成都粘土工程地质问题与

目录一、成都粘土的分布特征二、成都粘土的工程地质特征三、成都粘土的主要工程地质问题四、基坑工程的变形破坏一、成都粘土的分布特征

成都粘土广泛分布于成都断陷盆地东侧台地上,尤其成都市东郊,新都新店子以南,洛带、龙泉驿一线以西,呈“地毯式”披盖在Ⅱ级及以上的各级阶地及丘陵内部一些封闭、半封闭的洼地里,甚至见于海拔560m的夷平面上，总面积达数千平方公里。且其多为岛状零星分布,多直接覆盖于白垩纪红色砂泥岩之上,而在另一些地方则上覆于雅安砾石层之上。其厚度也因地貌的影响而变化较大,但在垂直面上没有明显的沉积间断,一般厚度2～7m,但在成都东郊的龙潭寺及成都理工大学一带,其厚度可达20m左右。在成都粘土中虽无化石发现,但就地形发育史而言,常覆于雅安期红壤之上,以及根据C14测定其年龄值为16960±210a左右,表明成都粘土形成于更新世晚期。二、成都粘土的工程地质特征1、地质特征(1)宏观地质特征:成都粘土在平面上大面积分布于成都市东郊至龙泉山麓,沉积厚度不等,但在垂直剖面上没有明显的沉积间断。一般厚2～7m,最厚可达20m左右。成都粘土由一套红黄色粘土组成,根据土层颜色、裂隙发育程度、包含物的差异,自上而下大致分为三层:

①上层灰黄色、褐黄色粘土,粒度较粗,结构较疏松,质较纯,强塑性,含较多的有机质。此层为淋滤层,网状风化裂隙发育,裂面光滑,常夹有灰白色粘土薄膜及条带。含较多铁、锰质豆石(Ø<3mm)及钙质结核(Ø=5～20mm)。稍湿—潮湿,坚硬—可塑状态,厚0.5～3m。②中部黄色、红黄色粘土,结构致密,局部具花斑状结构,土质均一,强塑性,微含砂粒。裂隙发育,间距小于0.5m,延伸较长,隙壁有灰白色粘土,粘土细腻,滑感很强,裂面有擦痕,具蜡状光泽。层内含少量钙质结核(Ø=5～15mm)。③下部棕黄色、黄红色、灰白色粘土,团块状灰白色粘土增多,与黄红色粘土构成花斑状结构。裂隙极发育,裂面延伸较长,隙间常夹有灰白色粘土条带,裂面光滑,可见擦痕,蜡状光泽,有滑感。该层含较多钙质结核,厚1～3m。(2)成都粘土的物质组成:成都粘土的矿物成分主要为伊利石(水云母),次为蒙脱石;此外,还有少量高岭石、绿泥石和石英。在不同层位、不同颜色的粘土中,各种粘土矿物的相对含量有一定的差异。其中,灰白色粘土中蒙脱石含量较高。成都粘土的pH值为7.3～7.9,呈弱碱性,有利于生成伊利石、蒙脱石等粘土矿物。(3)成都粘土的粒度成分:

成都粘土中,砂粒占2%～6%,粉粒占24.5%～34.5%,粘粒占60.8%～73.0%。2成都粘土的物理力学特性:

三、成都粘土的主要工程地质问题成都粘土地区滑坡极为发育,且路堤边坡外鼓、路肩坍滑、雨季路面翻浆冒泥等塑性变形更为常见;成都粘土作为建筑物基底填料,则常见墙体开裂等变形现象。成都粘土的颗粒级配、矿物成分及化学成分都表明,成都粘土颗粒细,亲水性强,膨胀性弱到中等,一般为Ⅱ级胀缩性地基土;成都粘土裂隙发育,沿裂隙分布有亲水性很强的蒙脱石粘土,加之地下水沿裂隙渗流,为蒙脱石膨胀提供了丰富的水源。粘土体积膨胀,强度明显降低,变形量增大,易塑易滑性增强,所以成都粘土地区极易产生上述易塑、易滑等地质病害。成都粘土的矿物组成、结构构造,及其下伏地层的岩性,是决定成都粘土易塑易滑特性的内在依据;而人为工程活动及气候、地貌等因素,则是产生变形破坏的外部条件。四、基坑工程的变形破坏4.1基坑的变形4.2基坑的破坏4.1基坑变形现象一.墙体的变形墙体水平变形当基坑开挖较浅，还未设支撑时，不论对刚性墙体(如水泥搅拌桩墙，旋喷桩桩墙等)还是柔性墙体(如钢板桩，地下连续墙等)，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布(图1(a))，随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内凸出(图1(b))。图1墙体水平位移润扬长江公路大桥北锚碇基坑壁位移实测资料墙体竖向变位

在实际工程中，墙体竖向变位量测往往被忽视，事实上由于基坑开挖土体自重应力的释放，致使墙体有所上升。有工程报道，某围护墙上升达10cm之多。墙体的上升移动给基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性均带来极大的危害。特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，更是如此。当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也下沉。在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高(图2(a))、当开挖达到一定深度且基坑较宽时，出现塑性隆起，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式(图2(b))，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。二.基坑底部的隆起图2基底的隆起变形根据亲工程免实践蓬经验呢，地表故沉降合的两抱种典固型的曲管线形治状如庭图3苍所示赵。图通3(宴a)且的情椒况主甩要发取生在臭地层愁较软尝弱而旦且墙侮体的胁入土敞深度条又不限大时蛾，墙言底处回显示扰较大膏的水都平位涉移，订墙体服旁边今出现饼较大偿的地吐表沉现降。论图3已(b绘)的摩情况栗主要恢发生龟在有恨较大调的入平土深蹲度或鹿墙底缴入土乎在刚拨性较洁大的失地层箭内。碗墙体暂的变恭位类消同于伴梁的鸡变位启，此碑时地扎表沉钱降的勒最大望值不荷是在氧墙旁思，而捎是位这于离末墙一熄定距居离的巡寿位置廊上。三.迎地境表沉吐降图3地表晓的沉娘降曲独线形明式地表连沉降艇的范坏围取决户于地斩层的信性质仅、基誉坑开批挖深尼度H梨、墙连体入滑土深原度、芒下卧敬软弱倾土层渗深度梦、基湾坑开构挖深不度以赖及开傻挖支俱撑施叹工方岩法等摄。沉迟降范潮围一狸般为沃(1办～4夹)H哄，日间本对虽于基隔坑开东挖工谢程，究提出殃图4辰所示院的影奖响范顷围。舅基坑料变形梳过大细将导提致基躁坑失举稳破嫁坏。图4裕基掩坑开匹挖变宾形的粮影响浑范围(a纽奉)砂丑土及逼非软锋粘土绵时的畜影响宽范围(b酸)软抛粘土案时的孤影响精范围丑(入订土在还良好猪地层瓣的情寒况)(c骆)软骗粘土饶时的碎影响夏范围主(围抗护墙衔入土农在软械弱地爪层的画情况西)润扬堵长江奶公路侨大桥伴北锚日碇基陵坑地内表沉遭降曲诞线图4.袖2基坑马破坏谈现象当由永于设踢计上刃的过绿错或健施工问上的解不慎串，往齐往造应成基火坑的上失稳惊。致雹使基秆坑失傲稳的诊原因栏很多城，主原要的谨可以快归纳练为两既个方底面：一是因厅结构势(包势括墙某体、升支撑甲或锚辫杆等键)的膊强度罢或刚颂度不熔足而捆使基望坑失萌稳；一是席因地炼基土阿的强虾度不幼足而撞造成上基坑燃失稳辈。基坑捎的破唉坏主剂要表柔现为捕以下具一些衔形式指：由于降设计窜放坡剩太陡特，或咐雨水蛙、管棍道漏遥水等枕原因奏导致征土体底抗剪勺强度旅降低眠，引再起基牵坑边仪土体鲁滑坡尾，如射图5复所示抄。一.膀放翁坡开羊挖基栋坑图5放坡抛开挖弃基坑夺破坏奥形式9m刚性盯挡土葛墙为龄水泥胶土搅波拌桩磁、旋未喷桩面等加缴固土匪组成合的宽沈度较纪大的钢一种钉基坑马围护田形式恳，其第破坏睛方式么有如县下几健种：由于后墙体萝的入愿土深膨度不嚼够、浩或由令于墙振底土由体太棕软弱船，抗哀剪强前度不而够等受原因兄，导衔致墙肢体及疾附近稍土体蛋整体射滑移宿破坏饲，基恶底土适体隆拴起，耐如图萍6(诱a)主所示谣；由于肤基坑踏周围严打排海土桩决或其镰它挤汤土施棒工、刻基坑疗边堆免载、羽重型但施工煮机械席行走血等引吧起墙使后土槽压力亮增加贡、或少者由树于设彻计抗趁倾覆便安全端系数毕不够倚，导老致墙肿体倾骡覆，骨见图暂6(呀b)歌；二.尿无炸支撑搞刚性姻挡土秘墙基挣坑图6刚性疯挡土纯墙基盘坑破库坏形罪式当设算计抗贫滑安蓄全系院数不聚够、侍或者买墙前怒被动料区土蛮体强耽度较友低时绞，导畏致墙柴体变饰形过应大或赴整体甩刚性象移动菜，见蔬图6域(c厘)；当设妈计挡权土墙扑抗剪泥强度施不够别，或越由于推施工粘不当绩造成桶墙体猾的抗誉剪强裳度达真不到竹设计乡丰要求艳，导金致墙填体剪裤切破赏坏，原见图控6(费d)勺。图6呢刚闹性挡尚土墙枣基坑菜破坏霞形式柔性兄围护名墙是皆相对狠于刚璃性围锡护墙茅而言帮的，临包括驻钢板寻桩墙哭，钢订筋混搞凝土京板桩丧墙，阀柱列斤式墙螺，地驼下连民续墙本等，兰其主犯要破构坏形袭式如税下：当挡公土墙爸刚度雅较小扛时，劳会导斯致墙鄙后地咸面产诞生较个大的夸变形填，危川及周佳围地茂下管柱线、币建筑殊物、粘地下深构筑牧物等棉，见津图7裳(a产)；当挡嫩土墙谈强度疮不够素、而锄插入垫又较吼深或酒插入翻较好界的土枕层、壳在土劲压力疤的作嫁用、胞会导钢致墙满体折以断、占见图甩7(舟b)答。三.葬无塌支撑甚柔性匹围护决墙围池护基芹坑图7无支棒撑柔谁性围坛护墙耀基坑匹破坏怨形式由于样施工傅抢进筛度，吐超量桥挖土婆，支刑撑架电设跟解不上贪、使南围护摇墙缺头少大肺量设蕉计上瓣必须谅的支款撑，鸦或者燃由于剩施工惹单位昼不按宾图施欠工，汗抱侥债幸心骆理，申少加捉支撑佛，致绿使围杜护墙拌体应舞力过堵大而象折断巾或支降撑轴类力过呢大而述破坏促或产扣生危孔险的疫大变慰形，俩见图相8(摔a)宣；由于塞支护决体系轰设计枣刚度搞太小萝，周惨围土现体的误压缩傲模量夹又很汇低。练而产丽生很准大的元围护央墙踢酷脚变庭形，伟见图披8(渔b)闷；四.任内数支撑茎基坑图8内支药撑基艇坑的并破坏宿形式(a炭)缺宪支撑小或超瞧挖；(b累)围凉护墙南的位砖移非样常大点；在饱端和含画水地猫层(梨特别倘是有县砂层农、粉情砂层煎或其平他的煌夹层拉等透市水性郑较好骨的地辉层)翻、由辨于围嫌护墙将的止衰水效驾果不辜好或壶止水穴结构晶失效绩，致历使大程量的轧水夹可带砂岗粒涌悼入基叫坑，圆严重鲜的水获土流动失会鸡造成鹅支护廉结构级失稳惑和地冬面坍急陷的乖严重稀事故咽，还漏可能摇先在疯墙后询形成撑洞穴废而后偏突然胞发生垒地面竹坍陷牺，见艇图8咱(c向)；由于热支撑布的设杜计强俭度不述够或桨由于益支撑臣架设浴偏心汪较大检达不剪到设音计要损求而吓导致蹈基坑驰失稳塘；有亩时也怠伴随田着基毁坑的共整体讲滑动沙破坏躲，见膀图8递(d唉)；图8注内语支撑卫基坑挺的破酒坏形呀式—运—(项c)扰漏砂骆导致钱失稳颤；(遣d)赤支撑售失稳冬；由于皮基坑赠底部膀土体用的抗斗剪强泡度较将低，眨致使抬坑底梢土体磨产生捞塑性毁流动伪而产圾生隆亚起破谨坏见滩图8创(e胳)；图8驼内类支撑队基坑士的破信坏形呢式—阅—(颂f)坦突涌添破坏在隔磁水层泳中开泄挖基退坑时俩，当绘基底翻以下播承压穿含水蓝层的纤水头乘压力袋冲破味基坑屡底部帖土层据，发犁生坑蚀底突救涌破辣坏，逆见图室8(峡f)暑；图8内支白撑基件坑的阔破坏后形式(e蕉)底直部隆饭起破代坏在砂稳层或裹粉砂催地层津中开唇挖基监坑时厨，在亲不打归井点联或井胀点失批效后屑，会悔产生璃冒水模翻砂制(即赖管涌粘)、舌严重府时会诊导致摊基坑授失稳较，见归图8敢(g回)；在超染大基麦坑，柔特别否是长烂条形禁基坑补(如高地铁辈车站描、明泻挖法晋施工叠隧道唯等)己内，谱分区墙放坡乓挖土赶，由曲于放天坡较辨陡、宴降雨伐或其物它原怎因引裕致滑胳坡，牛冲毁驼基坑窑内先豆期施廊工的遮支撑且及立灵柱，龙导致溉基坑陪破坏申，见投图8巡寿(h强)；图8猴内棒支撑袄基坑居的破犹坏形滴式—遭—(敞g)夹冒水仆翻砂居(管猛涌)性；——横(h考)长术条形息基坑品内部奏放坡伏破坏染引致手破坏由于汇支撑号设计歪强度至不够扒，或效由于幕加支勺撑不察及时端，可纽奉由于迹坑内衔滑坡糟，围纱护墙饥自由祝面过扮大，抢使已扒加支掏撑轴租力过退大，羞或由罗于外敞力撞堤击，进或由招于基灯坑外愤注浆钩、打器桩、哄偏载冷造成惩不对四称变远形等啄等，亡导致厅围护降墙四将周向迈坑内阀倾倒姻破坏资，俗斯称“包狐饺子扑”，见享图8扩(i菠)图8疮内事支撑季基坑孤的破喷坏形骑式—僚—(烛i)瞧内倾漂破坏由于名锚杆典和围播护墙拐，锚氏杆和算锚碇洁连接碧不牢询、或菜者由逆于锚少杆张杀拉不甚够、隆太松