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岩土研究院

软弱地基和特殊土地基的工程性质

362 2022-02-22 10:14:31

地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。

1.3.1 软弱地基

我国《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)中规定,软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。它是指基本上未受过地形及地质变动;未受过荷载及地震动力等物理作用或土颗粒间的化学作用的软粘土、有机质土、饱和松砂和淤泥质土等地层构成的地基。

1.软土

软(粘)土是在静水或非常缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成。含有机质。天然含水量大于液限,天然孔隙比大于1.0的饱和粘性土。当天然孔隙比大于1.5时,称为淤泥;天然孔隙比大于1.0而小于1.5时,称为淤泥质土;天然孔隙比大于1.0且天然含水量大于液限的细粒土均为软土,它包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。

软土的主要特性是天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小,在外荷载作用下地基承载力低、变形大、不均匀变形也大,且变形稳定历时较长,在比较深厚的软土层上,建筑物基础的沉降往往持续数年乃至数十年之久。

2.冲填土

冲填土是人工填土之一。它是在治理和疏通江河航道时,用挖泥船通过泥浆泵将泥砂吹到江河两岸而形成的沉积土,即由水力冲填泥砂而成的土,称为冲填土。

冲填土的物质成分是比较复杂的,粗颗粒比细颗粒排水固结快,如以粘性土为主,因土中含有大量水分,且难以排出,土体在形成初期常处于流动状态,当表面自然蒸发后,常呈龟裂状,下面的水分不易排出,处于未固结状态,较长时间内可能仍处于流动状态,稍加干扰即呈触变现象,故强度要经过一定的固结时间才能逐渐提高。因而这类土属于强度较低和压缩性较高的欠固结土。另外,主要是以砂或其他粗颗粒土所组成的冲填土不属于软弱土。因而冲填土的工程性质主要取决于颗粒组成、均匀性和排水固结条件。

冲填土与自然沉积的同类土相比,强度低,压缩性高,常产生触变现象。在勘探钻孔时应防止涌土塌孔。土样运输时应避免受振动而使水土分离,使试验成果不佳。必要时可进行现场十字板及载荷试验。

3.杂填土

杂填土是人类活动而任意堆填的建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等。杂填土的成因很不规律,组成的物质杂乱,颗粒尺寸悬殊,颗粒间孔隙大小不一;回填前地貌高低起伏,形成填土高低不一;回填时间前后不一;取样不易、勘察工作困难,通常无法提出地基承载力值。它的主要特性是强度低、压缩性高和均匀性差,一般还具有浸水湿陷性。即使在同一建筑场地的不同位置,地基承载力和压缩性也有较大的差异。对有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,设计时尤应注意。杂填土一般未经处理不宜作为持力层。

4.其他高压缩性土

饱和松散粉细砂(包括一部分粉土)也应当属于软粥地基的范畴,当机械振动或地震荷载. 重复作用时将产生液化;由于结构物的荷重和地下水的下降会促使砂性土下沉;基坑开挖时会产生管涌。

1.3.2 特殊土地基

特殊土地基大部分带有区域性特点,它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土、混合土、盐渍岩土、填土等。

1.软土

软土的分类和特性前述已阐明,不再赘述。

2.湿陷性黄土

黄土在一定压力作用下受水浸湿,土结构迅速破坏而产生显著附加下沉的,称为湿陷性黄十,否则称为非湿陷性黄土。湿陷性黄土在其自重压力作用下受水浸湿不发生湿陷的,称为非自重湿陷性黄土;在土的自重压力作用下受水浸湿发生湿陷的称为自重湿陷性黄土。

我国湿陷性黄土广泛分布在甘肃、陕西、山西、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山东、河北、河南、宁夏、青海和新疆等地。由于黄土的浸水湿陷而使建筑物产生不均匀沉陷是造成黄土地区事故的主要原因。设计时首先要判断是否具有湿陷性,再考虑如何进行地基处理。

3.膨胀土

膨胀土是指颗粒成分主要由亲水性粘土矿物组成的粘性土,它是一种吸水膨胀和失水收缩、具有较大的胀缩变形性能,且变形往复的高塑性粘土。

我国膨胀土分布范围很广,在广西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山东、陕西、江苏、贵州和广东等省均有不同范围的分布。建造在膨胀土地基上的建筑物如果不进行地基处理,常会对建筑物造成危害。

4.冻土

凡,具有负温或零温,其中含有冰的各种十都称为冻十;而冬季冻结。夏季融化的七层。称为季节性冻土。对冻结状态持续3年以上的土层,则称为多年冻土或永冻土。

我国的冻土分布较广,约占全国总面积的 75%,其中多年冻土为 21%。季节性冻土在我国东北、华北和西北广大地区均有分布,因其呈周期性的冻结和融化。对地基的稳定性影响较大。

5.混合土

由细粒土和粗粒土混杂且缺乏中间粒径的土称为混合土。当碎石土中粒径小于0.075mm 的细粒土质量超过总质量的25%时,称为粗粒混合土;当粉土或粘性土中粒径大于2mm的粗粒土质量超过总质量的 25%时,称为细粒混合土。

混合土在颗粒分布曲线形态上反映出不连续特性,主要成因有坡积、洪积、冰水冲积而成。有资料表明,粘性土、粉土中的碎石组分的质量只有超过总质量的 25%时,才能起到改善土的工程性质的作用;而在碎石土中,粘粒含量大于总质量的25%时,则对碎石土的工程性质有明显的影响,特别是当含水量较大时。

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