13％，凍脹量量很大，是是使橋梁基基礎(chǔ)凍脹上上拔破壞的的主要原因因7-3凍土地區(qū)基基礎(chǔ)工程第第七章章幾種特特殊地基上上的基礎(chǔ)工工程（二）考慮慮地基土凍凍脹影響橋橋涵基礎(chǔ)最最小理置深深度的確定定對(duì)有些凍脹脹土可將建建筑物的基基礎(chǔ)底面埋埋在凍結(jié)線線以上某一一深度，使使基底下保保留的季節(jié)節(jié)性凍土層層產(chǎn)生的凍凍脹量小于于建筑物的的容許變形形值。基底底最小埋置置深度可可用下式表表達(dá)：7-3凍土地區(qū)基基礎(chǔ)工程第第七章章幾種特特殊地基上上的基礎(chǔ)工工程（7-15）（7-16）（三）剛性性擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)礎(chǔ)抗凍拔穩(wěn)穩(wěn)定性的驗(yàn)驗(yàn)算1．剛性擴(kuò)大大基礎(chǔ)抗凍凍拔穩(wěn)定性性驗(yàn)算7-3凍土地區(qū)基基礎(chǔ)工程第第七章章幾種特特殊地基上上的基礎(chǔ)工工程按上述原則則確定基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置深度度后，基底底法向凍脹脹力由于允允許凍脹變變形而基本本消失?？伎紤]基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面切向（（垂直與凍凍結(jié)鋒面且且平行于基基礎(chǔ)側(cè)面））凍脹力的的抗凍拔穩(wěn)穩(wěn)定性按下下式計(jì)算（（圖7-7）。圖7-7考慮基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面切向凍凍脹力的抗凍拔驗(yàn)驗(yàn)算2．樁（柱））基礎(chǔ)抗凍凍拔穩(wěn)定性性驗(yàn)算：7-3凍土地區(qū)基基礎(chǔ)工程第第七章章幾種特特殊地基上上的基礎(chǔ)工工程（四）基礎(chǔ)礎(chǔ)薄弱截面面的強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算7-3凍土地區(qū)基基礎(chǔ)工程第第七章章幾種特特殊地基上上的基礎(chǔ)工工程當(dāng)切向凍凍脹力較較大時(shí)，，應(yīng)驗(yàn)算算基樁在在未（少少）配筋筋處抗拉拉斷的能能力。（五）防防凍脹措措施目前多從從減少凍凍脹力和和改善周周圍凍土土的凍脹脹性來(lái)防防治凍脹脹。1．基礎(chǔ)四四側(cè)換土土，采用用較純凈凈的砂、、砂礫石石等粗顆顆粒土換換填基礎(chǔ)礎(chǔ)四周凍凍土，填填土夯實(shí)實(shí)；7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程2．改善基基礎(chǔ)側(cè)表表面平滑滑度，基基礎(chǔ)必須須澆筑密密實(shí)，具具有平滑滑表面。。基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面在凍凍土范圍圍內(nèi)還可可用工業(yè)業(yè)凡士林林、渣油油等涂刷刷以減少少切向凍凍脹力。。對(duì)樁基基礎(chǔ)也可可用混凝凝土套管管來(lái)減除除切向凍凍脹力（（圖7-8）。圖7-8采用混凝凝土套管管的樁7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程3．選用抗抗凍脹性性基礎(chǔ)改改變基礎(chǔ)礎(chǔ)斷面形形狀，利利用凍脹脹反力的的自錨作作用增加加基礎(chǔ)抗抗凍拔的的能力（（圖7-9）。圖7-9a）混凝土土墩式基基礎(chǔ)b）錨固擴(kuò)擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)c）錨固爆爆擴(kuò)樁7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程二、多年年凍土地地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（一）多多年凍土土按其融融沉性的的等級(jí)劃劃分多年凍土土的融沉沉性是評(píng)評(píng)價(jià)其工工程性質(zhì)質(zhì)的重要要指標(biāo)，，可用融融化下沉沉系數(shù)A作為分級(jí)級(jí)的直接接控制指指標(biāo)。Ⅰ級(jí)（不融融沉）：：A≤1%，是僅次次于巖石石的地基基土，在在其上修修筑建筑筑物時(shí)可可不考慮慮凍融問(wèn)問(wèn)題。Ⅱ級(jí)（弱融融沉）：：1%＜A≤3%，是多年年凍土中中較好的的地基土土，可直直接作為為建筑物物的地基基，當(dāng)控控制基底底最大融融化深度度在3m以內(nèi)時(shí)，，建筑物物不會(huì)遭遭受明顯顯融沉破破壞。7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程第第七七章幾幾種特殊殊地基上上的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程Ⅲ級(jí)（融沉沉）：3%＜A≤10%，具有較較大的融融化下沉沉量而且且冬季回回凍時(shí)有有較大凍凍脹量。。作為地地基的一一般基底底融深不不得大于于1m，并采取取專門措措施，如如深基、、保溫防防止基底底融化等等。Ⅳ級(jí)（強(qiáng)融融沉）：：10%＜A≤25%，融化下下沉量很很大，因因此施工工、運(yùn)營(yíng)營(yíng)時(shí)內(nèi)不不允許地地基發(fā)生生融化，，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)應(yīng)保持持凍土不不融或采采用樁基基礎(chǔ)。Ⅴ級(jí)（融陷陷）：A＞25%，為含土冰層層，融化后呈呈流動(dòng)、飽和和狀態(tài)，不能能直接作地基基，應(yīng)進(jìn)行專專門處理。7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（二）多年凍凍土地基設(shè)計(jì)計(jì)原則1．保持凍結(jié)原原則2．容許融化原原則（三）多年凍凍土地基承載載力容許值的的確定制作完成的散散熱器7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程公路兩旁的散散熱器7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（四）多年凍凍土融沉計(jì)算算凍土地基總?cè)谌诔亮坑蓛刹坎糠纸M成：一是凍土解凍凍后冰融化體體積縮小和部部分水在融化化過(guò)程中被擠擠出，土粒重重新排列所產(chǎn)產(chǎn)生的下沉量量；二是融化完成成后，在土自自重和恒載作作用下產(chǎn)生的的壓縮下沉。。最終沉降量量s(m)計(jì)算如下：7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（五）多年凍凍土地基基樁樁承載力的確確定采取保持凍結(jié)結(jié)原則時(shí)，多多年凍土地基基基樁軸向承承載力容許值值由季節(jié)融土土層的摩阻力力F1（冬季則變成成切向凍脹力力）、多年凍凍土層內(nèi)樁側(cè)側(cè)凍結(jié)力F2和樁尖反力R三部分組成如如圖7-10所示。其中樁樁與樁側(cè)土的的凍結(jié)力是承承載力的主要要部分。多年年凍土地基基基樁的承載力力主要通過(guò)試試樁的靜載試試驗(yàn)來(lái)確定。。圖7-10樁軸向承載力力示意7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（六）多年凍凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)抗拔驗(yàn)算多年凍土地基基墩、臺(tái)和基基礎(chǔ)（含條形形基礎(chǔ)）抗凍凍拔穩(wěn)定性按按下列公式驗(yàn)驗(yàn)算：7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程（七）防融沉沉措施1．換填基底土土2．選擇好施工工季節(jié)3．選擇好基礎(chǔ)礎(chǔ)形式4．注意隔熱措措施第四節(jié)地地震區(qū)的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程我國(guó)地處環(huán)太太平洋地震帶帶和地中海南南亞地震帶之之間，是個(gè)地地震頻發(fā)的國(guó)國(guó)家，從歷史史看，全國(guó)曾曾有1600個(gè)縣（市）先先后發(fā)生過(guò)地地震。這些地地震對(duì)我國(guó)人人民的生命財(cái)財(cái)產(chǎn)和社會(huì)主主義建設(shè)造成成巨大的損失失。橋梁、道道路建筑物遭遭到地震破壞壞的相當(dāng)多，，由此還造成成交通中斷，，對(duì)災(zāi)區(qū)的救救援工作發(fā)生生困難。綜合合分析已發(fā)生生的地震對(duì)橋橋梁、道路建建筑物發(fā)生的的危害，其中中很多是由于于其地基與基基礎(chǔ)遭到震壞壞而使整個(gè)建建筑物嚴(yán)重?fù)p損壞的。7-4地震區(qū)的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程一、地基與基基礎(chǔ)的震害（一）地基土土的液化7-4地震區(qū)的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程第第七章幾幾種特殊地基基上的基礎(chǔ)工工程地震時(shí)時(shí)地基基土的的液化化是指指地面面以下下，一一定深深度范范圍內(nèi)內(nèi)（一一般指指20m）的飽飽和粉粉細(xì)砂砂土、、亞砂砂土層層，在在地震震過(guò)程程中出出現(xiàn)軟軟化、、稀釋釋、失失去承承載力力而形形成類類似液液體性性狀的的現(xiàn)象象。它使地地面下下沉，，土坡坡滑坍坍，地地基失失效、、失穩(wěn)穩(wěn)，天天然地地基和和摩擦擦樁上上的建建筑物物大量量下沉沉、傾傾斜、、水平平位移移等損損害。7-4地震區(qū)區(qū)的基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程1．砂土土液化化機(jī)理理及影影響因因素容易產(chǎn)產(chǎn)生液液化的的土類類：地震時(shí)時(shí)土層層液化化較多多發(fā)生生在飽飽和松松散的的粉、、細(xì)砂砂和亞亞砂土土（塑塑性指指數(shù)小小于7，黏土土顆粒粒含量量小于于10%）。相相對(duì)密密度小小于0.65的松散散砂土土，7度烈度度的地地震即即會(huì)液液化；；相對(duì)對(duì)密度度大于于0.75的砂土土，即即使8度地震震也不不液化化。影響砂砂土振振動(dòng)液液化的的主要要因素素為：：地震烈烈度，，震動(dòng)動(dòng)持續(xù)續(xù)時(shí)間間，土土層的的埋深深，土土的粒粒度成成分、、密實(shí)實(shí)度、、飽和和度及及黏土土顆粒粒含量量等。。7-4地震區(qū)區(qū)的基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程2．砂土土液化化可能能性的的判別別我國(guó)《公路橋橋梁抗抗震設(shè)設(shè)計(jì)細(xì)細(xì)則》（JTG/TB02-01——2008）（以以下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱《公橋抗抗震細(xì)細(xì)則》）根據(jù)據(jù)國(guó)內(nèi)內(nèi)調(diào)查查資料料和國(guó)國(guó)內(nèi)外外現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)資料料，對(duì)對(duì)地基基土液液化可可能性性先按按現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)條件件，運(yùn)運(yùn)用經(jīng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)對(duì)比方方法初初步判判定，，再通通過(guò)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)貫貫入試試驗(yàn)進(jìn)進(jìn)一步步判定定，7-4地震區(qū)區(qū)的基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程3．砂土土液化化的危危害砂土液液化使使地基基失效效、失失穩(wěn)，，喪失失強(qiáng)度度和承承載能能力，，發(fā)生生大的的沉降降和不不均勻勻沉降降，使使基礎(chǔ)礎(chǔ)連同同整個(gè)個(gè)建筑筑物沉沉陷、、傾斜斜、開(kāi)開(kāi)裂，，甚至至倒塌塌。在在我國(guó)國(guó)沿海海及平平原地地區(qū)，，地基基的震震害主主要是是由于于地基基土液液化造造成的的。此此外，，砂土土液化化常隨隨伴岸岸坡、、邊坡坡的滑滑塌，，地基基的噴噴砂冒冒水，，使道道路、、橋梁梁墩臺(tái)臺(tái)、道道路擋擋土建建筑物物等遭遭到損損壞。。7-4地震區(qū)區(qū)的基基礎(chǔ)工工程第第七章章幾幾種特特殊地地基上上的基基礎(chǔ)工工程（二））地基基與基基礎(chǔ)的的震沉沉，邊邊坡的的滑坍坍以及及地裂裂軟弱黏黏性土土和松松散砂砂土地地基，，在地地震作作用下下，結(jié)結(jié)構(gòu)被被擾動(dòng)動(dòng)，強(qiáng)強(qiáng)度降降低，，產(chǎn)生生附加加的沉沉陷（（土層層的液液化也也會(huì)引引起地地基的的沉陷陷），，且往往往是是不均均勻的的沉陷陷，使使建筑筑物遭遭到破破壞。。我國(guó)國(guó)沿海海地區(qū)區(qū)及較較大河河流下下游的的軟土土地區(qū)區(qū)，震震沉往往往也也是主主要的的地基基震害害陡峻山山區(qū)土土坡，，層理理傾斜斜或有有軟弱弱夾層層等不不穩(wěn)定定的邊邊坡、、岸坡坡等，，在地地震時(shí)時(shí)由于于附加加水平平力的的作用用或土土層強(qiáng)強(qiáng)度的的降低低而發(fā)發(fā)生滑滑動(dòng)（（有時(shí)時(shí)規(guī)模模較大大），，會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致修修筑在在其上上或鄰鄰近的的建筑筑物遭遭到損損壞。。7-4地震震區(qū)區(qū)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程（三三））基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的其其他他震震害害除了了因因地地基基失失效效、、失失穩(wěn)穩(wěn)、、沉沉陷陷、、滑滑動(dòng)動(dòng)、、開(kāi)開(kāi)裂裂而而使使基基礎(chǔ)礎(chǔ)遭遭受受損損壞壞外外，，在在較較大大的的地地震震作作用用下下，，基基礎(chǔ)礎(chǔ)也也常常因因其其本本身身強(qiáng)強(qiáng)度度、、穩(wěn)穩(wěn)定定性性不不足足抗抗衡衡附附加加的的地地震震作作用用力力而而發(fā)發(fā)生生斷斷裂裂、、折折損損、、傾傾斜斜等等損損壞壞。。剛性性擴(kuò)擴(kuò)大大基基礎(chǔ)礎(chǔ)如如埋埋置置深深度度較較淺淺時(shí)時(shí)，，會(huì)會(huì)在在地地震震水水平平力力作作用用下下發(fā)發(fā)生生移移動(dòng)動(dòng)或或傾傾覆覆。。7-4地震震區(qū)區(qū)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程第第七七章章幾幾種種特特殊殊地地基基上上的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程二、、基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程抗抗震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（一一））基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程抗抗震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的基基本本要要求求《公路路工工程程抗抗震震設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范》（JTJ004——89）根根據(jù)據(jù)建建筑筑物物所所屬屬公公路路等等級(jí)級(jí)和和所所處處地地質(zhì)質(zhì)條條件件，，要要求求發(fā)發(fā)生生相相當(dāng)當(dāng)基基本本裂裂度度地地震震時(shí)時(shí)，，建建筑筑物物位位于于一一般般地地段段的的高高速速公公路路和和一一級(jí)級(jí)公公路路，，經(jīng)經(jīng)一一般般整整修修即即可可正正常常使使用用；；位位于于一一般般地地段段的的二二級(jí)級(jí)公公路路及及位位于于軟軟弱弱黏黏性性土土層層或或液液化化土土層層上上的的高高速速公公路路和和一一級(jí)級(jí)公公路路建建筑筑物物經(jīng)經(jīng)短短期期搶搶修修即即可可恢恢復(fù)復(fù)使使用用；；三三、、四四級(jí)級(jí)公公路路工工程程和和位位于于抗抗震震危危險(xiǎn)險(xiǎn)地地段段的的軟軟弱弱黏黏性性土土層層或或液液化化土土層層上上的的二二級(jí)級(jí)公公路路以以及及位位于于抗抗震震危危險(xiǎn)險(xiǎn)地地段段的的高高速速公公路路