特殊岩土的勘察
掌握软土、湿陷性土、膨胀土、红粘土、填土、盐渍土、多年冻土、混合土、风化岩和残积土等特殊性岩土的基本特征、勘察要求、试验方法和分析评价。
(1) 填土 由于人工活动而堆积的土。
分类:
素填土:由碎石、砂土、粘性土等一种或数种组成的填土,不含杂质或杂质很少。与堆积年代、成分、厚度等有关。
杂填土:含有大量的工业垃圾、建筑垃圾或生活垃圾等杂物的填土。生活垃圾应挖除。
冲填土:由水力将泥砂冲填到预定地点堆积所形成的土。又称吹填土。
夯实填土:
特性:
勘察要点及方法:复杂场地,加密,
(2)软土
天然含水量大、压缩性高、承载力低,软塑到流塑状态的粘性土(细粒土)。淤泥、淤泥质土、泥炭和泥炭质土。《软土地区工程地质勘察规范》(JGJ 83-91)。
在静水或缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成,其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的粘性土称为淤泥;当天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的土称为淤泥质土。当有机质含量大于等于5%,而小于10%时称为有机质土;当有机质含量大于10%,小于等于60%以及大于60%者,分别称为泥炭质土和泥炭。《地基规范》、《岩土规范》。
《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ 017-96)定义软土路基:天然含水量大于等于35%和液限;天然孔隙比大于等于1.0;十字板抗剪强度小于35kPa。
性质:高含水量和高孔隙比;渗透性低;压缩性高;不均匀(长加有厚薄不均的砂性土);稳定历时长;抗剪强度低;具显著的触变性和蠕变性。
取样困难,一般采用静力触探试验、十字板剪切试验确定其性质。
(3)黄土
颜色呈棕黄、灰黄或黄褐,主要由粉粒组成,具有大孔隙和垂直节理的土。遇水产生湿陷的称为湿陷性黄土,不产生湿陷的称为非湿陷黄土。《湿陷性黄土地区建筑规范》(BG50025-2004)。
判别湿陷性黄土的标准:
(1)可根据室内压缩试验,在规定压力下测定湿陷系数δs来判定:
δs<0.015 非湿陷性土;δs≥0.015 湿陷性黄土。
δs=(hp-h`p)/h0
式中 hp-保持天然的湿度和结构的土样,加压至一定压力时,下沉稳定以后的高度,cm;
h`p-上述加压稳定后的土样,在浸水作用下,下沉稳定以后的高度,cm;
h0-土样的原始高度,cm。
测定湿陷系数时的压力,应自基础底面(初勘自地面下1.5m)算起,10m以内的土层应用200kPa,10m以下至非湿陷性黄土层顶面,应用其上覆土的饱和自重压力(当大于300kPa时,仍应用300kPa)。
(2)《岩土规范》:在200kPa压力下浸水载荷试验的湿陷量与承压板宽度之比大于0.023的土应判别为湿陷性土。
湿陷性土:结构疏松、胶结微弱,在一定压力下浸水时,结构迅速破坏而发生显著附加下沉的土。如:湿陷性黄土。
场地湿陷类型的确定:
计算自重湿陷量Δzs
Δzs=
(累计计算时,计算天然地面到湿陷性黄土底面的自重湿陷系数大于0.015的土层)
Δzs小于等于70mm时——定为非自重湿陷性场地。
Δzs大于70mm时——定为 自重湿陷性场地。
地基湿陷等级的确定:
计算总湿陷量Δs
Δs=
根据“地基湿陷等级判别表”判定。
(4)膨胀岩土
(一)性质及判别:
吸水膨胀,失水收缩,胀缩明显的高塑性土。《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ 112-87)。
《岩土规范》膨胀岩土的判别方法:
一) 胀土
1 多分布在二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘,地形平缓,无明显自然陡坎。
2 常见浅层滑坡、地裂,新开挖的路堑、边坡、基槽易发生坍塌。
3 裂缝发育,方向不规则,常有光滑面和擦痕,裂缝中常冲填灰白、灰绿色粘土,干时坚硬,遇水软化,自然条件下呈坚硬或硬塑状态。
4 自由膨胀率一般大于40%。
5 未经处理的建筑物成群破坏,低层较多层严重,刚性结构较柔性结构严重,建筑物的开裂多发生在旱季,裂缝宽度随季节变化。
二)膨胀岩
1 多见于粘土岩、页岩、泥质砂岩。伊利石含量大于20%及蒙脱石含量大于10%。
2 具有膨胀土2~5项的特征。
(二)工作量布置及取样:
(三)膨胀土的地基评价
1、 场地分类
2、 膨胀潜势分类
3、 地基评价
膨胀变形量的计算:Se=
收缩变形量的计算:Ss=
胀缩变形量的计算:S=
(5)多年冻土
《岩土规范》:温度小于或等于0℃,含有固态水,且在自然界中保持三年以上,当温度条件改变时,其物理力学性质随之改变,并且产生冻胀、融陷、热融滑塌等现象的土。
《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ 118-98):冻土-含有冰的土;多年冻土-冻结状态持续二年或三年以上的(岩)土;季节性冻土:地表层冬季冻结,夏季全部融化的土。
(6)红粘土
碳酸盐的岩石经红土化作用形成的棕红、褐黄色的高塑性粘土。其液限一般大于50。经再搬运后仍能保留红粘土基本特征,且液限大于45的土称为次生红粘土。其具有表面收缩、上硬下软、裂隙发育的特征。《岩土规范》:
坚硬状态分类 裂隙状态分类
含水比αw
坚硬状态
αw≤0.55
0.55<αw≤0.70
0.70<αw≤0.85
0.85<αw1.00
αw>1.00 坚硬
硬塑
可塑
软塑
流塑
αw:土的天然含水量与液限的比值。
按土的界限液缩比和液缩限比关系划分 按地基均匀性划分
土类 Ir与I`r关系 收 缩 特 征
Ⅰ类 Ir≥I`r 收缩后再浸水膨胀量能恢复到原位
Ⅱ类 Ir< I`r 收缩后再浸水膨胀量不能恢复到原位
① Ir=WL/Wp; ② I`r =1.4+0.066 WL
基底压缩层分布深度z应按下列公式计算:
当单独基础的总荷载p1为500~3000kN,条形基础每延米荷载p2为100~250kN/m时,
单独基础:z=0.003 p1+1.5;条形基础:z=0.05 p2-4.5。
(7)混合土
《岩土规范》:由坡积、洪积、冰水沉降形成的,颗粒级配呈不连续状,细粒、粗粒、巨粒混杂的土。当碎石中粉粒和粘粒质量超过总质量的25%时,应定名为Ⅰ类混合土;当粉土和粘性土中砾粒、卵石粒、漂石粒质量超过总质量的25%时,应定名为Ⅱ类混合土。
(8)盐渍岩土
岩土中含有石膏、芒硝、盐岩(硫酸盐或氯化物)等易溶盐,其含量大于0.5%;自然环境具有溶陷、盐胀等特性。
(9)风化岩
岩石在风化营力等作用下,使其结构、成分、性质等产生不同程度变异的岩石。
(10)污染土:由于致污物质侵入土体,改变了原生物理力学性质的土。
例题:
例1湿陷性土的地基勘察,钻孔间距应按一般土地基钻孔间距范围值的()来布置。
A最大值 B最小值 C最大值的一倍 D最小值的一倍 (B)
例2湿陷性碎石土和砂土的力学性质宜采用()来确定
A 标准贯入试验 B 静力触探试验 C 动力触探试验 D A+C (D)
例3对裂隙发育的红黏土室内试验应进行()
A渗透试验 B三轴试验或无侧限抗压强度试验 C承载比试验 D压缩试验 (B)
例4软土灵敏度的计算方法为()
A渗透系数与压缩系数的比值 B渗透系数与压缩系数的比值的对数值
C渗透系数与压缩系数的比值的平方根 D原状土和重塑土的无侧陷抗压强度的比值
提示:饱和粘性土具有触变性,它用灵敏度表示。 (D)
例5、混合土的承载力应()
A采用标准贯入试验确定 B采用静力触探确定 C采用轻便动力触探确定
D采用载荷试验、动力触探试验并结合当地经验确定 (D)
例6、填土的均匀性和密度宜采用()
A标贯试验检测 B静力触探检测 C载荷试验检测 D触探法并辅以室内实验 (D)
例7、碎石土的总含水量为11,平均融沉系数为2,则冻土类型为()
A少冰冻土 B多冰冻土 C富冰冻土 D饱冰冻土 (B)
例8、膨胀岩土地区一级工程的地基承载力()浸水载荷试验方法确定
A宜采用 B应采用 C必须采用 D没有规定 (B)
例9、黏土矿物的吸水能力的正确说法包括()
A蒙脱石小于伊里石
B高岭石大于蒙脱石
C蒙脱石大于伊里石
D伊里石大于蒙脱石
E伊里石大于高岭石 提示:吸水能力:蒙脱石>伊里石>高岭石
例10、盐渍土具有()
A溶陷性 B盐胀性 C腐蚀性 D A+B+C (D)
要通读勘察规范6.1.1~6.10.7
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