基础工程第八章

基础工程第八章第一页，共三十二页，2022年，8月28日（三）湿陷性黄土的物理力学性质(1)物理性质

1)颗粒组成

第二页，共三十二页，2022年，8月28日

2)孔隙比：在0.85-l.24之间变化，随深度而减小，土的孔隙比越大，湿陷性越强；e<0.86,湿陷性不明显。

3)天然含水量：当含水量>24%，土已不具湿陷性或湿陷性轻微；一般含水量低时，湿陷性强，土的承载力较大。

4)饱和度：当饱和度>75%时，土已不具湿陷性。饱和度与湿陷系数成反比直线关系。

5)液限：当液限<30%时，则湿陷一般较强烈;液限越高，黄土的承载力越高。第三页，共三十二页，2022年，8月28日

(2)力学性质

1)压缩：压缩系数介于0.1一1.0MPa-1之间，形成年代越久，压缩性越小。

2)抗剪强度：当黄土的含水量低于塑限时，水分变化对强度的影响最大，随含水量的增加，土的抗剪强度降低；当黄土浸水过程中，其抗剪强度最低，当湿陷压密过程结束，含水量虽较高，其抗剪强度反而高些。第四页，共三十二页，2022年，8月28日（四）黄土湿陷性评价

(1)湿陷性判定1）土的湿陷系数

h0——土样的原始高度(m)；——对在压力p作用下的土样进行浸水，到达湿陷稳定后的土样高度(m)hp——保持天然湿度和结构的土样，，在规定试验压力p的作用下，压缩稳定后的高度(m)；湿陷性判定：我国《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004

）按照国内各地经验采用s=0.015作为湿陷性黄土的界限值，s≥0.015定为湿陷性黄土，否则为非湿陷性黄土。一般认为s<0.03为弱湿陷性黄土，0.03<s≤0.07为中等湿陷性黄土，s>0.07为强湿陷性黄土。第五页，共三十二页，2022年，8月28日2）自重湿陷量自重湿陷量zs(cm)按式计算0——因各地区土质而异的修正系数。对陇西地区可取1.5

，

陇东、陕北地区可取1.2，关中地区取0.7，其他地区（如山西、河北、河南等）取0.5；

hi——地基中第i层土的厚度(m)；n——计算总厚度内土层数。

n——计算总厚度内土层数。zsi——第i层土样在压力值等于上覆土的饱和（S>85%）自重应力时，试验测定的自重湿陷系数)；

第六页，共三十二页，2022年，8月28日2)自重湿陷系数hz—保持天然湿度和结构的土样，加压至土的饱和自重压力时，下沉稳定后的高度;hz/—上述加压稳定后的试样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度;当zs>7cm时为自重湿陷性黄土地基，zs≤7cm时为非自重湿陷性黄土地基。

第七页，共三十二页，2022年，8月28日3）湿陷等级的判定湿陷等级即地基土受水浸湿，发生湿陷的程度。可以用地基内各土层湿陷下沉稳定后所发生湿陷量的总和（总湿陷量）来衡量。总湿陷量s（cm）用下式计算：

式中：si——第i层土的湿陷系数；

hi——第i层土的厚度(cm)；——考虑地基土浸水可能性、侧向挤出条件等因素的修正系数，1）基底下0～5m深度内，取β＝1.50；2）基底下5～10m深度内，取β＝1；3）基底下10m以下至非湿陷性黄土层顶面，在自重湿陷性黄土场地，可取工程所在地区的β0值。第八页，共三十二页，2022年，8月28日

湿陷类型

zs(mm)s(mm)非自重湿陷性地基自重湿陷性地基zs≤7070<zs≤350zs>350s≤300Ⅰ(轻微)Ⅱ(中等)——300<s≤700Ⅱ(中等)Ⅱ或ⅢⅢ(严重)s>700——Ⅲ(严重)Ⅳ(很严重)湿陷等级的判定：可根据地基总湿陷量s和计算自重湿陷量zs综合，按表判定。

注:当总湿陷量s

>600mm，计算自重湿陷量zs

>300mm，可判定为Ⅲ级，其他情况可判定为Ⅱ级。第九页，共三十二页，2022年，8月28日当基础底面下各土层的湿陷起始压力值都大于其上部土的饱和自重压力时，即为非自重湿陷性黄土场地，否则为自重湿陷性黄土场地。

(2)湿陷起始压力定义：湿陷性黄土在某一压力下浸水后开始出现湿陷现象时的压力。作用在湿陷性黄土地基上的压力小于湿陷起始压力，地基即使浸水，也不会发生湿陷。设计时如能使基底压力小于或等于土的湿陷起始压力，就可以避免湿陷的发生。ηb

、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查《湿陷性黄土地区建筑规范》b≤3m取3m计算，b≥6m取6m计算；(3)湿陷性黄土承载力的宽度、深度修正计算fa＝fak＋ηbγ（b－3）＋ηdγ0（d－0.5）第十页，共三十二页，2022年，8月28日中华人民共和国国家标准湿陷性黄土地区建筑规范CodeforbuildingconstructionincollapsibleloessregionsGB50025-2004

主编部门：陕西省计划委员会批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2004年8月1日

第十一页，共三十二页，2022年，8月28日中华人民共和国国家标准膨胀土地区建筑技术规范GBJ112-87

主编部门：中华人民共和国城乡建设环境保护部批准部门：中华人民共和国国家计划委员会施行日期：1988年8月1日第十二页，共三十二页，2022年，8月28日

第8章

特殊土地基二.膨胀土地基（一）定义：是土中粘粒成份主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土。

膨胀土是一种特殊粘性土，其主要特点：1）IP约22～35，2）含水量接近或略小于塑限Wp，3）液性指数常小于0，处于坚硬状态，4）粘粒含量高，<0.002mm的颗粒超过20%，5）多属低压缩性土。强度高，容易误认为良好地基。6）自由膨胀率一般超过40%,最高的大于70%7）c、φ,浸水前后相差大，尤其是c值下降2一3倍。

第十三页，共三十二页，2022年，8月28日（二）引起胀缩性的主要因素

①蒙脱石、伊利石(水云母)、高岭土这类粘土矿物，与水结合的能力强，有吸水膨胀的性能，特别是蒙脱石吸水性最大。②土中粘粒含量越多，吸水性越强，膨胀的可能性越大。③膨胀土的化学成分是以SiO2,Al2O3,Fe2O3为主，硅铝分子比值越小，胀缩量就越小，反之则大。④土的密度大，孔隙比就小，反之则孔隙比就大；前者浸水膨胀强烈，失水收缩小，后者浸水膨胀小，失水收缩大。⑤当初始含水量与膨胀后含水量愈接近，土的膨胀就小，收缩的可能性和收缩值就大;而二者的差值愈大，土的膨胀可能性和膨胀值就大，收缩就越小。第十四页，共三十二页，2022年，8月28日(三)膨胀土的胀缩性指标1．自由膨胀率

Vo——干土样原有体积，即量土杯体积，ml；Vw——土样在水中膨胀稳定后的体积，由量筒刻度量出，ml

hw——一定压力下土样浸水膨胀稳定后的高度，mmho——土样的原始高度，mm。2.膨胀率自由膨胀率可用来定性地判别膨胀土及其膨胀势。膨胀率可用来评价地基的胀缩等级，计算膨胀土地基的变形量以及测定膨胀力。第十五页，共三十二页，2022年，8月28日定义为：原状土样在直线收缩阶段内，含水量每减少1%时所对应的线缩率的改变值，即：

式中：ω——收缩过程中，直线变化阶段内两点含水量之差，%；s——收缩过程中与两点含水量之差对应的竖向线缩率之差，%。3.收缩系数与线缩率第十六页，共三十二页，2022年，8月28日线缩率s

式中Z—百分表某次读数，mm;Zo—百分表初始读数，mm;h0—试样原始高度，mm。线缩率可用于计算收缩系数。线缩率、收缩系数用来衡量膨胀土的收缩性能。第十七页，共三十二页，2022年，8月28日5.膨胀压力(ps)

是原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力。

在设计上如果希望减少膨胀变形，应使基底压力接近于膨胀力。

图8.2膨胀率-压力曲线膨胀压力第十八页，共三十二页，2022年，8月28日（三）膨胀土地基的评价1.膨胀势《膨胀土规范》中规定，按自由膨胀率的大小划分土的膨胀潜势强弱，65％

>ef≥40%为弱膨胀势，90％

>ef≥65%为中，ef≥90%为强膨胀势，ef<40%的土可不定为膨胀土。2.胀缩等级地基分级变形量se/mm级别破坏程度15≤se＜35Ⅰ轻微35≤se＜70Ⅱ中等se≥70Ⅲ严重《膨胀土规范》规定以50kPa压力下测定的土的膨胀率，作为划分胀缩等级的标准，计算地基分级变形量，表中给出了膨胀土地基的胀、缩等级。注：地基分级变形量Se应按《膨胀土规范》公式计算.第十九页，共三十二页，2022年，8月28日(四)膨胀土地基变形量可按下列三种情况分别计算：1、当离地表1m处地基土的天然含水量等于或接近最小值时，或地面有覆盖且无蒸发可能时，以及建筑物在使用期间，经常有水浸湿的地基，可按膨胀变形量计算：2、当离地表1m处地基土的天然含水量大于1.2倍塑限含水量时，或直接受高温作用的地基，可按收缩变形量计算：3、其他情况下可按胀缩变形量计算。第二十页，共三十二页，2022年，8月28日式中Sc—地基土的膨胀变形量,mm;Ψe—计算膨胀变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，无经验时，三层及二层以下建筑物可采用0.6;δepi—基础底面下第i层土在该土的平均自重应力与平均附加压力之和作用下的膨胀率，由室内试验确定;hi—第i层土的计算厚度、mm;n—自基础底面至计算深度内所划分的土层数，计算深度应根据大气影响深度确定，有浸水可能时，可按浸水影响深度确定。1.地基土的膨胀变形量，应按下式计算：

第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日2.地基土的收缩变形量，应按下式计算：

在计算深度内，各土层的含水量变化值Δωi，应按下式计算：第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日式中

ω1、ωp—为地表下1m处土的天然含水量和塑限含水量(小数);

Ψw—土的湿度系数，按规范公式计算

;zi—第i层土的深度;zn—计算深度，可取大气影响深度，m，在地表下4m土层深度内存在不透水基岩时，可假定含水量变化值为常数，在计算深度内有稳定地下水位时，可计算至水位以上3m。第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日式中Ss—地基上的收缩变形量,mm;

Ψs—计算收缩变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，无经验时，三层及三层以下建筑物可采用0.8，或按规范公式计算。

λi—第i层土的收缩系数，由室内试验确定;第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日3.地基土的胀缩变形量：式中s—地基土的胀缩变形量，mm;Ψ——计算胀缩变形量的经验系数，可取0.7。第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日三.红粘土地基

1.定义：是指碳酸盐岩系出露的岩石,经过长期红土化作用,形成并覆盖于基岩上的棕红、褐黄等颜色的一种性状特殊的高塑性粘土。2.分类：原生红粘土：碳酸盐系岩石经红土化作用形成的颜色为棕红或褐黄，其液限大于或等于50%的高塑性粘土；次生红粘土：原生红粘土经搬运、沉积后仍保留其基本特征，且其液限大于45%小于50%的红粘土。3.性质：孔隙比高（>1），含水量几乎与塑限Wp相同，液性指数较小，处于硬塑或坚硬状态,

压缩性低、强度高，膨胀量小,以收缩（干缩）为主，收缩后形成大量裂隙，且裂隙发展快。第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日红粘土的结构可根据其裂隙发育特征按表6.2.2-2分类；红粘土的复浸水特性可按表6.2.2-3分类：第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日

4.红粘土的工程特性与工程措施：（1）具有结构致密,常处于较坚硬状态，且上硬下软、遇水软化的特点。较均匀的红粘土地基，可利用浅部硬壳层，基础宜浅埋，并满足承载力和变形要求；不能满足承载力和变形要求时，可采用桩基础。

（2)处于岩溶和山地丘陵地段，要特别注意地基的不均匀性和可能出现土洞和岩溶，对露出的石牙应进行处理，在石芽出露的地段，应考虑地表水下渗形成的地面变形。

第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日

4.红粘土的工程特性与工程措施：

(3)建筑物应避免跨越地裂密集带或深长地裂地段，轻型建筑物的基础埋深应大于大气影响急剧层的深度，设计时应折减土的抗剪强度和地基的承载力。

(4)基坑开挖时宜采取保湿措施，边坡应及时维护，防止失水干缩。红粘土的网状裂隙及土层的胀缩性，对边坡及地基均有不利影响，评价时应决定是否按膨胀土地基考虑，是否应考虑基底土不均匀收缩变形对建筑物的影响。

第二十九页，共三十二页，2022年，8月28日四.盐渍土地基

是土中平均易溶盐含量大于0.5%且具有吸湿、松涨等特性的土

。

1.盐渍土的类型按分布区域分为内陆盐渍土和滨海盐渍土;按盐类性质分为氯盐类、硫酸盐类、碳酸盐类;按含盐量的多少分弱盐渍土、中等盐渍土、强盐渍土。当土中含盐量小于0.5%时，土的物理力学性质仍决定于土本身的颗粒组成