特殊土勘察.ppt

1、特殊性岩土调查，汤国是江苏南京地质工程勘察院，主要内容，引言第一章软土第二章膨胀岩土第三章混合土第四章风化岩和残余土，引言特殊性岩土的种类，特殊性岩土具有独特工程特征的岩土(如湿陷性土、膨胀土、红色粘土、软土、软土)，第一章软土，1.1软土的原因类型1.2软土的工程性质1.3软土的物理力学特性指标1.4试验要求进行1.5软土地基评价，第一章软土，软土是指天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限的细土。包括泥土、泥土、泥炭、泥炭土壤等，其外观大部分是灰色到灰色的。软土在我国主要分布在东南沿海、中西部湖泊湿地地区等。沉积在净水或缓慢的油水环境中，通过生物化学作用形成，天然水分含量大于液限，天

2、然空隙比1.5以上的粘土称为泥浆。天然孔隙比小于1.5，但大于或等于1.0的土壤称为泥浆。当有机质含量大于5或小于10时，称为有机质土壤。有机物含量大于10、小于60或大于60称为泥炭和泥炭。1.1软土的成因类型，1.1.1海岸沉积物：海岸上、泻湖上、溺水曲上、三角洲上广泛分布着近代各种灵力作用产生的厚O-3m、黄褐色粘性土的坚硬外壳。下部的泥大部分是深灰色或灰绿色的，中间夹着薄薄的粉末。经常含有贝壳和海洋生物的残骸。1海岸上：将海浪、海岸流、潮汐的水力作用和比较粗的颗粒(粗、中、中)混合在一起，使其不均匀，非常疏松，提高了泥浆的透水性，容易压缩。2石湖相：粒子精细，孔大，强度低，分布范围大，

3、经常形成海岸平原。在泻湖边缘，表层总是堆积着厚度约为032Om的泥炭。底部含有贝壳和生物残骸碎屑。1.1软土的成因类型，1.1.1海岸沉积物：海岸上、泻湖上、龙谷上、三角洲上三龙谷上的分布范围稍窄，其边缘表面也经常沉积泥炭。四三角洲相：由于河流和海藻的复杂交替作用，泥沙和薄沙交错沉积。被洋流和海浪破坏，分类度下降，结构不稳定，交错成不规则的尖灭层或透镜体中间层，结构疏松，颗粒小。上海地区深厚的软土层夹有无数非常薄的细砂层，为水平渗透提供了良好的条件。1.1软土的成因类型，1.1.2湖泊沉积：湖相，三角洲相是近代淡水盆地和咸水盆地的沉积。该物质的来源与周围岩石学几乎一致，逐渐沉积在稳定的湖面上。

4、沉积物中夹有淤泥颗粒，显示出明显的层理。泥浆结构柔软，深灰色，灰绿色或深黑色，表面坚硬的层不规则，厚度约为0-4米，有时有泥炭晶状体。泥浆厚度一般为lOm左右。最厚，最长可达25米。1.1软土的成因类型，1.1.3海滩沉积：江曼滩相，淤湖相主要包括江曼滩相和淤湖相。平流层情况比较复杂，成分不均匀，方向和厚度变化大，平面分布不规则。一般来说，软土经常以带状或透镜的形式与沙子或泥炭相互作用，厚度不大，一般小于lOm。1.1.4沼泽沉积：湿地是地下水、地表水排泄不畅的低地、蒸发量不大的情况下形成的沉积物，常伴有泥炭暴露在地表。底部有泥层或底部与泥炭徐璐分布。1.2软土的工程性质，1触变性：如果原状土

5、受到震动或扰动，土体结构破坏，强度将大幅降低。根据触觉敏感度St，软土的灵敏度一般在3-4之间，最高可达8-9，因此软土属于高灵敏度或高度敏感的土壤。软土地基受到振动荷载时，容易发生侧向滑动、沉降或地基下土体突出等现象。2流变性：软土在器官载荷下除排水固结引起的变形外，还会发生缓慢而长期的剪切变形。这对建筑物基础沉降有很大影响，不利于斜坡、路堤、码头及地基稳定性。3高可压缩性：软土属于高可压缩性土壤，压缩系数大。因此，软土地基上建筑物的沉降量很大。4低强度：软土不排水，剪切强度通常小于20kPa。软土地基的承载力很低，软土边坡的稳定性很差。1.2软土的工程性质，5低透水性：软土的含水量高，但透

6、水性低。特别是垂直透水性更差，垂直渗透系数一般是i(10-610-8)cms之间的微投手或不透水层。不利于地基排水固结，软土地基上建筑物沉降持续时间长，一般达几年以上。杆初期地基上经常发生高孔隙水压力，影响地基强度。6不均匀性：沉积在堆积环境中的变化导致土质均匀性下降。例如三角洲相、潮滩相软土中经常夹有粉土或粉土薄层，有明显的微层结构，水平渗透性往往优于垂直渗透性。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure(美国电视电视剧)，季节)湖相，沼泽软土常嵌有厚度不同的泥炭或泥炭质土壤的薄层或晶状体。作为建筑物的基础，容易产生不均匀的沉降。1.3软土的物理力学性质指标，1.4试验要求，1.

7、4.1室内试验1软土现有固结试验的加权等级应根据软土的土星特性、自重压力、建筑物载荷确定，一般一级载荷应为25kPa或50kPa，最终载荷一般不超过400kPa。2根据工程变形计算的不同要求，应测量软土的可压缩性指标(压缩系数、压缩系数、字典固结压力、压缩金志洙、回弹金志洙和固结系数)。对于3对厚层可压缩性软土层，为了计算二次固结作用引起的沉降及其历时关系，需要测量二次固结系数。1.4实验要求，1.4.1室内实验4软土的剪切强度指标必须通过三轴剪切实验确定。三轴剪切试验方法应符合工程要求。土体可能发生大变形的工程必须测量剩余剪切强度。对饱和软土的诗篇需要在有效的自重压力下字典固结后进行实验。5

8、软土的无限制抗压强度试验应采用I级土壤样品，同时测定灵敏度。6在有特殊要求的情况下，对软土进行蠕变试验，测量土壤的器官强度。研究土壤对动载的反应时，可以进行动扭剪切实验、动剪实验或动三轴实验。7有机质含量应采用重铬酸钾容量法测定。1.4实验要求，1.4.2现场测试软土的现场测试应使用静态渗透测试、侧压力测试、十字板剪切测试、扁铲侧胀测试、载荷测试和螺旋板块载荷测试。1通过荷载实验确定地基承载力时，第一荷载应从试验球底部以上土壤的自重开始。为了了解深部土层的载荷特性，可以使用螺旋板块载荷实验。2十字板剪切实验测量了非刚性郑智薰排水条件下的剪切强度、土壤剩余剪切强度，并计算了灵敏度。三偏铲侧胀试验

9、测量软土的杨氏模量、静土压力系数、水平地基系数，以确定土层的名称和状态。4需用注水试验测量软土的渗透系数。，1.5软土地基评价，1.5.1场地稳定性评价在施工现场发生以下情况时，应评价地基的稳定性：1当建筑物接近池塘、河岸、海岸等边坡时，要分析软土的侧向塑料突出或滑动的危险。2在当地地基应力范围内，应分析软土路基为基岩或土层，表面倾斜时软土沿牙齿边坡滑动或不均匀变形的可能性。3当地基土层含有浅甲烷气，需要分析沼气的逸出对基础稳定性和变形的影响。4软土层下分布压力含水层时，需要分析限制水头对软土地基稳定性和变形的影响。5建筑用地在强烈的地震地区时，要分析场地和地基的地震效果。1.5软土地基评价，

10、1.5.2建议的场所和保存层的选择1现场存在母马(党)等不利因素的话，建筑物的布置应尽量避免这些不利地区，如果不能避免，就必须进行基础处理。2软土地区的表面一般分布为厚度不大的坚硬外壳，应充分利用采用天然地基的轻质建筑，选择坚硬外壳作为地基持久层，地基应尽可能浅埋。3软土渡边杏用作档案地基持力层，应选择软土层以下的硬土层或砂层作为档案地基持力层。4在当地基础的主要受力层范围内，有薄砂层或软土和砂土层的情况下，必须分析其对地基变形和承载力的影响。1.5软土地基评价，1.5.3地基承载力确定(1)软土地基承载力不考虑变形，可根据室内试验、现场测试、当地经验综合确定如下：根据1 3轴不固结比排水剪切

11、试验指标，通过建筑基础设计规范的基础承载力计算公式(考虑地基的深度和宽度)2静态渗透或其他现场测试数据和载荷测试，或使用其他相应土星直接测试结果建立的区域相关公式计算，确定。例如，上海地区建立的泥质土壤探测比阻力与锥尖阻力和承载力特性值(深部宽度修正)之间的经验关系。3使用物理指标和载荷力之间建立的对应关系确定。例如，沿海地区泥土承载力和天然含水量之间存在对应关系。4在已经有经验的地区，可以用工程学科地质类推法确定。1.5软土地基评价，1.5.3基础承载力确定(2)如果上京下是柔软的双层土地机，则应进行软弱下层强度检查。(c)软土地基的承载力实质上由变形控制，只要满足建筑物的变形要求，设计者就

12、必须根据地基的实际大小、深度和建筑物的地基变形允许值最终确定地基的承载力特性值。1.5软土地基评价，1.5.4地基变形评价1软土地基沉降计算可以采用层合法或应力历史法，应根据当地经验进行修改。必要时，应考虑软土的二次固结效应。2在建筑物相邻高低层荷载的差异较大的情况下，应分析变形差异和相互作用，在地面有大面积荷载的情况下，分析对相邻建筑物的不利影响。1.5软土地基评价，1.5.5地下水和施工软土地区相关地下水和基坑开挖的评价内容如下。1地下水基础材料的腐蚀性评价。2地下水带箱式机、双体机或其他地下结构有可能在地下水水位变化范围内浮动。3工程降水或地下水的大量提取对地下水位下降后地面沉降的可能性

13、及对工程和周边环境的影响4基坑开挖中蚕食、沙流、龙土、坑底隆起和坑侧土壤位移的可能性及其对建筑安全和周围环境的影响。基坑下部有压力含水层时，必须评估水压水头对基坑稳定性的影响。，1.5软土地基评价，1.5.6地基处理软土地区常用的地基处理方法如下：(1)岩马、岩塘、古墓、古河道处理1范围不大时，一般采用地基深化或垫面处理。2宽度不大时，地基梁通常用于交叉处理。3范围大通常使用短档案处理。(b)表面或浅层的不均匀基础和一对软土处理的不均匀基础经常使用机械轧制法或压实法。两对软层经常使用软垫方法。(3)在厚软土处理1中使用堆载或真空堆载法，或在地基土中结合堆砂井、袋砂井或塑料排水板进行堆载处理的方

14、法；2使用复合地基，包括砂、砾石、石灰、灰土、喷射、小断面字典制作档案等。使用3档案基础，通过软土层，达到提高承载力和减少沉降量的目的。第二章膨胀岩土，2.1膨胀岩土的判别2.2膨胀土的工程学科地质特性2.3膨胀土基础建筑物的变形2.4膨胀土地区的勘探2.5膨胀土的基础评价2.6膨胀岩土地区的工程措施，第二章膨胀岩土，膨胀岩土的粘土成分主要由亲水性矿物组成，同时是指具有显著吸收膨胀、脱水收缩两茄子变形特性的粘性土再吸收和再充填，2.1膨胀岩土的判别，多分布在(1) 2级以上阶地、山前丘陵、盆地边缘，地形平坦，没有明显的自然陡坎。(2)常见浅层滑坡、地面裂缝、新挖的挖方、边坡、基底区容易崩塌。(

15、3)裂缝发育，方向不规则，经常有光滑的面和划痕，裂缝中经常填有灰色、灰色、绿色的黏土，干燥时变得坚硬、水变软，在自然条件下变得坚硬或坚硬。(4)自由膨胀率一般在40%以上。(5)未处理的建筑物成群破坏，低层多，刚性结构柔性结构严重。建筑物的裂缝多发生在旱季，裂缝宽度随季节变化。2.2膨胀土的工程学科地质特征，2.2.1野外特征1地形特征：多分布在2级以上阶地和山前丘陵地区，分别分布在一级地面，形成田垄山丘、浅、宽山谷，地形坡度平缓，一般坡度小于12度，没有明显的自然陡坎。流水冲刷而下的下水道，水道往往容易崩塌、滑动和堵塞。2结构特征：膨胀土大部分处于坚硬、坚硬的状态，结构致密，角化土块往往具有

16、膨胀性，角化土块越小，膨胀性越强。土壤中分布着裂缝，倾斜的剪切缝隙越发达，膨胀性越强。膨胀的土壤大部分由细腻的胶体粒子组成，骨折光滑，土壤中经常含有钙结核和铁锰结核，零星分布，有时还富含整合层。2.2膨胀土的工程学科地质特征，2.2.1野外特征3指标特征：分布在沟头、仓库海岸、挖方边坡的膨胀土容易发生浅滑坡，新发掘的挖方边坡，旱季经常剥落，雨季地表滑动。膨胀的土壤分布区还有一个茄子特征，就是旱季地面裂开，长度几十米到近100米，深度几米，雨季关闭。4地下水特征：膨胀的土地地区没有上层淤滞或裂缝水、均匀水位，随着季节水位的变化，地基经常发生不均匀的膨胀变形。2.2膨胀土的工程学科地质特征，2.2

17、.2膨胀土的物理力学特性指标特征1，高分散性0.002毫米的粘土含量一般为30%。高塑性指数一般为20%。高液限水分含量一般为40%。2吸收膨胀：膨胀率一般为1%5%，较大的为10%，膨胀压力一般为50100kpa。3失水收缩：线收缩率一般为3%8%，收缩系数一般为0.30.6，大的为0.71.0，收缩水分含量一般为9.3 .8%。4膨胀收缩可逆性：吸收膨胀、脱水收缩、吸收膨胀、再膨胀、再膨胀、再失水、收缩的变形特性。，2.2膨胀土的工程地质特征，2.2.3膨胀土膨胀变形的主要因素1膨胀土的光基成分主要为二次粘土矿物一蒙脱石(待定-待定高岭土)和伊利石(水云母)，亲水性高，失去水后土壤收缩，甚至发生干燥，水膨胀。因此，土壤中粘土矿物的数量直接决定了膨胀性的大小。2膨胀土的化学成分，粘土颗粒的硅铝分子比例越小，膨胀量越小，反之亦然。3.在粘土矿物中，水分不仅与结晶胞离子相结合，还与颗粒表面的更换阳离子相结合。牙齿离子与它结合的水分子一起进入土壤，使土壤膨胀，因此离子交换量