工程地質特殊土

濕陷性黃土地定義：

在上覆土層自重應力作用下，或者在自重應力和附加應力共同作用下，因浸水后土的結構破壞而發(fā)生顯著附加變形的土稱為濕陷性土。特征：

主要特性表現(xiàn)為受水浸濕，土結構迅速破壞，并產(chǎn)生顯著附加下沉。是一種工程地質上不穩(wěn)定的土體。1濕陷性黃土2濕陷性黃土案例建與山前坡積地上，上復土層為第四紀洪積、坡積層，屬新近堆積的壓縮性較高的Ⅱ級自重濕陷性黃土。1992年發(fā)現(xiàn)建筑北外墻有多處裂縫，縫寬最大10毫米，斜裂縫處在窗戶的對角稱八字形，水平裂縫在窗臺以下；內(nèi)橫墻與北外墻相交處也不同程度發(fā)現(xiàn)45度和垂直裂縫，斜裂縫北高南低；基礎明顯下沉，局部基礎頂面與地圈梁已經(jīng)脫開，且外墻向北傾斜。隨后一段時間我們派專人進行仔細觀察，發(fā)現(xiàn)裂縫仍在發(fā)展，如不及時處理，隨時有可能發(fā)生破壞。3原因分析第一步先查閱竣工資料，發(fā)現(xiàn)原設計沒有按濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范進行設計，建筑設計和結構設計都沒有提出特殊要求。第二步沿北墻在基礎邊每隔10米挖一個探井進行現(xiàn)場檢查，當挖至基礎下1.0米深時，發(fā)現(xiàn)土中水分特大，若幾個小時不挖，則坑中浸水較多，再繼續(xù)下挖發(fā)現(xiàn)基礎下仍有1.0-1.5米厚的填土層，第三步查找漏水源，首先自室內(nèi)水池下水開始查找，最后發(fā)現(xiàn)距建筑物北外墻4米處有一根主下水管道，由于管道材料為陶土管，填土下沉后，將管道壓彎，接口處大部分開裂漏水，4可采取措施

第一步杜絕水源將原來的下水管全部拆除，沿原管線挖坑，將多余水排出，待基槽干后更換新的下水管道，由于管線距建筑物較近，故采用鑄鐵管道代替陶土管。第二步加固地基由于地基土的含水率較大，土的密實度小，必須采用降低土的含水量的辦法，增加土的密實度。經(jīng)過方案比較決定采用打灰砂樁的辦法解決地基土的密實度問題。因為，灰砂樁中的生石灰有較大的吸水性，且本身吸水后體積增大近一倍，將對灰砂樁周圍的土壤側向加壓，使飽和土排水固結。另外，生石灰水化過程中，釋放出大量反應熱，也有利于降低土的含水量，有利于促進石灰與土體間的膠凝反應的進行。第三步上部墻體的加固三七灰土完成后，在內(nèi)外墻交接處外墻上做一個L形的鋼筋砼基礎（基礎底同原基礎），基礎上做240毫米×240毫米的鋼筋砼附墻柱，柱頂500毫米范圍內(nèi)寬度加寬為400毫米，柱高至屋面挑檐。用兩根Φ16毫米鋼筋拉桿將附墻柱與內(nèi)走道縱墻相拉接。以增強建筑物的整體性。

5凍土定義：

土壤溫度下降到0℃以下，其水分和基質凍結的狀態(tài)。有多年凍土和季節(jié)凍土之分。長年處于凍結狀態(tài)的土層稱為多年凍土；如果冬季溫度低于0℃土層凍結，夏季則全部融化，叫季節(jié)凍土。6凍土和基本分布7凍土的主要性狀

（一）診斷層和診斷特性凍土具有永凍土壤溫度狀況，具有暗色或淡色表層，地表具有多邊形土或石環(huán)狀、條紋狀等凍融蠕動形態(tài)特征。（二）形態(tài)特征土體淺薄，厚度一般不超過50厘米，由于凍土中土壤水分狀況差異，反映在具常潮濕土壤水分狀況的濕凍土和具干旱土壤水分狀況的干凍土兩個亞綱的剖面構型上有著明顯差異，濕凍土剖面構型為O—Oi—Cg或Oi—Cg型，干凍土為J—Ah—Bz—Ck型，（三）理化性質凍土有機質含量不高，腐殖質含量為10—20克每千克，腐殖質結構簡單，70%以上是富里酸，呈酸性或堿性反應，陽離子代換量低，一般為10厘摩爾（+）每千克土左右，土壤粘粒含量少，而且淋失非常微弱，營養(yǎng)元素貧乏。8凍土的案例二00一年，與青藏鐵路開工幾乎同步，有中國科研機構“國家隊”之稱的中國科學院經(jīng)過充分論證，決定以其四十多年青藏鐵路全線多年凍土調查、勘探和研究為基礎，在知識創(chuàng)新工程中啟動實施“青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環(huán)境效應”重大項目。9原因分析

凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質。冬季，凍土在負溫狀態(tài)下就像冰塊，隨溫度的降低體積發(fā)生劇烈膨脹，頂推上層的路基、路面。而在夏季，凍土隨著溫度升高而融化，體積縮小后使路基發(fā)生沉降，這種周期性變化往往很容易導致路基和路面塌陷、下沉、變形、破裂。而鋪筑瀝青路面公路，等于在凍土上既加了一個吸熱器又蓋了一層封水膜，使凍土在夏天吸熱而融化程度加劇，路基內(nèi)水分不能蒸發(fā)，這是一個在公路修筑技術史上始終沒有解決的世界性技術難題，缺乏成功技術資料供借鑒。10采取措施鐵道部副部長孫永福說：青藏鐵路橋梁采用樁孔技術是可靠的，隧道增加保溫防水層也很重要。在路基工程中，主要采用了片石通風路基、片石護道，這對于提高凍土路基的穩(wěn)定性有明確的效果；同時還采用了通風管路基以及熱棒技術等，這對提高路基的穩(wěn)定性是大為有益的。實驗表明，采用措施的地方和不采用措施的地方，同樣在路基基面以下1米的地方，片石通風地方的地溫比沒有采取措施的溫降低了0.5度左右，如果是采用熱棒技術，地表5米以下，要降低1.2度左右，這是非常好的成果。我們在現(xiàn)場經(jīng)過核對之后，進一步優(yōu)化設計，采取了更加有效的措施來做好凍土路基、橋梁和隧道工程，保證這一段工程達到要求。

11軟土定義：軟土是淤泥和淤泥質土的總稱。主要是由天然含水量大、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少置腐殖質所組成的土。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。特征：具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數(shù)小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。12軟土13軟土案例隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家不斷加大對交通基礎設施的投入力度，高速公路建設也因此進入一個發(fā)展的時期，大量高速公路開工興建。社會的發(fā)展對高速公路的數(shù)量和質量都提出了新的更高的要求。14原因分析當路基的抗剪強度不足以支承上部結構的自重及外荷載時，地基就會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。當路基在上部結構的自重及外荷載作用下，產(chǎn)生過大的沉降和不均勻沉降變形時，會影響結構物的正常使用，特別是超過結構物所能容許的不均勻沉降時，結構可能開裂破壞。路基的滲漏量超過容許值時，會發(fā)生水量損失導致事故發(fā)生。15采取措施砂井：砂井是利用各種打樁機具擊入鋼管，或用高壓射水、爆破等方法在地基中獲得按一定規(guī)律排列的孔眼并灌入中、粗砂形成砂柱。由于這種砂井在飽和軟粘土中起排水通道的作用，又稱排水砂井。砂井頂面應鋪設墊層，以構成完整的地基排水系統(tǒng)。砂井適用于軟土層厚度大于5m時。最大有效處理深度18m排水固結：1砂墊層法砂墊層是淺層處理最常用的方法，這種方法是在軟土地基上鋪設厚度為0.5～1.2m左右的砂墊層。其主要目的在于加速土體的排水固結過程，提高路基承載力，減小沉降量，分散地基所承受的壓力等。施工時應做到攤鋪均勻，注意不要有很大的集中載荷作用。當路堤透水性不好、路堤坡腳附近砂墊層被路提覆蓋時，可能會阻礙側向排水，所以必須做好砂墊層端部的處理。2慢速加載法這種方法類似于一般路堤的自然沉降，但要根據(jù)土質的剪切破壞情況，控制填土速度，用較長的時問完成填土。無需特殊的施工機械和材料，在工期充裕的情況下，采用此法最為經(jīng)濟。在慢速加載過程中，為了安全穩(wěn)妥地進行施工，應及時了解和掌握地基穩(wěn)定和固結情況，并根據(jù)所觀測的結果來調節(jié)施工速度。最好備有沉降儀、孔隙水壓力儀等檢測設備。16膨脹土定義：

膨脹土指的是具有較大的吸水后顯著膨脹、失水后顯著收縮特性的高液限粘土特征：膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石,為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺下水平裂縫，內(nèi)、外山墻對稱或不對稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現(xiàn)縱向長條和網(wǎng)格狀的裂縫。17膨脹土18膨脹土案例武吉高速公路是國家高速公路規(guī)劃網(wǎng)中的第五縱——大慶至廣州高速公路中的重要組成部分，也是江西“三橫四縱”高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的“第三縱”。全線按高速公路雙向4車道設計，路基寬26m，行車速度100Km/h。其中D5合同段位于本項目公路里程K257+600～K265+400范圍內(nèi)，路線走廊帶地處中低緯度，系亞熱帶濕潤季風氣候，區(qū)內(nèi)雨量充沛，年平均降水量1594mm～1760mm。路段的第四系中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2al+pl），巖性以網(wǎng)紋紅土為特征，局部地段粘性土具弱膨脹性，會對路基產(chǎn)生變形破壞。19采取措施1放緩邊坡根據(jù)膨脹土填筑、開挖后易滑坡、坍塌現(xiàn)象，在膨脹土施工段采用放緩邊坡方法使土體不易塌方，處于自穩(wěn)狀態(tài)。見圖1。2加強防護路塹、路堤邊坡按設計修整后應立即漿砌護坡、護墻，防止雨水直接侵蝕，吸水后容易產(chǎn)生位移、裂縫。3加強排水在膨脹土充盈地段路基兩側及時開挖深溝，有利于地表水和地下水的排出，使該路基不受雨水