特殊區(qū)域性地質(zhì)土類分布與性質(zhì)講義25

第十章特殊土土地基特殊土：具有特殊殊工程地質(zhì)質(zhì)的土類。。各種天然然形成的特特殊土的地地理分布存存在著一定定的規(guī)律，，表現(xiàn)出一一定的區(qū)域域性，故又又稱區(qū)域性性特殊土。。我國(guó)主要的的區(qū)域性特特殊土有：：軟土、濕濕陷性黃土土、膨脹土土、紅粘土土、凍土、、鹽漬土等等。第一節(jié)軟土土地基一、軟土及及其分布軟土：天然孔隙隙比大于或或等于1.0，天然含水水量大于液液限，并且且具有靈敏敏結(jié)構(gòu)性的的細(xì)粒土。。其包括淤淤泥、淤泥泥質(zhì)土、泥泥炭、泥炭炭質(zhì)土等。。軟土土多多為為靜靜水水或或緩緩慢慢流流水水環(huán)環(huán)境境中中沉沉積積，，并并經(jīng)經(jīng)生生物物化化學(xué)學(xué)作作用用形形成成，，其其成成因因類類型型主主要要有有濱濱海海環(huán)環(huán)境境沉沉積積、、海海陸陸過(guò)過(guò)渡渡環(huán)環(huán)境境沉沉積積（（三三角角洲洲沉沉積積））、、河河流流環(huán)環(huán)境境沉沉積積、、湖湖泊泊環(huán)環(huán)境境沉沉積積和和沼沼澤澤環(huán)環(huán)境境沉沉積積等等。。二、、軟軟土土的的工工程程特特性性1、觸觸變變性性：：尤尤其其是是濱濱海海相相軟軟土土一一旦旦受受到到擾擾動(dòng)動(dòng)（（振振動(dòng)動(dòng)、、攪攪拌拌、、擠擠壓壓或或搓搓揉揉等等）），，原原有有結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)破破壞壞，，土土的的強(qiáng)強(qiáng)度度明明顯顯降降低低或或很很快快變變成成稀稀釋釋狀狀態(tài)態(tài)。。2、流流變變性性：：軟軟土土除除排排水水固固結(jié)結(jié)引引起起變變形形外外，，在在剪剪應(yīng)應(yīng)力力作作用用下下，，土土體體還還會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生緩緩慢慢而而長(zhǎng)長(zhǎng)期期的的剪剪切切變變形形，，對(duì)對(duì)地地基基沉沉降降有有較較大大影影響響，，對(duì)對(duì)斜斜坡坡、、堤堤岸岸、、碼碼頭頭及及地地基基穩(wěn)穩(wěn)定定性性不不利利。。3、高高壓壓縮縮性性：：軟軟土土的的壓壓縮縮系系數(shù)數(shù)大大，，壓壓縮縮指指數(shù)數(shù)約約為為0.35－0.75。4、低低強(qiáng)強(qiáng)度度：：軟軟土土的的天天然然不不排排水水抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度一一般般小小于于20kPa，其變變化化范范圍圍約約為為5－25kPa。5、低透透水水性性：：軟軟土土的的滲滲透透系系數(shù)數(shù)小小，，在在自自重重或或荷荷載載作作用用下下固固結(jié)結(jié)速速率率很很慢慢。。同同時(shí)時(shí)，，在在加加載載初初期期地地基基中中常常出出現(xiàn)現(xiàn)較較高高的的孔孔隙隙水水壓壓力力，，影影響響地地基基的的強(qiáng)強(qiáng)度度，，延延長(zhǎng)長(zhǎng)建建筑筑物物沉沉降降時(shí)時(shí)間間。。6、不均勻勻性：由由于沉降降環(huán)境的的變化，，粘性土土層中常常局部夾夾有厚薄薄不等的的粉土使使水平和和垂直分分布上有有所差異異，使建建筑物地地基易產(chǎn)產(chǎn)生差異異沉降。。三、軟土土地基的的工程措措施（1）、充分分利用表表層密實(shí)實(shí)的粘性性土（一一般厚約約1－2m）作為持力力層，基基底盡可可能淺埋埋。（2）、盡可可能設(shè)法法減小基基底附加加應(yīng)力，，如采用用輕型結(jié)結(jié)構(gòu)、輕輕質(zhì)墻體體、擴(kuò)大大基礎(chǔ)底底面等。。（3）、采用用換土墊墊層或樁樁基礎(chǔ)等等，但應(yīng)應(yīng)考慮欠欠固結(jié)軟軟土產(chǎn)生生的樁側(cè)側(cè)負(fù)摩阻阻力。（4）、采用用砂井預(yù)預(yù)壓，加加速土層層排水固固結(jié)。（5）、采用用高壓噴噴射、深深層攪拌拌、粉體體噴射等等處理方方法。（6）、避免免荷載局局部集中中、直接接壓在基基礎(chǔ)上。。第三節(jié)濕濕陷性性黃土地地基1、黃土的的特征和和分布黃土是我我國(guó)地域域分布最最廣的一一種特殊殊性土類類。其主主要特征征有：顏顏色呈黃黃色或褐褐黃色；；顆粒以以粉粒（（0.075－0.005mm）為主（一一般為55%以上）；；具有肉肉眼可見(jiàn)見(jiàn)的大孔孔隙，孔孔隙比在在1.0左右；富富含碳酸酸鹽類；；無(wú)層理理，垂直直節(jié)理發(fā)發(fā)育；具具有濕陷陷性和易易溶性、、易沖刷刷性。我國(guó)黃土土分布非非常廣泛泛，以黃黃河中游游地區(qū)最最為發(fā)育育，多分分布于甘甘肅、陜陜西、山山西地區(qū)區(qū)，青海海、寧夏夏、河南南也有部部分分布布。二、黃土土的濕陷陷性及評(píng)評(píng)價(jià)濕陷性：是黃土土最主要要的工程程特性。。是指黃黃土浸水水后在外外荷載或或自重的的作用下下發(fā)生下下沉的現(xiàn)現(xiàn)象。濕陷性黃黃土可分為非非自重濕濕陷性和和自重濕濕陷性黃黃土兩種種。在外荷載載作用下下受水浸浸濕后發(fā)發(fā)生濕陷陷，但在在自重作作用下受受水浸濕濕后不發(fā)發(fā)生濕陷陷的黃土土稱為非自重濕濕陷性黃黃土；在自重應(yīng)應(yīng)力作用用下受水水浸濕后后也能發(fā)發(fā)生濕陷陷者稱為為自重濕陷陷性黃土土。三、濕陷陷性黃土土地基的的工程措措施以地基處處理為主主防止地地基濕陷陷。具體體有：1、地基處理理：破壞濕濕陷性黃黃土的大大孔結(jié)構(gòu)構(gòu)，以便便全部或或者部分分消除地地基的濕濕陷性。。2、防水措措施：消除除黃土土發(fā)生生濕陷陷變形形的外外因。。要求求做好好建筑筑物在在施工工及長(zhǎng)長(zhǎng)期使使用期期間的的防水水、排排水工工作，，防止止地基基土受受水浸浸濕。。3、結(jié)構(gòu)構(gòu)措施施：在在建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)中采采取適適當(dāng)措措施，，以減減小建建筑物物的不不均勻勻沉降降或使使結(jié)構(gòu)構(gòu)能適適應(yīng)地地基的的濕陷陷變形形。4、使用用維護(hù)護(hù)：使使用期期間，，對(duì)建建筑物物和管管道應(yīng)應(yīng)經(jīng)常常進(jìn)行行維護(hù)護(hù)和檢檢修，，確保保防水水措施施的有有效發(fā)發(fā)揮，，防止止地基基浸水水濕陷陷。上述措措施中中，地地基處處理是是主要要的工工程措措施。。防水水、結(jié)結(jié)構(gòu)措措施是是輔助助措施施。第四節(jié)節(jié)膨膨脹土土地基基膨脹土土：指指粘粒粒成分分主要要由親親水性性礦物物（粘粘土礦礦物））組成成，同同時(shí)具具有顯顯著的的吸水水膨脹脹和失失水收收縮兩兩種變變形特特性的的粘性性土。。膨脹脹土的的工程程特征征主要要有：：（1）、脹縮性性：膨脹土土吸水后體體積膨脹，，使建筑物物隆起；失失水體積收收縮，造成成土體開裂裂，建筑物物下沉。（2）、崩解性性：浸水后后體積膨脹脹，發(fā)生崩崩解。（3）、多裂隙隙性：裂隙隙將土層分分割成具有有一定幾何何形狀的塊塊體，破壞壞了土體的的完整性。。（4）、超固結(jié)結(jié)性：膨脹脹土天然孔孔隙比小，，密實(shí)度大大，初始結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高高。（5）、風(fēng)化特特性：膨脹脹土受氣候候因素影響響敏感，極極易產(chǎn)生風(fēng)風(fēng)化破壞作作用。（6）、強(qiáng)度衰衰減性：強(qiáng)強(qiáng)度經(jīng)過(guò)多多次干縮循循環(huán)后，強(qiáng)強(qiáng)度會(huì)大幅幅度衰減。。膨脹土地基基工程措施施（一）、設(shè)設(shè)計(jì)措施（1）、正確選選擇場(chǎng)地。。避開地質(zhì)質(zhì)條件不良良地段.（2）、采用用適當(dāng)?shù)牡慕Y(jié)構(gòu)措措施提高高建筑物物適應(yīng)地地基變形形的能力力。（3）、采用用地基處處理方法法減小或或消除地地基脹縮縮對(duì)建筑筑物的危危害，常常用的方方法有換換土墊層層、土性性改良、、深基礎(chǔ)礎(chǔ)等。（二）、、施工措措施在施工中中應(yīng)盡量量減少地地基中含含水量的的變化，，做好排排水措施施。雨季季施工應(yīng)應(yīng)采取防防水措施施。第五節(jié)山山區(qū)地地基及紅紅粘土地地基（土巖組組合地基基）當(dāng)建筑地地基的主主要受力力層范圍圍內(nèi)存在在有：（（1）、下臥臥基巖表表面坡度度較大的的地基；；（2）、石牙牙密布并并有出露露的地基基；（3）、大塊塊孤石地地基三三種情況況之一時(shí)時(shí)，則屬屬于土巖巖組合地地基。土巖組合合地基的的主要工工程特性性如下：：（1）、基巖巖表面坡坡度較大大，上覆覆土層厚厚薄不均均。（2）、石芽芽密布并并有出露露的地基基，基巖巖表面凹凹凸不平平，易產(chǎn)產(chǎn)生過(guò)大大的不均均勻沉降降。（3）、大塊塊孤石或或個(gè)別石石芽出露露地基，，在軟硬硬交界處處極易產(chǎn)產(chǎn)生不均均勻沉降降，造成成建筑物物開裂。。一、土巖巖組合地地基土巖組合合地基的的處理（1）、結(jié)構(gòu)構(gòu)措施：：若建筑筑物長(zhǎng)度度較大或或造型復(fù)復(fù)雜，為為減小不不均勻沉沉降的危危害，宜宜用沉降降縫將建建筑物分分開、縫縫寬30-50mm。必要時(shí)應(yīng)應(yīng)加強(qiáng)上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的剛度度，如加加密隔墻墻，增設(shè)設(shè)圈梁等等。（2）、地基基處理二、巖溶溶巖溶（喀喀斯特））是指可可溶性巖巖石（如如石灰?guī)r巖、白云云巖、石石膏、巖巖鹽）等等受水的的長(zhǎng)期溶溶蝕作用用而形成成溶洞、、溶溝、、裂隙、、暗河、、石芽、、漏斗、、鐘乳石石等奇特特的地區(qū)區(qū)及地下下形態(tài)的的總稱。。我國(guó)巖溶溶分布較較廣，貴貴州、云云南、廣廣西等省省最為發(fā)發(fā)育。巖溶區(qū)防防護(hù)和處處理措施施：（1）、清爆爆換填適用于處處理頂板板不穩(wěn)定定的淺埋埋溶洞地地基。即即爆開頂頂板，挖挖去松軟軟填充物物，回填填塊石、、碎石、、粘土或或毛石混混凝土等等，并分分層密實(shí)實(shí)。（2）、梁、、板跨越越對(duì)于洞壁壁完整、、強(qiáng)度較較高而頂頂板破碎碎的巖溶溶地基，，宜采用用鋼筋混混凝土梁梁、板跨跨越。（3）、洞底底支撐用于跨度度較大，，頂板具具有一定定厚度，，但穩(wěn)定定條件差差時(shí)。在在洞內(nèi)用用石砌柱柱、拱或或鋼筋混混凝土柱柱支撐洞洞頂。（4）、水流流排導(dǎo)采用排水水隧洞、、排水管管道等疏疏導(dǎo)地下下水。三、土洞洞地基土洞：是是巖溶地地區(qū)上覆覆土層在在地表水水沖蝕或或地下水水潛蝕作作用下形形成的洞洞穴。土土洞繼續(xù)續(xù)發(fā)展，，逐漸擴(kuò)擴(kuò)大，則則引起地地表塌陷陷。土洞多位位于粘性性土層中中．砂土土和碎石石土中少少見(jiàn)。有土洞和和地表塌塌陷時(shí)，，可采取取如下措措施：（1）、地表表、地下下水處理理：作好好地表水水的截流流、防滲滲、堵漏漏，杜絕絕地表水水滲入；；對(duì)形成成土洞的的地下水水，可截截流、改改道，防防止土洞洞和塌陷陷進(jìn)一步步發(fā)展。。（2）、挖填填夯實(shí)：：1)淺層土洞洞，挖除除軟土后后回填塊塊石或毛毛石混凝凝土。2)地下水形形成的土土洞和塌塌陷，挖挖填夯實(shí)實(shí)后做反反濾層，，面層用用粘土夯夯實(shí)。3)強(qiáng)夯破壞壞土洞。。（3）、灌填填處理：：在頂板板上鉆孔孔，水沖沖將砂、、礫石灌灌入洞內(nèi)內(nèi)，或用用壓力灌灌注C15的細(xì)石混混凝土。（4）、墊層層處理：：在基底底夯填土土碎石作作墊層，，擴(kuò)散土土洞頂板板的附加加壓力，，減小沉沉降;粘性土充填，，可避免地表表水下滲。（5）、梁板跨越越：土洞發(fā)育育劇烈，可用用梁、板跨越越土洞。（6）、樁基和沉沉井：當(dāng)土洞洞較深時(shí)，可可用樁、沉井井或其他深基基礎(chǔ)穿過(guò)覆蓋蓋土層，將建建筑物荷載傳傳至穩(wěn)定的巖巖層上。四、紅粘土地地基石灰?guī)r、白云云巖等碳酸鹽鹽系出露區(qū)的的巖石在炎熱熱濕潤(rùn)氣候條條件下，經(jīng)長(zhǎng)長(zhǎng)期的成土化化學(xué)風(fēng)化作用用（紅土化作作用），形成成棕紅、褐黃黃等色的高塑塑性粘土稱紅紅粘土。不良工程特征征主要有：①、有時(shí)具有有脹縮性；②、厚度分布布不均；③、上硬下軟軟，從地表向向下由硬至軟軟明顯變化，，接近基巖處處，土常呈軟軟塑或流塑狀狀態(tài)；④、巖溶現(xiàn)象象一般較為發(fā)發(fā)育。在工程建設(shè)中中，基礎(chǔ)盡量量淺埋?？紤]地基不均均勻沉降的影影響，采取相相應(yīng)的措施。。為了清除紅粘粘土中地基存存在的石芽、、土洞和土層層不均勻等不不利因素的影影響，應(yīng)采取取換土、填洞洞、加強(qiáng)基礎(chǔ)礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)整體剛度，，或采用樁基基和其他深基基礎(chǔ)等措施。。紅粘土裂隙發(fā)發(fā)育，在建筑筑物施工或使使用期間均應(yīng)應(yīng)做好防水排排水措施，避避免水分滲入入地基。五、凍土地基基溫度≤0℃，含有冰，且且與土顆粒呈呈膠結(jié)狀態(tài)的的各類土稱為為凍土。分為為季節(jié)凍土和和多年凍土兩兩大類。季節(jié)節(jié)性性凍凍土土：：是是指指地地殼殼表表層層冬冬季季凍凍結(jié)結(jié)而而在在夏夏季季又又全全部部融融化化的的土土。。我我國(guó)國(guó)華華北北、、西西北北和和東東北北廣廣大大地地區(qū)區(qū)均均有有分分布布。。周周期期性性的的凍凍結(jié)結(jié)、、融融化化，，對(duì)對(duì)地地基基的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性影影響響較較大大。。多年年凍凍土土：：是是指指凍凍結(jié)結(jié)狀狀態(tài)態(tài)持持續(xù)續(xù)2年或或2年以以上上的的土土。。多多年年凍凍土土常常存存在在地地面面下下的的一一定定深深度度。。對(duì)季季節(jié)節(jié)性性凍凍土土，，工工程程上上應(yīng)應(yīng)盡盡量量減減小小其其凍凍脹脹力力和和改改善善其其周周圍圍凍凍土土的的凍凍脹脹性性，，可可采采取取如如下下措措施施：：①、、采采用用較較純純凈凈的的砂砂、、砂砂礫礫石石等等粗粗顆顆粒粒土土換換填填基基礎(chǔ)礎(chǔ)四四周周凍凍土土并并夯夯實(shí)實(shí)；；②、、做做好好排排水水措措施施；；③、、在在基基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)側(cè)涂涂刷刷工工業(yè)業(yè)凡凡士士林林、、渣渣油油等等改改善善表表面面平平滑滑度度，，減減小小切切向向凍凍結(jié)結(jié)力力；；④、、設(shè)設(shè)置置鋼鋼筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁和和基基礎(chǔ)礎(chǔ)梁梁，，控控制制建建筑筑物物長(zhǎng)長(zhǎng)寬寬比比，，增增強(qiáng)強(qiáng)建建筑筑物物整整體體剛剛度度；；⑤、、改改善善基基礎(chǔ)礎(chǔ)斷斷面面形形狀狀，，利利用用凍凍脹脹反反力力的的自自錨錨作作用用增增加加基基礎(chǔ)礎(chǔ)抗抗凍凍拔拔能能力力。。多年年凍凍土土地地基基，，選選用用融融化化原原則則或或保保持持凍凍結(jié)結(jié)原原則則進(jìn)進(jìn)行行處處理理。。融化化原原則則：：即即容容許許基基底底以以下下的的多多年年凍凍土土在在施施工工和和使使用用期期間間處處于