1、特殊性巖土調(diào)查，湯國是江蘇南京地質(zhì)工程勘察院，主要內(nèi)容，引言第一章軟土第二章膨脹巖土第三章混合土第四章風化巖和殘余土，引言特殊性巖土的種類，特殊性巖土具有獨特工程特征的巖土(如濕陷性土、膨脹土、紅色粘土、軟土、軟土)，第一章軟土，1.1軟土的原因類型1.2軟土的工程性質(zhì)1.3軟土的物理力學特性指標1.4試驗要求進行1.5軟土地基評價，第一章軟土，軟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細土。包括泥土、泥土、泥炭、泥炭土壤等，其外觀大部分是灰色到灰色的。軟土在我國主要分布在東南沿海、中西部湖泊濕地地區(qū)等。沉積在凈水或緩慢的油水環(huán)境中，通過生物化學作用形成，天然水分含量大于液限，天

2、然空隙比1.5以上的粘土稱為泥漿。天然孔隙比小于1.5，但大于或等于1.0的土壤稱為泥漿。當有機質(zhì)含量大于5或小于10時，稱為有機質(zhì)土壤。有機物含量大于10、小于60或大于60稱為泥炭和泥炭。1.1軟土的成因類型，1.1.1海岸沉積物：海岸上、瀉湖上、溺水曲上、三角洲上廣泛分布著近代各種靈力作用產(chǎn)生的厚O-3m、黃褐色粘性土的堅硬外殼。下部的泥大部分是深灰色或灰綠色的，中間夾著薄薄的粉末。經(jīng)常含有貝殼和海洋生物的殘骸。1海岸上：將海浪、海岸流、潮汐的水力作用和比較粗的顆粒(粗、中、中)混合在一起，使其不均勻，非常疏松，提高了泥漿的透水性，容易壓縮。2石湖相：粒子精細，孔大，強度低，分布范圍大，

3、經(jīng)常形成海岸平原。在瀉湖邊緣，表層總是堆積著厚度約為032Om的泥炭。底部含有貝殼和生物殘骸碎屑。1.1軟土的成因類型，1.1.1海岸沉積物：海岸上、瀉湖上、龍谷上、三角洲上三龍谷上的分布范圍稍窄，其邊緣表面也經(jīng)常沉積泥炭。四三角洲相：由于河流和海藻的復雜交替作用，泥沙和薄沙交錯沉積。被洋流和海浪破壞，分類度下降，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，交錯成不規(guī)則的尖滅層或透鏡體中間層，結(jié)構(gòu)疏松，顆粒小。上海地區(qū)深厚的軟土層夾有無數(shù)非常薄的細砂層，為水平滲透提供了良好的條件。1.1軟土的成因類型，1.1.2湖泊沉積：湖相，三角洲相是近代淡水盆地和咸水盆地的沉積。該物質(zhì)的來源與周圍巖石學幾乎一致，逐漸沉積在穩(wěn)定的湖面上。

4、沉積物中夾有淤泥顆粒，顯示出明顯的層理。泥漿結(jié)構(gòu)柔軟，深灰色，灰綠色或深黑色，表面堅硬的層不規(guī)則，厚度約為0-4米，有時有泥炭晶狀體。泥漿厚度一般為lOm左右。最厚，最長可達25米。1.1軟土的成因類型，1.1.3海灘沉積：江曼灘相，淤湖相主要包括江曼灘相和淤湖相。平流層情況比較復雜，成分不均勻，方向和厚度變化大，平面分布不規(guī)則。一般來說，軟土經(jīng)常以帶狀或透鏡的形式與沙子或泥炭相互作用，厚度不大，一般小于lOm。1.1.4沼澤沉積：濕地是地下水、地表水排泄不暢的低地、蒸發(fā)量不大的情況下形成的沉積物，常伴有泥炭暴露在地表。底部有泥層或底部與泥炭徐璐分布。1.2軟土的工程性質(zhì)，1觸變性：如果原狀土

5、受到震動或擾動，土體結(jié)構(gòu)破壞，強度將大幅降低。根據(jù)觸覺敏感度St，軟土的靈敏度一般在3-4之間，最高可達8-9，因此軟土屬于高靈敏度或高度敏感的土壤。軟土地基受到振動荷載時，容易發(fā)生側(cè)向滑動、沉降或地基下土體突出等現(xiàn)象。2流變性：軟土在器官載荷下除排水固結(jié)引起的變形外，還會發(fā)生緩慢而長期的剪切變形。這對建筑物基礎(chǔ)沉降有很大影響，不利于斜坡、路堤、碼頭及地基穩(wěn)定性。3高可壓縮性：軟土屬于高可壓縮性土壤，壓縮系數(shù)大。因此，軟土地基上建筑物的沉降量很大。4低強度：軟土不排水，剪切強度通常小于20kPa。軟土地基的承載力很低，軟土邊坡的穩(wěn)定性很差。1.2軟土的工程性質(zhì)，5低透水性：軟土的含水量高，但透

6、水性低。特別是垂直透水性更差，垂直滲透系數(shù)一般是i(10-610-8)cms之間的微投手或不透水層。不利于地基排水固結(jié)，軟土地基上建筑物沉降持續(xù)時間長，一般達幾年以上。桿初期地基上經(jīng)常發(fā)生高孔隙水壓力，影響地基強度。6不均勻性：沉積在堆積環(huán)境中的變化導致土質(zhì)均勻性下降。例如三角洲相、潮灘相軟土中經(jīng)常夾有粉土或粉土薄層，有明顯的微層結(jié)構(gòu)，水平滲透性往往優(yōu)于垂直滲透性。(阿爾伯特愛因斯坦，Northern Exposure(美國電視電視劇)，季節(jié))湖相，沼澤軟土常嵌有厚度不同的泥炭或泥炭質(zhì)土壤的薄層或晶狀體。作為建筑物的基礎(chǔ)，容易產(chǎn)生不均勻的沉降。1.3軟土的物理力學性質(zhì)指標，1.4試驗要求，1.

7、4.1室內(nèi)試驗1軟土現(xiàn)有固結(jié)試驗的加權(quán)等級應根據(jù)軟土的土星特性、自重壓力、建筑物載荷確定，一般一級載荷應為25kPa或50kPa，最終載荷一般不超過400kPa。2根據(jù)工程變形計算的不同要求，應測量軟土的可壓縮性指標(壓縮系數(shù)、壓縮系數(shù)、字典固結(jié)壓力、壓縮金志洙、回彈金志洙和固結(jié)系數(shù))。對于3對厚層可壓縮性軟土層，為了計算二次固結(jié)作用引起的沉降及其歷時關(guān)系，需要測量二次固結(jié)系數(shù)。1.4實驗要求，1.4.1室內(nèi)實驗4軟土的剪切強度指標必須通過三軸剪切實驗確定。三軸剪切試驗方法應符合工程要求。土體可能發(fā)生大變形的工程必須測量剩余剪切強度。對飽和軟土的詩篇需要在有效的自重壓力下字典固結(jié)后進行實驗。5

8、軟土的無限制抗壓強度試驗應采用I級土壤樣品，同時測定靈敏度。6在有特殊要求的情況下，對軟土進行蠕變試驗，測量土壤的器官強度。研究土壤對動載的反應時，可以進行動扭剪切實驗、動剪實驗或動三軸實驗。7有機質(zhì)含量應采用重鉻酸鉀容量法測定。1.4實驗要求，1.4.2現(xiàn)場測試軟土的現(xiàn)場測試應使用靜態(tài)滲透測試、側(cè)壓力測試、十字板剪切測試、扁鏟側(cè)脹測試、載荷測試和螺旋板塊載荷測試。1通過荷載實驗確定地基承載力時，第一荷載應從試驗球底部以上土壤的自重開始。為了了解深部土層的載荷特性，可以使用螺旋板塊載荷實驗。2十字板剪切實驗測量了非剛性鄭智薰排水條件下的剪切強度、土壤剩余剪切強度，并計算了靈敏度。三偏鏟側(cè)脹試驗

9、測量軟土的楊氏模量、靜土壓力系數(shù)、水平地基系數(shù)，以確定土層的名稱和狀態(tài)。4需用注水試驗測量軟土的滲透系數(shù)。，1.5軟土地基評價，1.5.1場地穩(wěn)定性評價在施工現(xiàn)場發(fā)生以下情況時，應評價地基的穩(wěn)定性：1當建筑物接近池塘、河岸、海岸等邊坡時，要分析軟土的側(cè)向塑料突出或滑動的危險。2在當?shù)氐鼗鶓Ψ秶鷥?nèi)，應分析軟土路基為基巖或土層，表面傾斜時軟土沿牙齒邊坡滑動或不均勻變形的可能性。3當?shù)鼗翆雍袦\甲烷氣，需要分析沼氣的逸出對基礎(chǔ)穩(wěn)定性和變形的影響。4軟土層下分布壓力含水層時，需要分析限制水頭對軟土地基穩(wěn)定性和變形的影響。5建筑用地在強烈的地震地區(qū)時，要分析場地和地基的地震效果。1.5軟土地基評價，

10、1.5.2建議的場所和保存層的選擇1現(xiàn)場存在母馬(黨)等不利因素的話，建筑物的布置應盡量避免這些不利地區(qū)，如果不能避免，就必須進行基礎(chǔ)處理。2軟土地區(qū)的表面一般分布為厚度不大的堅硬外殼，應充分利用采用天然地基的輕質(zhì)建筑，選擇堅硬外殼作為地基持久層，地基應盡可能淺埋。3軟土渡邊杏用作檔案地基持力層，應選擇軟土層以下的硬土層或砂層作為檔案地基持力層。4在當?shù)鼗A(chǔ)的主要受力層范圍內(nèi)，有薄砂層或軟土和砂土層的情況下，必須分析其對地基變形和承載力的影響。1.5軟土地基評價，1.5.3地基承載力確定(1)軟土地基承載力不考慮變形，可根據(jù)室內(nèi)試驗、現(xiàn)場測試、當?shù)亟?jīng)驗綜合確定如下：根據(jù)1 3軸不固結(jié)比排水剪切

11、試驗指標，通過建筑基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)承載力計算公式(考慮地基的深度和寬度)2靜態(tài)滲透或其他現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)和載荷測試，或使用其他相應土星直接測試結(jié)果建立的區(qū)域相關(guān)公式計算，確定。例如，上海地區(qū)建立的泥質(zhì)土壤探測比阻力與錐尖阻力和承載力特性值(深部寬度修正)之間的經(jīng)驗關(guān)系。3使用物理指標和載荷力之間建立的對應關(guān)系確定。例如，沿海地區(qū)泥土承載力和天然含水量之間存在對應關(guān)系。4在已經(jīng)有經(jīng)驗的地區(qū)，可以用工程學科地質(zhì)類推法確定。1.5軟土地基評價，1.5.3基礎(chǔ)承載力確定(2)如果上京下是柔軟的雙層土地機，則應進行軟弱下層強度檢查。(c)軟土地基的承載力實質(zhì)上由變形控制，只要滿足建筑物的變形要求，設(shè)計者就

12、必須根據(jù)地基的實際大小、深度和建筑物的地基變形允許值最終確定地基的承載力特性值。1.5軟土地基評價，1.5.4地基變形評價1軟土地基沉降計算可以采用層合法或應力歷史法，應根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗進行修改。必要時，應考慮軟土的二次固結(jié)效應。2在建筑物相鄰高低層荷載的差異較大的情況下，應分析變形差異和相互作用，在地面有大面積荷載的情況下，分析對相鄰建筑物的不利影響。1.5軟土地基評價，1.5.5地下水和施工軟土地區(qū)相關(guān)地下水和基坑開挖的評價內(nèi)容如下。1地下水基礎(chǔ)材料的腐蝕性評價。2地下水帶箱式機、雙體機或其他地下結(jié)構(gòu)有可能在地下水水位變化范圍內(nèi)浮動。3工程降水或地下水的大量提取對地下水位下降后地面沉降的可能性

13、及對工程和周邊環(huán)境的影響4基坑開挖中蠶食、沙流、龍土、坑底隆起和坑側(cè)土壤位移的可能性及其對建筑安全和周圍環(huán)境的影響?；酉虏坑袎毫畬訒r，必須評估水壓水頭對基坑穩(wěn)定性的影響。，1.5軟土地基評價，1.5.6地基處理軟土地區(qū)常用的地基處理方法如下：(1)巖馬、巖塘、古墓、古河道處理1范圍不大時，一般采用地基深化或墊面處理。2寬度不大時，地基梁通常用于交叉處理。3范圍大通常使用短檔案處理。(b)表面或淺層的不均勻基礎(chǔ)和一對軟土處理的不均勻基礎(chǔ)經(jīng)常使用機械軋制法或壓實法。兩對軟層經(jīng)常使用軟墊方法。(3)在厚軟土處理1中使用堆載或真空堆載法，或在地基土中結(jié)合堆砂井、袋砂井或塑料排水板進行堆載處理的方

14、法；2使用復合地基，包括砂、礫石、石灰、灰土、噴射、小斷面字典制作檔案等。使用3檔案基礎(chǔ)，通過軟土層，達到提高承載力和減少沉降量的目的。第二章膨脹巖土，2.1膨脹巖土的判別2.2膨脹土的工程學科地質(zhì)特性2.3膨脹土基礎(chǔ)建筑物的變形2.4膨脹土地區(qū)的勘探2.5膨脹土的基礎(chǔ)評價2.6膨脹巖土地區(qū)的工程措施，第二章膨脹巖土，膨脹巖土的粘土成分主要由親水性礦物組成，同時是指具有顯著吸收膨脹、脫水收縮兩茄子變形特性的粘性土再吸收和再充填，2.1膨脹巖土的判別，多分布在(1) 2級以上階地、山前丘陵、盆地邊緣，地形平坦，沒有明顯的自然陡坎。(2)常見淺層滑坡、地面裂縫、新挖的挖方、邊坡、基底區(qū)容易崩塌。(

15、3)裂縫發(fā)育，方向不規(guī)則，經(jīng)常有光滑的面和劃痕，裂縫中經(jīng)常填有灰色、灰色、綠色的黏土，干燥時變得堅硬、水變軟，在自然條件下變得堅硬或堅硬。(4)自由膨脹率一般在40%以上。(5)未處理的建筑物成群破壞，低層多，剛性結(jié)構(gòu)柔性結(jié)構(gòu)嚴重。建筑物的裂縫多發(fā)生在旱季，裂縫寬度隨季節(jié)變化。2.2膨脹土的工程學科地質(zhì)特征，2.2.1野外特征1地形特征：多分布在2級以上階地和山前丘陵地區(qū)，分別分布在一級地面，形成田壟山丘、淺、寬山谷，地形坡度平緩，一般坡度小于12度，沒有明顯的自然陡坎。流水沖刷而下的下水道，水道往往容易崩塌、滑動和堵塞。2結(jié)構(gòu)特征：膨脹土大部分處于堅硬、堅硬的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，角化土塊往往具有

16、膨脹性，角化土塊越小，膨脹性越強。土壤中分布著裂縫，傾斜的剪切縫隙越發(fā)達，膨脹性越強。膨脹的土壤大部分由細膩的膠體粒子組成，骨折光滑，土壤中經(jīng)常含有鈣結(jié)核和鐵錳結(jié)核，零星分布，有時還富含整合層。2.2膨脹土的工程學科地質(zhì)特征，2.2.1野外特征3指標特征：分布在溝頭、倉庫海岸、挖方邊坡的膨脹土容易發(fā)生淺滑坡，新發(fā)掘的挖方邊坡，旱季經(jīng)常剝落，雨季地表滑動。膨脹的土壤分布區(qū)還有一個茄子特征，就是旱季地面裂開，長度幾十米到近100米，深度幾米，雨季關(guān)閉。4地下水特征：膨脹的土地地區(qū)沒有上層淤滯或裂縫水、均勻水位，隨著季節(jié)水位的變化，地基經(jīng)常發(fā)生不均勻的膨脹變形。2.2膨脹土的工程學科地質(zhì)特征，2.2

17、.2膨脹土的物理力學特性指標特征1，高分散性0.002毫米的粘土含量一般為30%。高塑性指數(shù)一般為20%。高液限水分含量一般為40%。2吸收膨脹：膨脹率一般為1%5%，較大的為10%，膨脹壓力一般為50100kpa。3失水收縮：線收縮率一般為3%8%，收縮系數(shù)一般為0.30.6，大的為0.71.0，收縮水分含量一般為9.3 .8%。4膨脹收縮可逆性：吸收膨脹、脫水收縮、吸收膨脹、再膨脹、再膨脹、再失水、收縮的變形特性。，2.2膨脹土的工程地質(zhì)特征，2.2.3膨脹土膨脹變形的主要因素1膨脹土的光基成分主要為二次粘土礦物一蒙脫石(待定-待定高嶺土)和伊利石(水云母)，親水性高，失去水后土壤收縮，甚至發(fā)生干燥，水膨脹。因此，土壤中粘土礦物的數(shù)量直接決定了膨脹性的大小。2膨脹土的化學成分，粘土顆粒的硅鋁分子比例越小，膨脹量越小，反之亦然。3.在粘土礦物中，水分不僅與結(jié)晶胞離子相結(jié)合，還與顆粒表面的更換陽離子相結(jié)合。牙齒離子與它結(jié)合的水分子一起進入土壤，使土壤膨脹，因此離子交換量