区域性地基.ppt

1、10 区域性地基,区域性地基是指特殊土地基、山区地基以及地震区地基等。 本章主要介绍膨胀土、湿陷性黄土、红粘土三种特殊土地基以及山区地基、地震区地基在我国的分布特征、特殊的工程地质性质以及为防止其危害应采取的工程措施。,10.1 膨胀土地基,膨胀土是指土中粘粒主要由亲水矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的粘性土。 膨胀土在我国分布广泛，以黄河以南地区较多，常常呈岛状分布。 由于其具有明显的膨胀和收缩特征，很容易导致土体的变形、开裂及建筑物倒塌等严重的工程事故。,10.1.1 膨胀土的特性,膨胀土特性：膨胀土在自然条件下，呈坚硬或硬塑状态，结果致密，裂隙发育，常有光滑面和擦痕

2、，风干时出现大量的微裂隙，遇水则软化。一般呈灰白、灰绿、灰黄等颜色。具有上述工程地质特征的场地，且自由膨胀率大于或等于40的土，可以判定为膨胀土,膨胀土是一种特殊的粘性土，粘粒含量高，塑性指数Ip大于17，多在22-35之间，天然含水量接近或略小于塑限，表现为压缩性低，强度高，因此容易被认为是良好的天然地基。,10.1.2 膨胀土地基等勘察与评价,A 地基勘察的要求 1 一般性勘察 2 其它勘察。详见教材 Page 234。,B 膨胀土的工程特性指标,膨胀土除一般指标外，还有： 1 自由膨胀率：将人工制备的土样在水中充分浸泡后增加的体积与原体积之比，叫自由膨胀率 2 膨胀率：在一定压力下，处于

3、侧限条件下的原状土样浸水膨胀稳定后，试样增加的高度与原状高度之比，称为膨胀率。,3 线缩率和收缩系数 线缩率：是指原状土样的垂直变形与土样原始高度之比，用百分数表示。 收缩系数：是指不挠动土样在直线收缩阶段，含水量减少1时的竖向线缩率，用下式表示：,C 膨胀土地基的特性,膨胀潜势和胀缩等级 膨胀潜势：膨胀土的膨胀潜势分类见表10-1。 膨胀土地基的胀缩等级见表10-2,10.1.3膨胀土地基的工程措施,A 设计措施 总平面设计：厂址应尽量选择在排水通畅、地形条件简单，土质较均匀、胀缩性较小以及坡度小于14并有可能采用分级挡土墙的地段，避开地裂、冲沟发育、地下水变化剧烈和可能发生浅层滑坡等地段。

4、,基础埋深：膨胀土地基上建筑物基础埋深不应小于1.0m，具体埋深的确定应根据以下条件综合考虑：场地类型；建筑物的结构类型等；作用在地基上荷载的大小和性质；建筑物的用途；基础的形式和构造；相邻建筑物的基础埋深等。 地基处理：膨胀土地基处理可采用换土、沙石垫层、土性改良等方法，亦可采用桩基。 B 施工措施 膨胀土地基上的施工措施宜采用分段快速施工法,10.2 湿陷性黄土地基,1 黄土是在第四纪形成的一种特殊的陆相疏松堆积物颗粒成份以粉粒为主，颜色一般呈黄色或褐黄色。黄土在我国分布广泛，分布面积大约有64万平方公里，其中具有湿陷性的约为27万平方公里。 2 黄土在一定压力下受水浸湿后，结构迅速破坏，

5、这种性能称为湿陷性。湿陷性是黄土独特的工程地质性质。,3 黄土的湿陷性机理 湿陷性机理较多，其中土体欠压密理论有较好的解释。该理论认为黄土一般在干旱条件及半干旱条件下形成，这些地区降雨量少，蒸发量大的特殊自然条件导致盐类析出，胶体凝结，从而产生加固粘聚力在土湿度不很大所情况下，上覆土层不足以克服土中形成的加固粘聚力，因而形成欠压密状态，一旦受水浸湿，加固粘聚力消失，就产生湿陷。 湿陷性黄土分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土两种。前者是指在上覆土自重压力下受水浸湿发生湿陷的湿陷性黄土地基；后者是指只有在大于上覆土自重压力下受水浸湿后才会发生湿陷的湿陷性黄土地基。,10.2.1 湿陷性黄土的基本

6、性质,A 物理性质 1 颗粒组成：我国的湿陷性黄土的颗粒以粉粒为主，次之为砂粒。 2 空隙比：空隙比是衡量湿陷性黄土密实度和湿陷程度的主要因素。在其它条件都相同的情况下，空隙比越大，湿陷性越强。空隙比一般在0.8-1.2之间。 3 天然含水量 含水量低时，湿陷小强烈，含水量大时，湿陷小降低。,4 饱和度：湿陷性黄土饱和度约在17-77之间，随着饱和度的增大，湿陷小降低，当饱和度大于80时，称为饱和黄土，湿陷小基本消失。 5 可塑性：湿陷性黄土的塑性较弱，塑限一般在14-20之间，液限一般在22-35之间 B 力学性质 1 压缩性：我国湿陷性黄土的压缩系数一般在 0.1-1.0MPa； 2 抗剪

7、强度：当湿陷性黄土处于地下水位变化带时，其抗剪强度最低，这时因为在浸水状态下黄土湿陷处于发展过程，到湿陷压密过程基本结束时，尽管土的含水量较高，但抗剪强度反而高于湿陷过程。所以处于地下水以下的黄土，抗剪强度反而较水位变化带的黄土高些。,10.2.3 湿陷性黄土地基的工程措施,A 地基处理 地基处理的目的在破坏湿陷性黄土的大孔结构，以便全部或部分消除地基湿陷性。 B 防水措施 湿陷性黄土在天然状态下，如果未受水浸湿，一般强度较高，压缩性小。 C 结构措施：具体措施见第七章。,10.5 地震区地基基础问题,10.5.1 概述 A 地震的概念 地震是地壳表层因弹性波传播引起的震动作用和现象。 地震可

8、分为：构造地震、火山地震、陷落地震 其中构造地震最常见。 我国地处于太平洋地震带和欧亚地震带之间，地震区分布广泛且影响相当强烈。,基本概念： 震源：地壳中震动发生处称为震源； 震中：震源在地面上的铅直投影称为震中； 震源深度：震源到震中的距离称为震源深度。 震源深度0-70km的称为浅源地震 震源深度70-300km的称为中源地震 震源深度大于300km的称为深源地震 破坏性最强烈的是浅源地震。 看图,B 震级和烈度,地震的震级是指一次地震释放的能量大小，一次地震只会有一个震级。 烈度是指某一地点在该次地震时所受到的影响程度。 一次地震在不同地点可以表现出不同的烈度。,基本烈度和设防烈度,基本

9、烈度是指一个地区在今后一定时期内在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。 设防烈度是指国家审定的一个地区抗震设计受水浸湿采用的地震烈度，一般情况下，可采用基本烈度。,抗震规范的规定,抗震规范将抗震设防烈度定为6-9度，并规定6度区建筑以加强结构措施为主，一般不进行抗震验算，设防烈度为10度的地区的抗震设计宜按有关部门的规定执行。 要求重点设防的7-9度的主要破坏标志见 表10-7,10.5.2 场地及地,在地震基本烈度相同的地区内，经常会发现房屋的结构类型和建筑质量基本相同，但各建筑物的震害程度却有很大的差别，发生这种现象的主要原因是场地条件造成的。,基的评价,A 场地及其它地质条件,1 地形

10、：震害调查表明，地形对震害有明显的影响，如孤立突出的小丘和山脊地区，河流、湖泊的边缘地带等，均会使震害加剧，烈度提高。 2 断层：断层是地质构造上的薄弱环节，多数浅源地质均与断层活动有关。一些具有潜在地质活动的发震断层，地质时会发生很大错动，对工程的破坏很大。,一些与发震断层有一定联系的非发震断层，由于受到发震断层的牵动，也可能造成高烈度异常现象。 B 场地土质条件 C 建筑场地类别,10.5.3 地基的常见液害,地质时，由于土质因素使震害加剧的现象主要有： 地基的震动液化 软土的震陷 滑坡及地裂,地基的液化,地基土的液化主要发生在饱和的粉、细沙和粉土中，其宏观现象是：地表开裂、喷砂、冒水，从

11、而引起滑坡和地基失效，引起上部建筑物下陷，、浮起、倾斜、开裂等震害现象。 产生液化的原因是由于在地质的短暂时间内，空隙水压力骤然上升并来不及消散，有效应力降低至0，土体呈现出近乎液体的状态，强度完全丧失，即所谓液化。,软土的震陷,地质时，地面产生巨大的附加下沉称为震陷。此种现象往往发生在松砂或饱和软黏土和淤泥质土层中。 产生震陷的原因有很多种，详见教材。,地质滑坡和地裂,不作要求,10.5.4 地基基础抗震设计原则,A 建筑物场地的选择 选择建筑物场地时，应结合勘测和调查工作，根据地质活动情况和工程地质条件，对场地做出综合评价，应尽量选用有利于抗震的场地，如无法满足，应采取适当的抗震措施。，,

12、B 地基和基础抗震措施 对于建筑物地基的主要受力层范围存在（a）承载力标准值fk（kPa）分别小于80（7度）、100 （8度）和120 （9度）的软弱粘性土、（b）可液化层、（c）不均匀地基时，应结合具体情况，采取适当的抗震措施，主要包括： 1 增加上部结构的整体性和刚度 2 加强基础的整体性和刚度合理 3 选择基础埋深 4 地基处理 5 采用桩基础等等,C 天然地基抗震强度验算 a 竖向承载力的抗震验算 pfE Pmax1.2fE 为防止地质作用产生过大倾斜，在地质作用下基础地面与地基土之间，出现的拉应力的面积不得超过基础底面积的1/4。,抗震地基规范规定,凡是符合下列条件的建筑物，可不进行天然地基和基础的抗震强度验算： 1 抗震设计规定可不进行上部结构抗震验算的建筑 2 砌体房屋、多