第十章特殊土地基

特殊土：具有特殊工程地質的土類。各種天然形成的特殊土的地理分布存在著一定的規律，表現出一定的區域性，故又稱區域性特殊土。

我國主要的區域性特殊土有：軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土、凍土、鹽漬土等。

第一節軟土地基

一、軟土及其分布

軟土：天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水量大于液限，并且具有靈敏結構性的細粒土。其包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等。

軟土多為靜水或緩慢流水環境中沉積，并經生物化學作用形成，其成因類型主要有濱海環境沉積、海陸過渡環境沉積（三角洲沉積）、河流環境沉積、湖泊環境沉積和沼澤環境沉積等。二、軟土的工程特性1、觸變性：尤其是濱海相軟土一旦受到擾動（振動、攪拌、擠壓或搓揉等），原有結構破壞，土的強度明顯降低或很快變成稀釋狀態。2、流變性：軟土除排水固結引起變形外，在剪應力作用下，土體還會發生緩慢而長期的剪切變形，對地基沉降有較大影響，對斜坡、堤岸、碼頭及地基穩定性不利。3、高壓縮性：軟土的壓縮系數大，壓縮指數約為0.35－0.75。4、低強度：軟土的天然不排水抗剪強度一般小于20kPa，其變化范圍約為5－25kPa。5、低透水性：軟土的滲透系數小，在自重或荷載作用下固結速率很慢。同時，在加載初期地基中常出現較高的孔隙水壓力，影響地基的強度，延長建筑物沉降時間。6、不均勻性：由于沉降環境的變化，粘性土層中常局部夾有厚薄不等的粉土使水平和垂直分布上有所差異，使建筑物地基易產生差異沉降。三、軟土地基的工程措施

（1）、充分利用表層密實的粘性土（一般厚約1－2m）作為持力層，基底盡可能淺埋。（2）、盡可能設法減小基底附加應力，如采用輕型結構、輕質墻體、擴大基礎底面等。（3）、采用換土墊層或樁基礎等，但應考慮欠固結軟土產生的樁側負摩阻力。（4）、采用砂井預壓，加速土層排水固結。（5）、采用高壓噴射、深層攪拌、粉體噴射等處理方法。（6）、避免荷載局部集中、直接壓在基礎上。第三節濕陷性黃土地基

1、黃土的特征和分布黃土是我國地域分布最廣的一種特殊性土類。其主要特征有：顏色呈黃色或褐黃色；顆粒以粉粒（0.075－0.005mm）為主（一般為55%以上）；具有肉眼可見的大孔隙，孔隙比在1.0左右；富含碳酸鹽類；無層理，垂直節理發育；具有濕陷性和易溶性、易沖刷性。

我國黃土分布非常廣泛，以黃河中游地區最為發育，多分布于甘肅、陜西、山西地區，青海、寧夏、河南也有部分分布。二、黃土的濕陷性及評價

濕陷性：是黃土最主要的工程特性。是指黃土浸水后在外荷載或自重的作用下發生下沉的現象。

濕陷性黃土可分為非自重濕陷性和自重濕陷性黃土兩種。在外荷載作用下受水浸濕后發生濕陷，但在自重作用下受水浸濕后不發生濕陷的黃土稱為非自重濕陷性黃土；在自重應力作用下受水浸濕后也能發生濕陷者稱為自重濕陷性黃土。

三、濕陷性黃土地基的工程措施

以地基處理為主防止地基濕陷。具體有：

1、地基處理：破壞濕陷性黃土的大孔結構，以便全部或者部分消除地基的濕陷性。2、防水措施：消除黃土發生濕陷變形的外因。要求做好建筑物在施工及長期使用期間的防水、排水工作，防止地基土受水浸濕。3、結構措施：在建筑結構設計中采取適當措施，以減小建筑物的不均勻沉降或使結構能適應地基的濕陷變形。4、使用維護：使用期間，對建筑物和管道應經常進行維護和檢修，確保防水措施的有效發揮，防止地基浸水濕陷。

上述措施中，地基處理是主要的工程措施。防水、結構措施是輔助措施。第四節膨脹土地基

膨脹土：指粘粒成分主要由親水性礦物（粘土礦物）組成，同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的粘性土。膨脹土的工程特征主要有：（1）、脹縮性：膨脹土吸水后體積膨脹，使建筑物隆起；失水體積收縮，造成土體開裂，建筑物下沉。（2）、崩解性：浸水后體積膨脹，發生崩解。（3）、多裂隙性：裂隙將土層分割成具有一定幾何形狀的塊體，破壞了土體的完整性。（4）、超固結性：膨脹土天然孔隙比小，密實度大，初始結構強度高。（5）、風化特性：膨脹土受氣候因素影響敏感，極易產生風化破壞作用。（6）、強度衰減性：強度經過多次干縮循環后，強度會大幅度衰減。

膨脹土地基基工程措施施（一）、、設計措措施（1）、正確確選擇場場地。避避開地質質條件不不良地段段.（2）、采用用適當的的結構措措施提高高建筑物物適應地地基變形形的能力力。（3）、采用用地基處處理方法法減小或或消除地地基脹縮縮對建筑筑物的危危害，常常用的方方法有換換土墊層層、土性性改良、、深基礎礎等。（二）、施工工措施在施工中應盡盡量減少地基基中含水量的的變化，做好好排水措施。。雨季施工應應采取防水措措施。第五節山區區地基及紅粘粘土地基（土巖組合地地基）當建筑地基的的主要受力層層范圍內存在在有：（1）、下臥基巖巖表面坡度較較大的地基；；（2）、石牙密布布并有出露的的地基；（3）、大塊孤石石地基三種種情況之一時時，則屬于土土巖組合地基基。土巖組合地基基的主要工程程特性如下：：（1）、基巖表面面坡度較大，，上覆土層厚厚薄不均。（2）、石芽密布布并有出露的的地基，基巖巖表面凹凸不不平，易產生生過大的不均均勻沉降。（3）、大塊孤石石或個別石芽芽出露地基，，在軟硬交界界處極易產生生不均勻沉降降，造成建筑筑物開裂。一、土巖組合合地基土巖組合地基基的處理（1）、結構措施施：若建筑物物長度較大或或造型復雜，，為減小不均均勻沉降的危危害，宜用沉沉降縫將建筑筑物分開、縫縫寬30-50mm。必要時應加強強上部結構的的剛度，如加加密隔墻，增增設圈梁等。。（2）、地基處理理二、巖溶巖溶（喀斯特特）是指可溶溶性巖石（如如石灰巖、白白云巖、石膏膏、巖鹽）等等受水的長期期溶蝕作用而而形成溶洞、、溶溝、裂隙隙、暗河、石石芽、漏斗、、鐘乳石等奇奇特的地區及及地下形態的的總稱。我國巖溶分布布較廣，貴州州、云南、廣廣西等省最為為發育。巖溶區防護和和處理措施：：（1）、清清爆換換填適用于于處理理頂板板不穩穩定的的淺埋埋溶洞洞地基基。即即爆開開頂板板，挖挖去松松軟填填充物物，回回填塊塊石、、碎石石、粘粘土或或毛石石混凝凝土等等，并并分層層密實實。（2）、梁梁、板板跨越越對于洞洞壁完完整、、強度度較高高而頂頂板破破碎的的巖溶溶地基基，宜宜采用用鋼筋筋混凝凝土梁梁、板板跨越越。（3）、洞洞底支支撐用于跨跨度較較大，，頂板板具有有一定定厚度度，但但穩定定條件件差時時。在在洞內內用石石砌柱柱、拱拱或鋼鋼筋混混凝土土柱支支撐洞洞頂。。（4）、水水流排排導采用排排水隧隧洞、、排水水管道道等疏疏導地地下水水。三、土土洞地地基土洞：：是巖巖溶地地區上上覆土土層在在地表表水沖沖蝕或或地下下水潛潛蝕作作用下下形成成的洞洞穴。。土洞洞繼續續發展展，逐逐漸擴擴大，，則引引起地地表塌塌陷。。土洞洞多多位位于于粘粘性性土土層層中中．．砂砂土土和和碎碎石石土土中中少少見見。。有土土洞洞和和地地表表塌塌陷陷時時，，可可采采取取如如下下措措施施：：（1）、、地地表表、、地地下下水水處處理理：：作作好好地地表表水水的的截截流流、、防防滲滲、、堵堵漏漏，，杜杜絕絕地地表表水水滲滲入入；；對對形形成成土土洞洞的的地地下下水水，，可可截截流流、、改改道道，，防防止止土土洞洞和和塌塌陷陷進進一一步步發發展展。。（2）、挖挖填夯夯實：：1)淺層土土洞，，挖除除軟土土后回回填塊塊石或或毛石石混凝凝土。。2)地下水水形成成的土土洞和和塌陷陷，挖挖填夯夯實后后做反反濾層層，面面層用用粘土土夯實實。3)強夯破破壞土土洞。。（3）、灌灌填處處理：：在頂頂板上上鉆孔孔，水水沖將將砂、、礫石石灌入入洞內內，或或用壓壓力灌灌注C15的細石石混凝凝土。（4）、墊墊層處處理：：在基基底夯夯填土土碎石石作墊墊層，，擴散散土洞洞頂板板的附附加壓壓力，，減小小沉降降;粘性土土充填填，可可避免免地表表水下下滲。。（5）、梁板跨跨越：土洞洞發育劇烈烈，可用梁梁、板跨越越土洞。（6）、樁基和和沉井：當當土洞較深深時，可用用樁、沉井井或其他深深基礎穿過過覆蓋土層層，將建筑筑物荷載傳傳至穩定的的巖層上。。四、紅粘土土地基石灰巖、白白云巖等碳碳酸鹽系出出露區的巖巖石在炎熱熱濕潤氣候候條件下，，經長期的的成土化學學風化作用用（紅土化化作用），，形成棕紅紅、褐黃等等色的高塑塑性粘土稱稱紅粘土。。不良工程特特征主要有有：①、有時具具有脹縮性性；②、厚度分分布不均；；③、上硬下下軟，從地地表向下由由硬至軟明明顯變化，，接近基巖巖處，土常常呈軟塑或或流塑狀態態；④、巖溶現現象一般較較為發育。。在工程建設設中，基礎礎盡量淺埋埋。考慮地基不不均勻沉降降的影響，，采取相應應的措施。。為了清除紅紅粘土中地地基存在的的石芽、土土洞和土層層不均勻等等不利因素素的影響，，應采取換換土、填洞洞、加強基基礎和上部部結構整體體剛度，或或采用樁基基和其他深深基礎等措措施。紅粘土裂隙隙發育，在在建筑物施施工或使用用期間均應應做好防水水排水措施施，避免水水分滲入地地基。五、凍土地地基溫度≤0℃，含有冰，，且與土顆顆粒呈膠結結狀態的各各類土稱為為凍土。分分為季節凍凍土和多年年凍土兩大大類。季節性凍土土：是指地地殼表層冬冬季凍結而而在夏季又又全部融化化的土。我我國華北、、西北和東東北廣大地地區均有分分布。周期期性的凍結結、融化，，對地基的的穩定性影影響較大。。多年凍土：：是指凍結結狀態持續續2年或2年以上的土土。多年凍凍土常存在在地面下的的一定深度度。對季節性凍凍土，工程程上應盡量量減小其凍凍脹力和改改善其周圍圍凍土的凍凍脹性，可可采取如下下措施：①、采用較較純凈的砂砂、砂礫石石等粗顆粒粒土換填基基礎四周凍凍土并夯實實；②、做好排排水措施；；③、在基礎礎側涂刷工工業凡士林林、渣油等等改善表面面平滑度，，減小切向向凍結力；；④、設置鋼鋼筋混凝土土圈梁和基基礎梁，控控制建筑物物長寬比，，增強建筑筑物整體剛剛度；⑤、改善基基礎斷面形形狀，利用用凍脹反力力的自錨作作用增加基基礎抗凍拔拔能力。多年凍土地地基，選用用融化原則則或保持凍凍結原則進進行處理。。融化原則：：即容許基基底以下的的多年凍土土在施工和和使用期間間處于融化化狀態，施施工前采用用人工融化化壓密或換換填碎、卵卵、礫石等等進行處理理，換填深深度可達季季節融化深深度或受壓壓層深度。。保持持凍凍結結原原則則：：即即保保持持多多年年凍凍土土地地基基在在施施工工和和使使用用期期間間處處于于凍凍結結狀狀態態。。宜宜用用于于凍凍層層較較厚厚，，多多年年地地溫溫較較低低和和多多年年凍凍土土相相對對穩穩定定的的地地帶帶或或按按融融化化原原則則處處理理有有困困難難時時。。施施工工時時宜宜選選在在冬冬季季，，并并注注意意保保護護地地表表植植被被，，或