16特殊土地基基處理16.1概述膨脹土是以以親水性很很強的蒙脫脫石、伊利利石、伊利利石—蒙脫石為基基本礦物成成分的粘性性土。這種種土具有遇遇水膨脹、、失水收縮縮的特征，，故稱膨脹脹土。這種種土層作為為建筑物地地基時，如如果對它的的特性缺乏乏認識，在在設計和施施工中沒有有采取必要要的措施，，將會給建建筑物帶來來很大的危危害。因此此，國內外外都把膨脹脹土作為特特殊上來研研究。膨脹土是土土中粘粒成成分主要由由親水性礦礦物組成，，同時具有有顯著的吸吸水膨脹軟軟化和失水水收縮開裂裂兩種變形形特性的粘粘性土。膨膨脹土在我我國分布廣廣泛，以黃黃河流域及及其以南地地區較多，，據統計，，湖北、河河南、廣西西、云南等等多個省、、自治區均均有膨脹土土。這種土世界界上分布也也很廣，如如印度、以以色列、美美國、加拿拿大、南非非、澳大利利亞、西班班牙、英國國等地均有有分布。在在膨脹土地地區進行工工程建設時時，要通過過勘察試驗驗工作，對對膨脹土作作出必要的的判斷和評評價，以便便采取相應應的設計和和施工措施施，防止由由于膨脹土土的脹縮作作用而使建建筑破壞。。16.2膨脹土地基基處理16.2.1基本特性（1）多裂隙性性膨脹土中普普通發育有有各種特定定形態的裂裂隙，形成成土體的裂裂隙結構，，這是膨脹脹土區別于于其他土類類的重要特特性之一。。（2）超固結性性是指土體在在地質歷史史過程中曾曾經承受過過比現在上上覆壓力更更大的荷載載作用，并并已達到完完全或部分分固結的特特性，這是是膨脹土的的又一重要要特性．但但并不是說說所有膨脹脹土都一定定是超固結結的。（3）脹縮性膨脹土吸水水后體積增增大，可能能會使其上上部建(構)筑物隆起。。若失水則則體積收縮縮，伴隨土土中出現開開裂，可能能造成建(構)筑物開裂與與下沉。一般認為收收縮與膨脹脹這兩個過過程是可逆逆的，但已已有研究表表明脹縮量量并不完全全可逆。（4）崩解性膨脹土浸水水后其體積積膨脹，在在無側限條條件下發生生吸水濕化化。不同類類型的膨脹脹土，其濕濕化崩解是是不同的。。這同土的的粘土礦物物成分、結結構及膠結結性質和土土的初始含含水狀態有有關。一般由蒙脫脫石組成的的膨脹土，，浸水后只只需幾分鐘鐘即可崩解解。膨脹土的危危害一般粘性土土都具有脹脹縮性，但但其量不大大，對工程程沒有太大大的影響。。而膨脹土土的膨脹—收縮—再膨脹的往往復變形特特性非常顯顯著。建造造在膨脹土土地基上的的建筑物，，隨季節氣氣候變化會會反復不斷斷地產生不不均勻的抬抬升和下沉沉，而使建建筑物破壞壞，破壞具具有下列規規律：1建筑物的開開裂破壞具具有地區性性成群出現現的特點，，建筑物裂裂縫隨氣候候變化不停停地張開和和閉合。而而且以低層層輕型、磚磚混結構損損壞最為嚴嚴重，因為為這類房屋屋重量輕、、整體性較較差，且基基礎埋置淺淺，地基土土易受外界界環境變化化的影響而而產生脹縮縮變形。2房屋在垂直直和水平方方向都受彎彎和受扭，，故在房屋屋轉角處首首先開裂，，墻上出現現對稱或不不對稱的八八字形、形形縫。外縱縱墻基礎由由于受到地地基在膨脹脹過程中產產生的豎向向切力和側側向水平推推力的作用用，造成基基礎移動而而產生水平平裂縫和位位移。室內內地坪和樓樓板發生縱縱向隆起開開裂。3膨脹土邊坡坡不穩定，，地基會產產生水平向向和垂直向向的變形，，坡地上的的建筑物損損壞要比平平地上更嚴嚴重。4膨脹土的脹脹縮特性除除使房屋發發生開裂、、傾斜外，，還會使公公路路基發發生破壞，，堤岸、路路塹產生滑滑坡，涵洞洞、橋梁等等剛性結構構物產生不不均勻沉降降，導致開開裂等。世界上已有有多個國國家發現膨膨脹土造成成的危害，，估計每年年給工程建建設帶來的的經濟損失失達數十億億美元。膨脹土的工工程問題已已引起包括括我國在內內的各國學學術界和工工程界的高高度重視。。影響膨脹土土脹縮變形形的主要因因素膨脹是指在在一定條件件下土的體體積因不斷斷吸水而增增大的過程程，收縮是是由于日照照蒸發、樹樹根吸水等等使土中水水分減少，，體積變小小。膨脹土土具有脹縮縮變形特性性，可歸因因于膨脹土土的內在機制和外部因素兩個方面。。影響膨脹土土脹縮性的的內在機制制，主要是是指礦物成分及微觀結構兩方面：膨膨脹土含有有大量的蒙蒙脫石、伊伊利石等親親水性粘土土礦物，它它們比表面面積大，有有強烈的活活動性，既既易吸水又又易失水，，脹縮變形形也大。這這些礦物成成分在空間間上的聯結結狀態也影影響其脹縮縮特性。經經過大量不不同地點的的膨脹土掃掃描電鏡試試驗分析得得知，粘土土礦物顆粒粒集聚體之之間面面面接觸的分分散結構是是膨脹土的的一種普遍遍結構形式式，這種結結構比團粒粒結構具有有更大的吸吸水膨脹和和失水收縮縮的能力。。影響膨脹土土脹縮性的的外部因素素是水對膨脹土的的作用。土土中原有含含水量與土土體膨脹時時所需含水水量相差越越大，則遇遇水后土的的膨脹越大大，失水后后的收縮越越小。土中中水分的變變化與各種種環境因素素，如氣候候條件、地地形地貌、、地面覆蓋蓋以及地下下水位等條條件有關。。同類膨脹脹土地基，，地勢低處處脹縮變形形比高處小小，因為高高地帶臨空空面大，土土中水分蒸蒸發條件好好，土中水水分變化大大；在炎熱熱干旱地區區，地面上上的覆蓋闊闊葉樹林也也會對建筑筑物脹縮變變形造成不不利影響，，因為樹根根吸水作用用，加劇地地基干縮變變形。16.2.2膨脹土地基基評價膨脹土的工工程特性指指標1自由膨脹率率人工制備的的烘干土，，經充分吸吸水膨脹穩穩定后，則則在水中增增加的體積積與原體積積之比，稱稱為自由膨膨脹率。自由膨脹率率表示膨脹脹土在無結結構力影響響下和無壓壓力作用下下的膨脹特特性。可反反映土的礦礦物成分及及含量，可可用來初步判定是否是膨脹脹土。2膨脹率原狀土在側側限壓縮儀儀中，在一一定的壓力力下，浸水水膨脹穩定定后，土樣樣增加的高高度與原高高度之比。。可用來評價價地基的脹縮等級，計算膨脹脹土地基的的變形量以以及測定膨膨脹力。線縮率和和收縮系系數膨脹土失水水收縮，其其收縮性可可用線縮率率和收縮系系數表示。。它們是地地基變形計計算中的兩兩項主要指指標。線縮率指土土的豎向收收縮變形與與原狀土樣樣高度之比比，表示為為收縮系數指指原狀土樣樣在直線收收縮階段，，含水量減減少1%時的豎向線線縮率。利利用直線收收縮段可求求得收縮系系數。按下式計算算4膨脹力PC原狀土樣在在體積不變變時，由于于浸水膨脹脹產生的最最大內應力力，稱為膨膨脹力。以各級壓力力下的膨脹脹率為縱坐坐標，壓力力為橫坐標標，將試驗驗結果繪制制成關系曲曲線，該曲曲線與橫坐坐標軸的交交點即為膨膨脹力。膨脹力在選選擇基礎形形式及基底底壓力時，，是個很有有用的指標標，在設計計上如果希希望減小膨膨脹變形，，應使基底底壓力接近近PC。(5)脹縮可逆性性。脹縮可逆性性是指膨脹脹土具有吸吸水膨脹、、失水收縮縮，再吸水水膨脹、再再失水收縮縮的變形特特征。試驗驗表明，對對膨脹土的的原狀土樣樣和壓實土土樣進行多多次反復的的脹縮試驗驗后，可見見每一次膨膨脹和收縮縮后試樣的的高度、直直徑和體積積都基本相相同，而且且每一次脹脹縮后的膨膨脹率、收收縮率以及及脹限(即膨脹含水水量)和縮限也都都基本相同同，這充分分說明了膨膨脹土的脹脹縮變形是是可逆的，，同時，也也可以這樣樣認為：膨膨脹土的性性質不會因因為反復脹脹縮而進一一步的變化化。膨脹土的脹脹縮可逆性性正好解釋釋為什么膨膨脹土地基基有時上升升，有時下下沉；房屋屋裂縫有時時張開，有有時閉合。。但最新研究究表明，膨膨脹土的脹脹縮并不是是完全可逆逆的。膨脹土地基基的評價1膨脹土的判判別根據我國大大多數膨脹脹土地區工工程經驗，，判別膨脹脹土的主要要依據是工工程地質特特征與自由由膨脹率。。《膨脹土地區區建筑技術術規范》判定，凡且且具有上述述工程地質質特征的場場地應判定定為膨脹土土。2膨脹土的膨膨脹潛勢通過上述判判定膨脹土土以后，要要進一步確確定膨脹土土的脹縮性性能，也就就是脹縮強強弱。我國國《膨脹土規范范》按自由膨脹率率大小劃分膨膨脹潛勢強強弱，即反反映土體內內部積儲的的膨脹勢能能大小，來來判別土的的脹縮性高高低。膨脹土的膨膨脹潛勢按按自由膨脹脹率分為為三類，3膨脹土地基基的脹縮等等級膨脹土地基基評價，應應根據地基基的膨脹、、收縮變形形對低層磚磚混房屋的的影響程度度進行。地地基的脹縮縮等級我國國規范規定定以50kPa壓力以下（（相當于一一層磚石結結構的基底底壓力）測測定土的膨脹率，計算地基基分級變形量量Sc作為劃分脹脹縮等級的的標準見表表。16.2.3膨脹土地基基處理1公路工程膨膨脹土地基基處理在公路路基基工程中，，膨脹土處處理主要有有以下幾個個方面：填填方路基，，膨脹土填填料處理及及路堤邊坡坡防護；挖挖方路基，，路床穩定定和路塹邊邊坡防護；；排水措施施。針對以上問問題，在公公路工程中中主要采取取下列措施施。(1)路床處理一般應挖除除地表下或或超挖30～60mm的膨脹土回回鎮壓實。。(2)土料穩定與與壓實強膨脹土不不應作為路路基填料，，若不得已已，應盡量量選擇膨脹脹潛勢較弱弱的土料，，并加以改改良。改良良的方法有有摻石灰、、水泥、砂砂礫石等，，常用的方方法是摻石石灰，摻灰灰比一般為為6％～8％。膨脹土作為為路基填料料壓實時，，應采用高高含水量和和較高密實實度的原則則，碾壓并并以輕型擊擊實標準進進行壓實度度控制。(3)路基設計①路基填、挖挖高度路不不得過大，，一般宜選選擇淺路塹塹、低路提提，其高度度不宜大于于3m。對于大于于3m的路堤，必必須考慮變變形穩定問問題，并考考慮加寬路路基。路塹塹高時，應應考慮臺階階式斷面和和坡腳穩定定措施。②路基面橫坡坡應較一般般土質路基基大些，以以利排水；；路肩應較較一般土質質路肩適當當加寬，邊邊坡可按普普通粘土邊邊坡放緩些些。③邊溝適當加加寬，并盡盡可能采用用深溝排水水。④路側不宜種種樹。(4)邊坡防護①路堤邊坡，，可采用改改性土質處處理或非膨膨脹土外包包封閉；對對路塹邊坡坡應進行全全封閉防護護，可采用用漿砌片石石、漿砌混混凝土預制制塊護坡或或漿砌擋土土墻。②高等級公路路的膨脹土土邊坡應考考慮膨脹土土的強度特特點，進行行穩定性驗驗算。(5)排水措施。。①所有路基均均應設置定定點的排水水措施，并并形成排水水網系，使使地表水及及地下水能能夠暢通排排泄，防止止浸入路基基。②路肩、中央央分隅帶應應設置與路路面相同的的不透水基基層。③邊溝應加寬寬加深，并并采取防滲滲措施，路路塹邊坡外外側必須設設平臺以保保護坡腳免免受浸濕，，同時防止止被面剝落落物堆積堵堵塞邊溝。。④路塹頂部應應設截水溝溝，防止水水流沖蝕被被面與滲入入坡體，截截水溝的位位置應視上上部被面匯匯水情況而而定，一般般應距塹緣緣1.0～1.5m以外。⑤對于臺階式式高邊坡，，應在每一一級平臺內內側設排水水溝。⑥邊溝、截水水溝、排水水溝、平臺臺應全封閉閉，嚴防滲滲漏和沖刷刷。2．建筑工程程膨脹土地地基處理在工業與民民用建筑工工程中，對對膨脹土地地基常采用用以下處理理辦法。(1)場地選擇建筑場地應應盡量選在在地形條件件比較簡單單、土質比比較均勻、、脹縮性較較弱并便于于排水且地地面坡度小小于14度的地段，，應盡量避避開地裂、、可能發生生淺層滑坡坡以及地下下水位變化化劇烈的地地段。(2)總平面設計計同一建筑物物地基土的的分級變形形量之差不不宜大于35㎜，豎向設計計宜保持自自然地形，，并按等高高線布置，，避免大填填大挖；所所有排水系系統部應采采取防滲措措施，并遠遠離建筑物物(不小于3m)，建筑物周周圍2.5m范圍內平整整后的地面面坡度不宜宜小于2％；要合理理綠化，考考慮它對土土中含水量量的影響，，如在散水水以外，宜宜種植草地地和綠籬，，4m以內選種蒸蒸騰量小的的樹木，對對于高大快快長的樹種種宜種在距距建筑物20m以外處。(3)建筑設計建筑物體型型應力求簡簡單，避免免曲折及高高低不一，，設置沉降降縫，做好好散水的設設計和施工工。(4)結構設計圈梁、過梁梁等。(5)基礎設計基礎埋深不不宜小于1m。(6)地基處理常用的處理理方法有換換土墊層法法、砂石墊墊層法、土土性改良、、預浸水、、樁基等，，其具體選選用應根據據地基的脹脹縮等級、、地方材料料、施工條條件、建筑筑經驗等確確定。①換土墊層法法：換土可可采用非膨膨脹性土或或灰土。灰灰土中石灰灰與土的體體積比可采采用2：8或3：7，換土厚度度可通過變變形計算確確定。②砂石墊層法法：平坦場場地上I、Ⅱ級膨脹土的地地基處理，，宜采用砂砂、石墊層層。墊層厚厚度不應小小于300mm。墊層寬度度應大于基基底寬度，，兩側宜采采用與墊層層相同的材材料回填，，并做好防防水處理。。③土性改良：：采用化學學添加劑，，諸如石灰灰和水泥等等材料來進進行膨脹土土的化學固固化，可收收到較好效效果。16.3濕陷性黃土土地基處理理濕陷性黃土土又分為自重濕陷性性和非自重重濕陷性兩種。在上上覆土的自自重應力下下受水浸濕濕發生濕陷陷的黃土稱稱自重濕陷陷性黃土；；在大于上上覆土的自自重應力下下（包括附附加應力和和土的自重重應力）受受水浸濕發發生濕陷的的黃土稱非非自重濕陷陷性黃土。。黃土的濕陷陷現象是一一個復雜的的地質、物物理、化學學過程，對對其濕陷的的原因和機機理，國內內外學者有有種種假說說，如毛細細管假說、、溶鹽假說、膠體不足足假說、水水膜楔入假假說、欠壓密理論論和結構學說等。但至今今尚未獲得得一種大家家公認的理理論能夠充充分地解釋釋所有的濕濕陷現象和和本質。濕陷性的判判定和地基基評價正確評價黃黃土地基的的濕陷性具具有很重要要的工程意意義，它主主要包括三三方面的內內容：①查明黃土在在一定壓力力下浸水后后是否具有有濕陷性；；②判別場地的的濕陷類型型，屬于自自重濕陷性性還是非自自重濕陷性性黃土；③判定濕陷性性黃土地基基的濕陷等等級，即強強弱程度。。關于黃土地地基濕陷性性的評價標標準，各國國不盡相同同。我國我國《濕陷性黃土土地區建筑筑規范》GBJ25-90⒈濕陷系數、、及黃土濕濕陷性的判判別黃土的濕陷陷量與所受受的壓力大大小有關，，黃土的濕濕陷性應利利用現場采采集的不擾擾動土試樣樣，按室內內壓縮試驗驗在一定壓壓力下測定定的濕陷系系數來判定定，其計算算式為：工程中主要要利用濕陷系數來判別黃土土的濕陷性性，當時時，應應定為濕陷陷性黃土，，否則為非非濕陷性；；當時時，，應定為弱弱濕陷性黃黃土；當時時，，應定為中中等濕陷性性黃土當時時，，應定為強強濕陷性黃黃土鑒于一般工工業與民用用建筑基底底下內的附附加應力與與土的自重重應力之和和接近200kPa,自基礎底面面算起，10m以內的土層層用200kPa,10m以下至非濕濕陷性土層層頂面的土土層應用300kPa，但但大大于于300kPa時，，宜宜用用實實際際壓壓力力判判別別黃黃土土的的濕濕陷陷性性。。濕陷陷類類型型的的劃劃分分工程程實實踐踐表表明明，，自自重重濕濕陷陷性性黃黃土土在在沒沒有有外外荷荷載載的的作作用用下下，，浸浸水水后后也也會會迅迅速速發發生生劇劇烈烈的的濕濕陷陷，，產產生生的的濕濕陷陷事事故故比比非非自自重重濕濕陷陷性性黃黃土土場場地地多多，，對對兩兩種種類類型型的的濕濕陷陷性性黃黃土土地地基基，，所所采采取取的的設設計計和和施施工工措措施施有有所所區區別別。。因因此此必必須須正正確確劃劃分分場場地地的的濕濕陷陷類類型型。。建筑筑場場地地的的濕濕陷陷類類型型，，應應按按實測測自自重重濕濕陷陷量量或按按室室內內壓壓縮縮試試驗驗累累計計的的計算算自自重重濕濕陷陷量量判定定。。實測測自自重重濕濕陷陷應應根根據據現現場場試坑坑浸浸水水試試驗驗確定定，，該該試試驗驗方方法法比比較較可可靠靠，，但但費費水水費費時時，，有有時時受受各各種種條條件件限限制制，，往往往往不不易易做做到到。。因因此此，，規規范范規規定定，，除除在在新新建建區區，，對對甲甲、、乙乙類類建建筑筑物物宜宜采采用用現現場場試試坑坑浸浸水水試試驗驗外外，，對對一一般般建建筑筑物物可可按按計算算自自重重濕濕陷陷量量劃分分場場地地類類型型。。濕陷陷等等級級的的判判定定（（四四級級））濕陷陷性性地地基基的的處處理理在濕濕陷陷性性黃黃土土地地區區進進行行建建設設，，地地基基應應滿滿足足承承載載力力、、濕濕陷陷變變形形、、壓壓縮縮變變形形和和穩穩定定性性的的要要求求。。針針對對黃黃土土地地基基濕濕陷陷性性這這個個特特點點和和工工程程要要求求，，采采取取以以地地基基處處理理為為主主的的綜綜合合措措施施，，以以防防止止地地基基濕濕陷陷，，保保證證建建筑筑物物安安全全和和正正常常使使用用。。（1）地地基基處處理理措措施施其目目的的在在于于破破壞壞濕濕陷陷黃黃土土的的大大孔孔結結構構，，以以便便全全部部或或部部分分消消除除地地基基的的濕濕陷陷性性。。《黃土土規規范范》根據據建建筑筑物物的的重重要要性性及及地地基基受受水水浸浸濕濕可可能能性性的的大大小小和和在在使使用用上上對對不不均均勻勻沉沉降降限限制制的的嚴嚴格格程程度度，，將將建建筑筑物物分分為為甲甲、、乙乙、、丙丙、、丁丁四四類類。。對甲甲類類建建筑筑物物要要求求消除除地地基基的的全全部部濕濕陷陷量量，或或穿穿透透全全部部濕濕陷陷土土層層；；對乙乙、、丙丙類類建建筑筑物物則則要要求求消除除地地基基的的部部分分濕濕陷陷量量；丁類類屬屬次次要要建建筑筑物物，，地地基基可可不不做做處處理理。。全部部消消除除濕濕陷陷性性的的方方法法即即自自基基底底處處理理至至非非濕濕陷陷性性土土層層的的頂頂面面。。部分分消消除除濕濕陷陷性性的的方方法法即即只只處處理理基基礎礎底底面面以以下下適適當當深深度度的的土土層層，，因因這這部部分分土土層層的的濕濕陷陷量量一一般般占占總總濕濕陷陷的的量量大大部部分分。。一一般般對對非非自自重重濕濕陷陷性性黃黃土土為為1～～3m，自自重重濕濕陷陷性性黃黃土土地地基基為為2～5m。(2)防水水措措施施其目目的的是是消消除除黃黃土土發發生生濕濕陷陷變變形形的的外外在在條條件件。。基基本本防防水水措措施施要要求求在在建建筑筑布布置置、、場場地地排排水水、、地地面面排排水水、、散散水水等等方方面面，，防防止止雨雨水水或或生生產產生生活活用用水水滲滲入入浸浸濕濕地地基基。。嚴嚴格格防防水水措措施施要要求求對對重重要要建建筑筑物物場場地地和和高高級級別別濕濕陷陷地地基基，，在在檢檢漏漏防防水水措措施施基基礎礎上上，，對對防防水水地地面面、、排排水水溝溝、、檢檢漏漏管管溝溝和和井井等等設設施施提提高高設設計計標標準準。。(3)結構構措措施施結構構措措施施是是前前兩兩項項措措施施的的補補充充手手段段，，它它包包括括建建筑筑平平面面布布置置力力求求簡簡單單，，加加強強建建筑筑上上部部結結構構整整體體剛剛度度，，預預留留沉沉降降空空隙隙等等來來減減小小建建筑筑物物不不均均勻勻沉沉陷陷或或使使結結構構物物能能適適應應地地基基的的濕濕陷陷變變形形。。16.4液化化地地基基處處理理1.砂土土地地基基液液化化的的原原因因液化化是是土土由由固固體體狀狀態態變變成成液液體體狀狀態態的的一一種種現現象象。。當砂砂土土或或粉粉土土受受到到振振動動時時，，土土顆顆粒粒處處于于運運動動狀狀態態；；在在慣慣性性力力作作用用下下，，砂砂土土或或粉粉土土有有增增密密趨趨勢勢，，如如孔孔隙隙水水來來不不及及排排出出，，孔孔壓壓就就會會上上升升，，并并使使有有效效應應力力減減小小。。當當有有效效應應力力下下降降到到零零時時，，主主粒粒間間就就不不再再傳傳遞遞應應力力，，完完全全喪喪失失抗抗剪剪強強度度和和承承載載力力，，土土粒粒處處于于失失重重狀狀態態，，可可隨隨水水流流動動，，成成為為液液態態，，此此即即““液液化化””。。地震震、、機機器器振振動動、、打打樁樁和和爆爆破破都都可可能能引引起起土土的的液液化化，，而而以以地地震震引引起起的的大大面面積積液液化化危危害害最最大大。。2.砂土土液液化化的的判判別別(1)判別別當飽飽和和的的砂砂土土或或粉粉土土符符合合下下列列條條件件之之一一時時，，可可判判為為不不液液化化或或不不考考慮慮液液化化影影響響：：①地質質年年代代為為第第四四紀紀晚晚更更新新世世(Q3)及其其以以前前時時，，可可判判為為不不液液化化土土；；②粉土土的的粘粘粒粒(粒徑徑小小于于0.005㎜㎜的顆顆粒粒)含量量百百分分率率，，7度、、8度和和9度分分別別不不小小于于10、13和16時，，可可判判為為不不液液化化土土，，③采用用天天然然地地基基的的建建筑筑，，當當上上覆覆非非液液化化土土層層厚厚度度和和地地下下水水位位深深度度符符合合下下列列條條件件之之一一時時，，可可不不考考慮慮液液化化影影響響：：基礎礎埋埋置置深深度度(m)不超超過過2m時采采用用2m；液化化土土特特征征深深度度(m)，可可按按表表18——4采用用上覆覆非非液液化化土土層層厚厚度度(m)，計計算算時時宜宜將將淤淤泥泥和和淤淤泥泥質質土土層層扣扣除除地下下水水位位深深度度(m)(2)公式式判判別別當不不符符合合初初判判要要求求時時，，需需進進一一步步進進行行公公式式判判別別。。在在地地面面下下20m深度范圍圍內的土土符合下下式時為為液化土土：飽和土標標準貫入入錘擊數數實測值值液化判別別標準貫貫入錘擊擊數臨界界值液化判別別標準貫貫入錘擊擊數基準準值按抗抗震規范范取用飽和土標標準貫入入試驗點點深度(m)粘粒含量量百分率率。3．液化地地基處理理措施見抗震課課本16.5凍土凍土是指指溫度等等于或低低于攝氏氏零度、、且含有有冰的各各類土。。根據其其凍結時時間和凍凍結狀態態可將凍凍土分成成多種類類型。（一）按按凍結時時間分1．季節性性凍土2．多年凍凍土（二）按按凍結狀狀態分1．堅硬凍凍土2．塑性凍凍土3．松散凍凍土季節性凍凍土是受受季節性性的影響響，冬季季凍結，，夏季全全部融化化，呈周周期性凍凍結、融融化的土土。季節節性凍土土在我國國的華北北、西北北和東北北廣大地地區均有有分布。。因其周周期性的的凍結、、融化，，對地基基的穩定定性影響響較大。。多年凍土土是指凍凍結狀態態持續多多年(一般是二二年或二二年以上上)不融的凍凍土。多多年凍土土常存在在地面以以下一定定深度，，其上部部接近地地表部分分，往往往亦受季季節性影影響，冬冬凍夏融融，此冬冬凍夏融融的部分分常稱為為季節融融凍層。。因此，，多年凍凍土地區區常伴有有季節性性的凍結結現象。。1．堅硬凍凍土：土土中未凍凍水含量量很少，，土粒為為冰牢固固膠結，，土的強強度高、、壓縮性性小，在在荷載作作用下，，表現脆脆性破壞壞，與巖巖石相似似，當土土的溫度度低于下下列數值值時，易易呈堅硬硬凍土，，粉砂-0.30C，粉土-0.60C，粉質粘粘土-1.00C，粘土-1.50C。2．塑性性凍土土：雖雖被冰冰膠結結但仍仍含有有多量量未凍凍結的的水，，具有有塑性性，在在荷載載作用用下可可以壓壓縮，，土的的強度度不高高。當當土的的溫度度在零零度以以下至至堅硬硬凍土土溫度度的土土限之之間、、飽和和度Sr≤≤80％時，，常呈呈塑性性凍土土。3．松散散凍土土：由由于土土的含含水量量較小小，土土粒未未被冰冰所膠膠結，，仍呈呈凍前前的松松散狀狀態，，其力力學性性質與與未凍凍土無無多大大差別別。砂砂土和和碎石石土常常呈松松散凍凍土。。(一)凍土的的物理理力學學1．凍土土的總總含水水量：：是指指凍土土中所所有冰冰和未未凍水水的總總質量量與凍凍土骨骨架質質量之之比。。2．凍土土的重重度：：在凍凍結狀狀態下下，保保持天天然含含水量量及結結構的的土單單位體體積的的重量量，稱稱為凍凍土的的重度度。3．含冰冰量：：衡量量凍土土中含含冰量量多少少的指指標，，有質質量含含冰量量，體體積含含冰量量和相相對含含冰量量。4．未凍凍水含含量：：是指指凍土土中未未凍水水的質質量與與干土土的質質量之之比。。對于于一定定的土土，其其未凍凍水含含量僅僅取決決于溫溫度條條件，，而與與土的的含水水量無無關。。(二)凍土的的力學學性質質1．凍土土的融融化壓壓縮：：凍土土融化化過程程中在在無外外荷作作用的的情況況下，，所產產生的的沉降降稱為為融化化下沉沉(簡稱融融陷)。2．凍脹脹量：：土的的凍脹脹是土土凍結結過程程中土土體積積增大大的現現象。。3．法向向和切切向凍凍脹力力：地地基土土凍結結時，，隨著著土體體的凍凍脹，，作用用于基基礎底底面向向上的的抬起起力，，稱為為基礎礎底面面的法法向凍凍脹力力，簡簡稱法法向凍凍脹力力。平平行向向上作作用于于基礎礎側表表面的的抬起起力，，稱為為基礎礎側面面的切切向凍凍脹力力，簡簡稱切切向凍凍脹力力。4．凍結結力：：凍土土與基基礎表表面通通過冰冰晶膠膠結在在一起起，這這種膠膠結力力稱為為基礎礎與凍凍土間間的凍凍結強強度，，簡稱稱凍結結力。。在實實際使使用和和量測測中通通常以以這種種膠結結的抗抗剪強強度來來衡量量。5．凍土土的抗抗剪強強度：：是指指凍土土在外外力作作用下下，抵抵抗剪剪切滑滑動的的極限限強度度。而而凍土土的抗抗剪強強度不不僅與與外壓壓力有有關，，而且且與土土溫及及荷載載作用用歷時時有密密切關關系。。(三)凍土的的熱學學性質質1．比熱熱：凍凍土的的比熱熱是1g土溫度度改變變10C所需要要的熱熱量。。2．導熱熱系數數：是是表示示土體體導熱熱能力力的指指標。。3．導溫溫系數數：表表示土土中某某一點點在相相鄰點點溫度度變化化的作作用下下改變變自身身溫度度的能能力。。三、凍凍土的的工程程性質質及地地基評評價(一)季節性性凍土土的工工程性性質及及地基基評價價1．工程程性質質，凍凍土作作為建建筑物物地基基，在在凍結結狀態態時，，具有有較高高的強強度和和較低低的壓壓縮性性或不不具壓壓縮性性。但但凍土土融化化后則則承載載力大大為降降低，，壓縮縮性急急劇增增高，，使地地基產產生融融陷；；相反反，在在凍結結過程程中又又產生生凍脹脹，對對地基基均為為不利利。凍凍土的的凍脹脹和融融陷與與土的的顆粒粒大小小及含含水量量有關關，一一般土土顆粒粒愈粗粗，含含水量量愈小小，土土的凍凍脹和和融陷陷性愈愈小；；反之之則愈愈大。。2．凍土土按凍凍脹性性分類類：季季節性性凍土土的凍凍脹性性按不不同土土質、、凍前前天然然含水水量、、凍結結期間間地下下水位位距凍凍結面面的最最小距距離以以及平平均凍凍脹率率來劃劃分凍凍脹類類別。。(二)多年凍凍土的的工程程性質質和地地基評評價1．按融融沉性性分級級和評評價：：多年年凍土土根據據融化化下沉沉系數數δ0的大小小，多多年凍凍土可可分為為不融沉沉、弱弱融沉沉、融融沉、、強融融沉和和融陷陷五級級，2．場地地的選選擇：：對于于重要要的一一、二二級建建筑物物的場場地，，應盡盡量避避開飽飽冰凍凍土、、含土土冰層層地段段和冰冰椎、、冰丘丘、熱熱融湖湖(塘)、厚層層地下下冰、、融區區與多多年凍凍土區區之間間的過過渡帶帶。宜宜選擇擇下列列地段段：(1)堅硬巖巖層、、少冰冰凍土土及多多冰凍凍土的的地段段；(2)地下水水位或或凍土土層上上水位位低的的地段段；(3)地形平平緩的的高地地。3．地基基承載載力的的確定定：應應區別別保持持凍結結地基基和容容許融融化地地基，，結合合當地地經驗驗用載載荷試試驗或或其他他原位位測試試方法法綜合合確定定，對對次要要建筑筑物可可根據據鄰近近工程程經驗驗確定定。四、凍凍土地地基的的設計計與防防凍害害措施施(一)季節性性凍土土地區區地基基設計計與防防凍害害措施施1．設計計原則則基礎埋埋深的的確定定：對對于不不凍脹脹的基基礎埋埋深，，可不不考慮慮凍深深的影影響；；對于于弱凍凍脹、、凍脹脹和強強凍脹脹土的的基礎礎最小小埋深深，當當凍深深范圍圍內地地基由由不同同凍脹脹性土土層組組成時時，基基礎最最小埋埋深可可按下下層土土確定定，但但不宜宜淺于于下層層土的的頂面面。(二)多年凍凍土地地區地地基設設計的的基本本原則則1．保持持凍結結：即即保持持多年年凍土土地基基在施施工和和使用用期間間處于于凍結結狀態態。宜宜采用用凍層層較厚厚、多多年地地溫較較低和和多年年凍土土相對對穩定定的地地帶。。適用用于不不采暖暖的建建筑物物，在在富冰冰凍土土、飽飽冰凍凍土和和含土土冰層層地基基上的的采暖暖建筑筑物和和按容容許融融化原原則設設計有有困難難的建建筑物物。2．容許許融化化：即即容許許基底底以下下的多多年凍凍土在在施工工和使使用期期間處處于融融化狀狀態。。按其其融化化方式式可分分為下下列兩兩種：：(1)自然融融化：：宜用用于少少冰凍凍土或或多冰冰凍土土地基基。當當估計計的地地基總總融沉沉量不不超過過規定定的地地基容容許變變形值值時，，均允允許基基底以以下多多年凍凍土在在施工工和使使用期期間自自行逐逐漸融融化。。(2)預先融融化：：宜用用于凍凍土厚厚度較較薄，，多年年地溫溫較高高，多多年凍凍土不不夠穩穩定地地帶的的富冰冰凍土土、飽飽冰凍凍土和和含土土冰層層地基基，可可根據據具體體情況況在施施工前前采用用人工工融化化壓密密或挖挖除換換填處處理。。16.6鹽漬巖巖土鹽漬巖巖土系系指含含有較較多易易溶鹽鹽類的的巖土土。對對易溶溶鹽含含量大大于0.3％，且且具有有溶陷陷、鹽鹽脹、、腐蝕蝕等特特性的的土稱稱鹽漬漬土，，對含含有較較多的的石膏膏、芒芒硝、、巖鹽鹽等硫硫酸鹽鹽或氯氯化物物的巖巖層，，則稱稱鹽漬漬巖。。鹽漬漬巖按按主要要含鹽鹽礦物物成分分可分分為石石膏鹽鹽漬巖巖、芒芒硝鹽鹽漬巖巖等。。鹽漬巖巖土的的形成成條件件1．干旱旱半干干旱地地區，，因蒸蒸發量量大，，降雨雨量小小，毛毛細作作用強強、極極利于于鹽分分在地地表聚聚集。。2．內陸盆地地因地勢低低洼，周圍圍封閉，排排水不暢，，地下水位位高，利于于水分蒸發發鹽類聚集集。3．農田洗鹽鹽、壓鹽、、灌溉退水水、渠道滲滲漏等進入入某土層也也會促使鹽鹽漬化。絕大部分鹽鹽漬土分布布地區，地地表有一層層白色鹽霜霜或鹽殼，，厚數厘米米至數十厘厘米。鹽漬漬土中鹽分分的分布隨隨季節氣候候和水文地地質條件而而變化，在在干旱季節節地面蒸發發量大，鹽鹽分向地表表聚集，這這時表層土土含鹽量最最大，可超超過10％，向下隨隨深度增加加，含鹽量量逐漸減少少。雨季時時地表鹽分分被地面水水沖洗溶解解，并隨水水滲入地下下，表層含含鹽量減少少，地表白白色鹽霜或或鹽殼甚至至消失。因因此，在鹽鹽漬土地區區，經常發發生鹽類被被淋溶和鹽鹽類聚集的的周期性的的過程。鹽漬土的類類型1．按分布區區域分：（1）濱海鹽漬漬土：濱海海一帶受海海水侵襲后后，經過蒸蒸發作用，，水中鹽分分凝聚于地地表或地表表下不深的的土層中，，即形成濱濱海鹽漬土土。濱海鹽鹽漬土中的的鹽類主要要是氯化物物，含鹽量量一般小于于5％，，鹽鹽中中Cl-1／SO42-的比比值值大大于于內內陸陸鹽鹽漬漬土土中中的的比比值值，，Na+／Ca2+Mg2+的比比值值小小于于內內陸陸鹽鹽漬漬土土中中的的比比值值，，分分布布于于我我國國的的渤渤海海沿沿岸岸，，江江蘇蘇北北部部等等地地區區。。（2）內內陸陸鹽鹽漬漬土土：：易易溶溶鹽鹽類類隨隨水水流流從從高高處處帶帶到到洼洼地地，，經經蒸蒸發發作作用用鹽鹽分分凝凝聚聚而而成成。。分分布布于于我我國國的的甘甘肅肅、、青青海海，，寧寧夏夏、、新新疆疆、、內內蒙蒙等等地地區區。。（3）沖沖積積平平原原鹽鹽漬漬土土：：主主要要由由于于河河床床淤淤積積或或興興修修水水利利等等，，使使地地下下水水位位局局部部升升高高，，導導致致局局部部地地區區的的鹽鹽漬漬化化。。分分布布于于我我國國的的東東北北松松遼遼平平原原和和山山西西河河南南等等地地區區。。2．按按含含鹽鹽類類的的性性質質分分：：（1）氯氯鹽鹽類類：：這這類類鹽鹽溶溶解解度度大大致致相相同同，，有有較較大大的的吸吸濕濕性性，，具具有有保保持持水水分分的的能能力力，，結結晶晶時時體體積積不不膨膨脹脹。。（2）硫硫酸酸鹽鹽類類：：硫硫酸酸鹽鹽的的最最大大特特點點是是結結晶晶時時要要結結合合一一定定數數量量水水分分子子，，如如硫硫酸酸鈉鈉從從溶溶液液中中沉沉淀淀結結晶晶為為芒芒硝硝(Na2SO4··10H2O)時，，結結合合十十個個分分子子水水，，因因此此，，結結晶晶時時體體積積大大大大膨膨脹脹，，當當結結晶晶體體轉轉變變為為無無水水狀狀態態時時，，體體積積相相應應減減小小。。故故將將硫硫酸酸鹽鹽類類常常稱稱松松脹脹鹽鹽分分。。（3）碳碳酸酸鹽鹽類類：：碳碳酸酸鹽鹽類類一一般般在在土土中中含含量量較較少少，，但但碳碳酸酸鈉鈉的的水水溶溶液液具具有有較較大大的的堿堿性性反反應應，，它它使使粘粘土土顆顆粒粒間間的的膠膠結結起起分分散散作作用用。。鹽漬漬土土所所含含鹽鹽類類的的性性質質，，通通常常以以土土中中所所含含陰陰離離子子的的氯氯根根(C1-)和硫硫酸酸根根(SO42-)的比比值值來來表表示示，，四、、鹽鹽漬漬巖巖土土的的地地基基設設計計與與防防護護措措施施（一一））地地基基設設計計1．根根據據鹽鹽漬漬巖巖土土地地基基的的工工程程特特性性和和環環境境條條件件，，因因地地制制宜宜地地選選擇擇地地基基處處理理方方法法。。2．對對具具有有松松脹脹性性、、濕濕陷陷性性的的鹽鹽漬漬土土地地基基，，應應進進行行地地基基處處理理。。3．選擇擇含鹽鹽類型型單一一和含含鹽量量低的的地層層，作作為地地基主主要持持力層層。4．當采采用樁樁基礎礎時，，樁的的埋入入深度度應大大于松松脹性性鹽漬漬土的的松脹脹臨界界深度度。對對峰窩窩狀的的淋濾濾層或或溶蝕蝕洞穴穴，可可采用用抗硫硫酸鹽鹽水泥泥的鉆鉆孔灌灌注樁樁穿透透。5．漬巖巖土地地區的的各類類基礎礎，均均應采采取防防腐措措施。。（二））地基基防護護措施施1．作好好豎向向設計計。防防止大大氣降降水、、洪水水、工工業及及生活活用水水淹沒沒浸濕濕地基基及附附近場場地。。2．對濕濕潤廠廠房應應設防防滲層層。室室外散散水坡坡和綠綠化帶帶與建建筑物物距離離應適適當加加寬和和放大大。3．建筑筑物下下及其其周圍圍的地地下管管道應應設置置具有有一定定坡度度的管管溝，，并采采取防防腐措措施。。4．基槽槽開挖挖后，，應立立即進進行基基礎施施工，，嚴禁禁施工工用水水滲入入地基基內。。5．采取取對有有害毛毛細水水上升升的隔隔斷措措施。。如采采用一一定厚厚度的的粗顆顆粒（（砂、、石））土隔隔開。。6．隧道道中鹽鹽漬巖巖層膨膨脹嚴嚴重地地段，，宜采采用提提高水水泥強強度和和加強強襯砌砌強度度，并并宜采采用曲曲墻帶帶仰拱拱的襯襯砌結結構。。16.7紅粘土土地基基16.7.1紅粘土土的形形成與與分布布炎熱濕濕潤氣氣候條條件下下的石石灰巖巖、自自云巖巖等碳碳酸鹽鹽巖系系出露露區的的巖石石在長長期的的成土土化學學風化化作用用（紅紅土化化作用用）下下形成成的高塑性性粘土物物質，，其液液限一一般大大于50%，一般般呈褐褐紅、、棕紅紅、紫紫紅和和黃褐褐色等等色，，稱為為紅粘土土。它常常堆積積于山山麓坡坡地、、丘陵陵、谷谷地等等處。。紅粘土土主要要分布布在我我國長長江以以南的的地區區。西西起云云貴高高原，，經四四川盆盆地南南緣，，鄂西西、湘湘西、、廣西西向東東延伸伸到粵粵北、、湘南南、皖皖南、、浙西西等丘丘陵山山地。。實踐證證明，，盡管管紅粘粘土有有較高高的含含水量量和較較大的的孔隙隙比，，卻具具有較較高強強度和和較低低的壓壓縮性性，如如果分分布均均勻，，又無無巖溶溶、土土洞存存在，，則是是中小小型建建筑物物的良好地地基。紅粘土土地區區的研研究成成果和和建筑筑經驗驗已相相繼反反映在在《建筑地地基基基礎設設計規規范》和《巖土工工程勘勘察規規范》中。16.7.2紅粘土土地基基的工工程措措施1．根據據紅粘粘土地地基濕濕度狀狀態的的分布布特征征，一一般盡盡量將將基礎礎淺埋埋，盡盡量利利用淺淺部堅堅硬或或硬塑塑狀態態的土土作為為持力力層，，這樣樣即充充分利利用其其較高高的承承載力力，又又可使使基底底下保保持相相對較較厚的的硬土土層，，使傳傳遞到到軟塑塑土上上的附附加應應力相相對減減小，，以滿滿足下下臥層層的承承載力力要求求。2．對不不均勻勻地基基，可可采用用如下下措施施：（1）對地地基中中石芽芽密布布、不不寬的的溶槽槽中有有小于于《巖土工工程勘勘察規規范》規定厚厚度紅紅粘土土層的的情況況，可可不必必處理理，而而將基基礎直直接置置于其其上；；若土土層超超過規規定厚厚度，，可全全部或或部分分挖除除溶槽槽中的的土。。并將將墻基基礎底底面沿沿墻長長分段段造成成埋深深逐漸漸增加加的臺臺階狀狀，以以便保保持城城底下下壓縮縮土層層厚度度逐段段漸變變以調調整不不均勻勻沉降降，此此外也也可布布設短短樁，，而將將荷載載傳至至基巖巖；對對石芽芽零星星分布布，周周圍有有厚度度不等等的紅紅粘土土上地地基，，其中中以巖巖石為為主地地段，，應處處理上上層，，以土土層為為主時時，則則應以以褥墊墊法處處理石石芽。。（2）對基基礎下下紅粘粘土厚厚度變變化較較大的的地基基，主主要采采用調調整基礎沉沉降差差的辦法法，此此時可可以選選用壓壓縮性性較低低的材材料進進行置置換或或密度度較小小的填填土來來置換換局部部原有有的紅紅粘土土，以以達到到沉降降均勻勻的目目的。。對地基基中有有危及及建筑筑物安安全的的巖溶溶和土土洞也也應進進行處處理。。16.8巖溶與與土洞洞16.8.1巖溶巖溶或或稱““喀斯斯特””，它它是石石灰巖巖、泥泥灰巖巖、白白石巖巖等可可溶性性巖石石受水水的化化學和和機械械作用用而形形成的的溶洞洞、溶溶溝、、漏斗斗、鐘鐘乳石石等奇奇特的的地面面及地地下形形態的的總稱稱。土洞是是巖溶溶地區區上覆覆土層層在地地表水水或地地下水水作用用下形形成的的洞穴穴。如果在在不穩穩定的的巖溶溶地區區進行行建筑筑，應應結合合巖溶溶的發發育情情況、、工程程要求求、施施工條條件、、經濟濟與安安全的的原則則，考考慮采采取如如下處處理措措施：：（1）對個個體溶溶洞與與溶蝕蝕裂隙隙，可可采用用調整整柱距距、用用鋼筋筋混凝凝上梁梁板或或桁架跨