第9章特殊土地基.ppt

第九章特殊土地基，本章的主要内容是：湿地性黄土地基、膨胀土地基红粘土地基、岩溶和土洞、山区地基、1、了解特殊土地基的特征2、作为建筑地基的特殊工程的性质和等级区分3、掌握设计工程的基本原则和方法、要求、具有特殊土特殊工程性质的土类特殊土地基的分布具有地域性， 9.1概要，9.2湿地性黄土地基，9.2.1黄土的特征和分布，(1)湿地性黄土的特征1，色黄2，3 .含有大量可溶性碳酸盐类4 .有肉眼可见的大空隙，垂直节理发达5，不遇水时强度高。黄土高坡、黄土高原、黄土窑洞，(二)黄土类型、非湿陷性黄土：和一般天然地基一样的湿陷性黄土、非自重湿陷性黄土、自重湿陷性黄土、黄土的湿陷：黄土被水淋湿后，在压力(自重或附加压力)下因结构破坏而显着下沉的现象。 1、根据是否有湿陷性，非湿陷性黄土分为不湿陷性黄土。 湿陷性黄土是通过土的自重应力或自重应力和附加应力的综合作用，被水淋湿而引起显着的附加沉降的黄土。 非自重湿润陷阱性黄土土即使因自重应力被水淋湿，也不会发生湿润陷阱。 自重湿润陷阱性黄土土因自重应力被水淋湿而产生湿润陷阱。 2 .根据是否受到搬运和扰乱，分为原生黄土和次生黄土。 3、根据形成年代的不同，旧黄土和新黄土p11表9-1、9.2.2黄土被湿润的原因，1、干旱和半干燥的气候条件，土中的水分蒸发，可溶盐浓缩沉淀形成粘着物2 .多孔、大孔结构的形成； 3、被水弄湿后，结合水的连接消失，胶着物溶解在水中，结构被破坏，产生湿气。 黄土结构模式图1-沙粒； 2-粗粉粒； 3-胶着物4-大空隙，9.2.3，湿地性黄土地基的评价，1，湿地系数s :在规定压力p下正常沉降的高度hp与加水湿地后的高度HP的差与土地高度h0的比。 关于规定压力p的取得方法，(1)应该由黄土实际受到的自重压力和附加应力之和来决定(特别是基础压力超过300KPa的情况)。 (2)无法确定附加应力时，下地下10m以内的土层为200KPa。 (3)10m以下用上霸土层的饱和自重压力。 结果表明，2、湿润凹陷开始压力psh黄土即使浸水，也只发生土层的正常压缩变形，没有出现湿润凹陷现象的极限压力。 在非自重湿润凹陷性黄土地基上负荷不大设计土垫层时，适当选择基础尺寸和埋设深度、土垫层厚度，使基础压力或土垫层底面总压力不超过基础下土的湿润凹陷开始压力，避免湿润凹陷。 2、湿陷型和湿陷型水平；(1)建筑工地湿陷型的区分根据计算的自重湿陷量，区分自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，前者对工程危害很大。 结果判定了第、I层土在上霸土饱和自重压力下的湿陷系数。 总湿陷量：第I层土的湿陷系数。 注意：非湿陷性土层不参与积累。 计算总湿陷量、自重湿陷量、决定、湿陷等级、(2)湿陷等级的确定、总结：湿陷性黄土地基评价的几个指标、9.2.4湿陷性黄土地基的工程措施、1、地基处理的目的：破坏湿陷性黄土的大孔结构，全部或部分地消除地基的湿陷性处理方法：缓冲层、重锤压实机、浸水前法、化学加固、土桩拉深等。 2、防水措施、结构措施、9.3膨胀土地基、膨胀土，是指粘粒成分主要由亲水性粘土矿物组成，同时具有显着吸水膨胀和脱水收缩性能的粘性土和泥质岩石。 主要特征1、强亲水性： 0.002mm胶体粒子超过20%2，强裂缝性：垂直、斜交，水平裂缝为滑坡3，强膨胀收缩性：干季地表地裂、雨季裂缝封闭，一、基本概念、膨胀土呈黄黄、黄红、灰白、花斑(斑)等各色因为裂缝很发达，所以也有被称为裂土的。 膨胀土的液限和塑性指数大，可压缩性低，经常处于硬状态，所以容易被误认为是好的地基土，但实际上这种土对工程建设有重大的潜在破坏性，很难管理。 因此，也有被称为“隐性灾害”的人。 膨胀土的分布遍及亚洲、非洲、欧洲、大洋洲、北美洲、南美洲等40多个国家和地区。 世界每年膨胀土的湿膨胀、干燥和收缩灾害造成的经济损失达到50亿美元以上。 中国是世界上膨胀土分布最广、面积最大的国家之一，全国有21个省发育着膨胀土。 对膨胀土全国分布概况(黑点采样位置)进行了初步调查，结果显示：膨胀土对建筑物的危害；一、建筑物裂缝出现在区域组；(1)山墙上出现八字裂缝。 (2)外纵壁下的水平龟裂、壁体的滚动、基础旋转。 (3)壁体交叉型裂缝。 起因于膨胀收缩反复作用。 (4)室内外裂开，裂开的墙壁出现相应的裂缝。 2 .边坡容易发生浅层滑移。 在我国，据不完全统计，在膨胀的土地区建设的各种工业和民间建筑物，地基的土膨胀变形、破坏的有1000万m2，其中广西占1/10。 膨胀土地基础上的房屋因地基的膨胀收缩变形而裂开，膨胀土地的边坡崩塌，膨胀土地基础的破坏作用，膨胀土地的灾害使房屋等建筑物的基础变形，引起房屋下沉。 轻量建筑物的破坏特别严重，特别是三层以下的民居建筑，变形破坏严重，分布广泛，即使加强地基和桩穿过膨胀土层，膨胀土的变形也可能导致桩基的变形和断裂。 大建筑物由于基础负荷大，一般不易受到变形破坏。 膨胀土对铁路、道路和水利工程设施的危害也很严重，导致路基和路面变形、线路移动、道路滑坡等，影响运输安全和水利工程的正常运行。 三、膨胀地基的评价，一、自由膨胀率(一)为了判断是否是膨胀土，(二)膨胀性能强弱(膨胀潜力)的分类p32，膨胀地基的破坏作用主要来自明显反复的膨胀收缩变化。 因此，膨胀土的性质和发育情况是决定膨胀土危害程度的基础条件。 膨胀土越厚，储量越浅，危害越严重。 2、膨胀率，计算地基的膨胀收缩变形量。 2、膨胀力pe表示原来的土样在体积不变的条件下因浸水产生的最大压力。 (浸水条件下维持体积所需的力)、膨胀力基础压力地基的承载力，四、膨胀土地基础的工程措施，一、建筑计划措施(一)正确选择建筑场所，避免大堀(二)制作排水系统，用蒸发量小的树木绿化(三)建筑体型简单。 2、结构措施的结构措施的目的是提高建筑物适应地基变形的能力。 (1)设置圆梁(2)提高砌块的强度，地基梁和地面变空等。 3、地基处理措施(1)充分利用地基承载力，缩小基础面积，合理选择基础型式，增大基础压力，减少地基膨胀变形。 (2)改变换土垫(3)基础型式，施工措施主要解决水的问题。 9.4红粘土基础、红粘土是碳酸盐岩系在热湿润气候下红土化作用形成的高塑性粘土。 一、红粘土的工程特征1、高粘粒含量具有高分散性和大空隙比2 .一般处于硬塑料和硬状态3 .高强度和低压缩性2 .红粘土地基评价1、天然状态下红粘土的膨胀量小，但有强脱水收缩性2 .红粘土经常有溶洞和土洞3、地基承载力高4、土层不均匀。红粘土地区的岩溶和土洞石芽，三，红粘土的工程措施，1，充分利用红粘土上部的硬或硬塑性状态的土层作为持力层2 .可以将基础直接放置在石芽密集的地基上，石芽露出的地基可以成为床垫3，对基础下红粘土厚度变化大的地基，进行填埋9.5岩溶和土洞，岩溶可溶性岩石受到水的化学和机械作用而形成的溶洞。 位于土洞岩溶地区的霸土层是由地表水和地下水形成的洞窟。溶洞、重庆武隆岩溶、岩溶地面塌陷、岩溶断面、岩溶、土洞、岩溶发育的基本条件，1、有可溶性岩层2、岩体透水、地表水渗透有地下水流动途径3、有充分的溶解能力和充分流量的水。 导水水流不断裂开裂缝，空隙溶解发展透水循环，进行岩溶地基的评价和处理措施，1、在调查的基础上进行地基稳定性的评价，处理措施(1)可以用梁板越过或填充小孔和浅孔；(2)大孔采用支撑；(3)裂缝处理土坑地基、1、地下水2 .挖掘、打砂处理3 .缓冲处理4 .梁板跨5、采用桩基或沉箱。 补充山区地基，(1)地形险峻，挖大量填土容易导致地基硬软不均匀和边坡失稳；(2)岩盘起伏多，土类分布不均匀，形成山区特有的岩盘；(3)存在许多不良地质现象，对建筑物造成直接或潜在的威胁；(4) 位于斜面部的地基可能失稳(5)地质结构显着影响建筑物地基；(6)水文和水文地质条件复杂，地面水和地下水对建筑物地基的影响总是显着的。 山区地基的特征主要表现为地基的不均匀性和地点的稳定性两个方面。 一、山区地基特征，二、岩石地基，一)岩石地基特征强度高和压缩性低，但作为岩石地基的岩体，对于岩石的复杂性，主要表现为以下几个方面： (一)岩体的地质不连续性既包括岩性不连续又包括构造不连续。 岩性不连续是指沿岩体内具有岩石性质的界面发生突变，如不匹配面、层面、侵入岩接触带、火山熔岩和下霸岩层的接触面等。 结构不连续是指岩体中的岩石被节理、断层、解理等各种结构面切断。 其中后者对岩体的工程性质影响最大。 (2)岩体的不均匀性是指岩体的物理力学特性根据测定点的空间位置而不同的性质。 (3)岩体的各向异性是指岩体的性质随着岩体结构的取向而具有方向性的特性。 岩石光弹试验，岩石地基中的应力等值线，从图中可以看出，岩体中的构造对地基的应力分布有很大的影响。 (4)岩体中存在天然应力场的岩体总是存在与自重应力不同的地势应力，包括古构造运动的残馀应力和现代构造应力。 坡顶逃跑裂缝，(1)墙下没有大脚的基础(2)现在，柱直接插入岩体(3)中在岩盘上挖杯子，支撑上部构造的预制柱(4)锚定基础，2 )岩盘的基础形式，(1)、(2)、(3)、(4)、(4)、三、土岩的组合定义：在建筑地基的主要受力层范围内，遇到以下情况之一： 土岩组合地基：下卧基岩坡度大的地基石芽密集，有露出的地基大的孤立石或出现各个石芽的地基。 1 )土岩复合地基的特征之一：地基变形的不均匀性与软土地基相比，一般在强度方面问题不大，重要的是下卧岩起伏不均匀，土层在平面和空间方向上不均匀，导致地基变形不均匀。 特征2 :地基稳定性问题一般的土岩组合地基伴随着边坡存在，特别是隐藏的伏卧基岩往往对地基的稳定性造成威胁。岩盘面和倾斜状况(a )向一个方向倾斜(b )相互背对着的(c )相对倾斜1-土层2-岩层，(1)下卧基岩表面的坡度大，(2)土岩复合地基的类型，石芽密集在地基1-土层的2-岩层，(2)有石芽密集、露出的地基大孤立地基为1-土层的2 -岩层，(3)大孤立地基，3 )土岩复合地基的利用和处理(1)加强上部结构