畢業(yè)——《淺談特殊土的性質(zhì)的地基處理》

1、畢業(yè)一一淺談特殊土的性質(zhì)的地基處理淺談特殊土的性質(zhì)的地基處理及特殊土的邊坡治理姓名：盧玲班級：計公30910實習單位：貴州公路工程集團指導老師：張旭陽摘要：設計和建造各種工程時，所必須掌握的天然土體或填筑土料的工程特性。不同類別的工 程，對土的物理和力學性質(zhì)的研究重點和深度都各口不同。對沉降限制嚴格的建筑物，需 要詳細掌握土和土層的壓縮固結(jié)特性；其粒徑級配和壓密擊實性質(zhì)是主要參數(shù)。土的形成 年代和成因?qū)ν恋墓こ绦再|(zhì)有很人影響，不同成因類型的土，其力學性質(zhì)會有很人差別。 各種特殊土（黃土、軟上、膨脹土、多年凍土、鹽漬上和紅粘土等）又各冇其獨特的工程 性質(zhì)。而它們的施工方法又有不同，施工中應注意的

2、問題也不同。關鍵詞：特殊土、地基處理、地基與治理（一）土的工程分類（二）土的工程性質(zhì)（1）、土的物理性質(zhì)粘性土中含水量的變化，述能使土的狀態(tài)發(fā)生改變，阿太堡最早提出將土的狀態(tài)分為堅 硬、可塑和流動三種，并捉出了測定區(qū)分三種狀態(tài)的界限含水量的方法。（2）、十.的壓縮和固結(jié)性質(zhì)十在荷載作用下具體積將發(fā)生壓縮，測定土的壓縮特性可分析工程建筑物的地基沉降和 土體變形。（3）、土的強度性質(zhì)通常指土體抵抗剪切破壞的能力，它是土基承載力、土壓和邊坡穩(wěn)定計算屮的重要指標 z-o它和土的類型、密度、含水量和受力條件等因素有關。試驗時，不允許土樣排水所得到的是土的總強度指標；如允許完全排水則得到的是土的有效強度指

3、標。土體的強度還 因其沉積條件的影響而存在各向異性。(4) 土的流變性質(zhì)土工建筑物的變形和穩(wěn)泄是時間的函數(shù)。土的流變特性主要表現(xiàn)為：常荷載下變形隨 時間而逐漸增長的蠕變特性；應變一定時，應力隨時間而逐漸減小的應力松弛現(xiàn)象； 強度隨時間而逐漸降低的現(xiàn)象，即長期強度問題。三者是互相聯(lián)系的。(5) 土的壓實性質(zhì)対土進行人工壓實可提高強度、降低壓縮性和滲透性。上的壓實程度與壓實功能、壓實 方法和含水量有關。當壓實方法和功能不變時，土的干容重隨含水量的增加而增加，達到 最大值后，再增加含水量，具干容重將逐漸下降。為改善土的壓實性能，可鋪撒少量添加 劑。此外，人工控制填料的級配，也可達到改善壓實性能的冃的

4、。(6) 土的應力-應變關系土的變形和強度是土的最巫要的工程性質(zhì)。止常固結(jié)粘土和松砂的剪應力和軸向應變的 曲線呈雙曲線型，在整個剪切過程中，土的體積發(fā)生收縮，這類土具有應變碩化的特性。(7) 土的動力性質(zhì)土在巖爆、動力基礎或地震等動力作用下的變形和強度特性與靜荷載下有明顯不同。土 的動力性質(zhì)主要指模量、阻尼、振動壓密、動強度等，它與應變幅度的大小有關。應變幅 度增大«10-4), 土的動剪切模量減小，而阻尼比例則增大。(%1) 特殊土的工程性質(zhì)(1) 黃土的工程性質(zhì)一般分為新黃土和老黃土兩大類，其性質(zhì)也有顯著差異。(2) 軟土的工程性質(zhì)軟土-般指壓縮性人和強度低的飽和粘性土，多分布在

5、江、河、海洋沿悍、內(nèi)陸湖、 塘、盆地和多雨的山間洼地。軟土的孔隙比一般大t1.0,天然含水量常高出其液限，不排 水抗剪強度很低，壓縮性很高，因而常需加固處理。最簡單的方法是預壓加固法。軟土強 度的增加有賴于孔隙壓力的消失，因而在地基小設置砂井以加快軟土屮水的排出，這是最 常用的加固方法z。預壓加固過程中通過觀測地基中孔隙水壓力的消失來控制加壓，這 是保證施工安全和效率的有效方法。此外，也可川碎石樁和生冇灰樁等加固軟土地基。(3) 多年凍土的丁程性質(zhì)高緯度或高海拔地區(qū)，氣溫寒冷，土屮水分全年處于凍結(jié)狀態(tài)且延續(xù)三年以上不融化凍 土稱多年凍土。凍土地帶表層土隨季節(jié)氣溫變化有凍融交替的變化，季節(jié)凍融層

6、的下限即 為多年凍土的上限，上限的變化對建筑物的變形和穩(wěn)定有重大影響。(4) 紅粘土的工程性質(zhì)熱帶和亞熱帶溫濕氣候條件下由石灰?guī)r、白云石、玄武巖等類巖石風化形成的殘積粘性 土。粘土礦物主要是高嶺石，其活動性低。中國紅粘土的特點一般是天然含水量高、孔隙 比人，液限和型性指數(shù)高，但抗水性強，壓縮性較低，抗剪強度也較高，町用作十壩填料。(5) 膨脹土的工程性質(zhì)粘土中的粘土礦物(主要是蒙脫石)，當遇水或失水時，將發(fā)生膨脹或收縮，引起整個 土體的人量脹縮變形，給建筑物帶來損害。(%1) 地基處理措施地基處理就是按照上部結(jié)構(gòu)對地基的要求，對地基進行必要的加固或改良，提高地基土 的承載力，改變其變形或滲透性

7、質(zhì)，而采取的人工處理地基的方法。%1. 為了防止剪切破壞，就需要采取增加地基土的抗剪強度的措施。%1. 改善壓縮特性地基的高壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差杲沉降人，因此需要采取措 施提高地基土的壓縮模量。%1. 改善透水特性地基的透水性表現(xiàn)在堤壩、房屋等基礎產(chǎn)生的地基滲漏；基坑開挖過 程中產(chǎn)生流沙和管涌。因此需耍研究和采取使地基土變成不透水或減少其水壓力的措施。以.改善動力特性地基的動力特性表現(xiàn)在地震時粉、砂土將會產(chǎn)生液化；由于交通荷載 或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改 善振動特性以捉高地基抗震性能的措施。五.改善特殊土的不良地基的特性主要是指消除或

8、減少特殊土的濕陷性和膨脹土的脹縮 性等地基處理的措施。這些是基本的改善措施，如果要冇堅固的地基就必須根據(jù)實際情況 來選擇介適的處理方法(1)地基特殊問題的處理a、滑坡斜坡的土巖體由于木身存在滑坡內(nèi)在因索，在自然或人為因素誘發(fā)下，產(chǎn)生滑坡的原因 主要有：1、斜坡土體本身存在傾向相近、層理發(fā)達破碎嚴重的裂隙、斷裂，或內(nèi)部夾有一滑動 的軟弱帶，如軟泥、粘土質(zhì)巖層，受水浸后滑動或塌落。2、土層下有傾斜度較人的巖層，或軟弱十夾層；或十層下的巖層雖近于水平，但距邊 坡過近，邊坡傾度過大，在堆土或堆置材料、建筑物荷重和地表水作用下，增加了土體的 負擔，降低了土與土、土體與巖而z間的抗剪強度而引起滑坡或塌方。

9、3、邊坡坡度不夠，傾角過大，土體因雨水或地下水浸入，剪切應力增加，粘聚力減 弱，使土體失穩(wěn)而滑動。4、開塹挖方，不合理的切割坡角；或坡角被地表、地下水掏空；或斜坡地段下部被沖 溝所切，地表、地下水浸入坡體；或開坡放炮坡角松動等原因，使坡體坡度加大，破壞了 土（巖）體的內(nèi)力平衡，使上部土體失去穩(wěn)定而滑動。5、在坡體上不適當?shù)亩淹粱蛱钔?，設置建筑物；或土工構(gòu)筑物設置在尚未穩(wěn)定的老滑 坡上，或己滑動的坡積土層上，填方或建筑物增荷后，重心改變，在外力和地表地下水作 用下，坡體失去平衡或觸發(fā)滑坡復活，而產(chǎn)生滑坡。處理措施方法：1、加強工程地質(zhì)勘察，對擬建場地（包括邊坡）的穩(wěn)定性進行認真分析和評價，t程

10、和線路一定耍選在邊坡穩(wěn)左的地段，對具備滑坡形成條件的或存在冇古老滑坡的地段，一 般不應選作建筑物場地，或采用必要的措施加以預防。2、做好泄洪系統(tǒng)，在滑坡范i韋i外設置多道環(huán)形截水溝，以攔截附近的地下水；在滑坡 區(qū)域內(nèi)，修設或疏通原排水系統(tǒng)，疏導地表地下水，阻止?jié)B入滑坡體內(nèi)。主排水溝宜與滑 坡滑動方向一致，支排水溝與滑坡方向呈30?45?斜交，防止沖刷坡腳。3、處理好滑坡區(qū)域附近的生活及生產(chǎn)用水，防止浸入滑坡地段。4、如因地下水活動有可能形成山坡淺層滑坡時，可設置支撐盲溝、滲水溝，排除地下 水。盲溝應布置在平行于滑坡滑動方向冇地下水露頭處。做好植被工程。5、保持邊坡有足夠的坡度，避免隨意切割坡腳

11、。在坡腳處有棄土條件時，將土石方填 至坡腳，使用權(quán)其起反壓作用。筑擋土堆或修筑臺地，避免在滑坡地段切去坡腳，11不設 擋土墻時，應按切割深度將坡肢隨原自然坡度由上而下削坡，逐漸挖至要求的坡肢深度。6、盡量避免在坡肢處取土，在坡肩上設置芥土或建筑物。在斜坡地段，挖方時，應遵守 由下往上分層填壓的施工和程序，避免在斜坡上集中棄土，同時避免對滑坡體的各種震動 作用。7、對可能出現(xiàn)的淺層滑坡體全部挖空心思除；如土主量較人，不能全部挖除，且表層破 碎含有滑坡夾層時，可對滑坡體采取深翻、推壓、打亂滑坡夾層、表而壓實等扌昔施，減少 滑坡因素。&滑坡而土質(zhì)松散或具有大量裂縫時，應進行填平、夯填，防止地

12、表水下滲；在滑坡而 植樹、種草皮、漿砌片石等保護坡面。9. 傾斜表層下有裂隙滑動面面的，在基礎下設置混凝土錨樁辦法。土層下河傾斜巖層， 將基礎設置在基巖上用錨栓錨固或作成階梯形，或采用灌注樁基減輕土體負擔。10. 對已滑坡工程，穩(wěn)定后采取設置混凝土錨固排樁、扌當土檣、抗滑明洞、抗滑錨桿或 混凝土。b、崩塌陡坡或懸崖上的巖上體，在重力作用下，突然向下崩落并順山坡強烈翻落、撞擊、破 碎、解體，最后堆積于坡腳f的現(xiàn)象稱為崩塌。一般大規(guī)模的崩塌稱為山崩；而一處或多 處人塊巖體的崩落稱為墜石。此外按崩塌物質(zhì)的不同，以叮分為巖崩和十崩。崩塌對山區(qū) 峽谷、巖巖邊建造的工業(yè)與民用建筑均造成很大危害，使丿期塌范

13、圍內(nèi)的廠房設備和房屋被 局部打壞或大部分毀壞。產(chǎn)生原因：1. 巖土坡過陡（大于55°以上），因重力作用而沿薄弱面產(chǎn)生崩塌。2. 易風化剝落的軟質(zhì)泥巖、灰?guī)r、頁巖常與硬質(zhì)砂巖等交錯構(gòu)成，軟質(zhì)巖裸露在空氣屮 受雨水浸蝕，風化很快，年長口久，將該種巖層掏空，使上部巖層變成懸?guī)r，上部巖體失 去支撐，在重力作用下沿節(jié)理崩塌。3. 堅硬性脆巖石抗剝蝕性強，常形成高而峻陡的山陂，在節(jié)理層而比較發(fā)育、巖體較破 碎的情況下，常駐易發(fā)生崩塌。4. 氣候及水的影響，氣溫變化能促使巖石風化，產(chǎn)生裂隙；降水滲入降低巖石強度，擴 大裂隙，水沿坡面下流浸蝕，加速軟質(zhì)巖的剝落；河流水位升降沖刷坡腳，造成陡坡，最 終

14、導致巖土體冊塌。5. 整平場地挖成過陡過高的邊坡或進行大的爆破，常造成崩塌。6. 土崩多發(fā)生在黃土地區(qū)河谷高階地的前緣，或沖溝地段，開始能形成直立的邊坡，加 上垂直節(jié)理的發(fā)育，在暴陽、洪水或地震的誘導下而產(chǎn)生崩塌。處理扌昔施方法：1作好地質(zhì)勘察工作，對有可能射塌地段，就避免選作建筑場地，線路應繞避或距坡腳 有中夠的安全距離。2. 開坡應保持足夠的穩(wěn)定坡度，使控制制在50°以內(nèi)。3. 對易風化的軟質(zhì)巖石或易被雨水沖蝕的土坡，應采取護而處理。4. 對懸頭危巖應在危巖的下部建支術(shù)及支承墻，以支撐危巖；對有可能崩塌的巖體采用 巖石錨桿鋼筋或鋼筋混凝土腰帶固定在穩(wěn)定的巖石土；對高度不大的探頭懸

15、巖用設支承墻 的；辦法支撐；對危巖及巖土邊坡上的裂隙、節(jié)理，應進行封閉處理。5. 對加塌較嚴重的地段，可修筑明洞、御則棚等，以保證下部建筑物安全。6. 對難以加固的危巖，在工程場地整平時應用爆破或楔劈的方法將危巖淸除，以消除隱 患。c、流砂當基坑開挖深于地下水位0.5m以下，采用坑內(nèi)抽水時，坑底下面的上產(chǎn)牛流動狀態(tài)隨 地下水一起涌進坑內(nèi)，邊挖深的現(xiàn)象稱為“流砂”。形成原因：1. 當坑外水位高于坑內(nèi)抽水后的水位，坑外水壓向坑內(nèi)流動的動水壓等于或大于顆粒的 浸水密度，使土粒懸浮失去穩(wěn)定變成流動狀態(tài)，隨水從坑底或兩側(cè)涌入坑內(nèi)，如丿施工時采 取強挖，抽水愈深，動水壓就愈人，流砂就愈嚴重。2. 由于土顆

16、粒周圍附著親水膠體顆粒，飽和時膠體顆粒吸水膨脹，使土粒密度減小，因 而在不大的水沖力下能懸浮流動。3. 飽和砂土在振動作用下，結(jié)構(gòu)被破壞，使土顆粒懸浮于水中并隨水流動。易產(chǎn)牛流砂的條件是：1 水力坡度、流速人，當動水壓力超過土粒重量，達到能使土粒懸浮時，即會產(chǎn)生流 砂。2. 土層中冇較厚（250nmi）的粉砂土層。3. 土的含水率人于30%以上或空隙率大于43%o4. 土的顆粒組成中，粘土粒含量小于10%,粉砂粒含量大于75%。5. 砂土的滲透系數(shù)很小，排水性能很差。6.砂土中含有較多的片狀礦物，如云母、綠泥 石等。常用處理措施方法有：1. 安排在全年最低水位季節(jié)施工，使基坑內(nèi)動水壓減小。2.

17、 采取水下挖土（不抽水或抽水），使坑內(nèi)水壓與坑外地卜水壓相平衡或縮小水頭差。3. 采川井點降水，使水位降至基坑底土面保持無水狀態(tài)。4. 沿基坑外圍四周打板樁，深入坑底下面一定深度，增加地下水從坑外流入坑內(nèi)的滲流 路線和滲水量，減小動水壓力。5. 采用化學壓力注漿或高壓水泥注漿，固結(jié)基坑，周用粉砂層使形成防滲帷幕。6. 往坑底拋人石塊，增加土的壓重和減小動水壓力，同時組織快速施工。7. 當基坑而積較小，也可采取在四周設鋼板護筒，隨曹挖土不斷加深，直到穿流砂層。例如地基中常見的軟土，一般是指處丁軟朔或者流朔狀態(tài)下的粘性土。其特點是天然含水量 大、孔隙比大、壓縮系數(shù)高、強度低，并具有蠕變性、觸變性等

18、特殊的工程地質(zhì)性質(zhì)，工 程地質(zhì)條件較差。可地基和邊坡的上的性質(zhì)的處理措施冇以下幾個方面：1、換填墊層法當軟弱土層厚度不很大時，可將路基面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖除，然 后換填強度較人的土或其它穩(wěn)定性能好、無侵蝕性的材料（通常是滲水性好的中粗砂）稱為 換填或墊層法。此法處理的經(jīng)濟實用高度為23m,如果軟弱土層厚度過大，則采用換填 法會增加棄方與取土方量而增人工程成本。主要加固方法有：換填、拋石擠淤、墊層、強夯擠淤幾種。墊層法根據(jù)材料的不同對分 為砂（礫石）墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土（灰土、二灰）墊層。代表方法有 砂墊層法及換填法。2、深層密實法采用爆破、夯擊、擠壓和振動

19、及加入抗剪強度高的材料等方法，對地基深層的軟弱土體 進行振密和擠密的地基加固方法稱為深層密實法。適用于軟土厚度3m的中厚軟土的加 固，分布血積廣的軟基加固處理，其加固深度可達到30m。主要加固方法：強夯法、土 （或灰土、粉煤灰加石灰）樁法、砂樁法、爆破法、碎石樁法 （振沖置換法）、石灰樁法、水泥粉煤灰碎石樁（cfg樁法）、粉噴樁法、旋噴樁法。代表方 法有碎石樁法、強夯法、水泥粉煤灰碎石樁法、粉噴樁法。3、排水固結(jié)法在軟土地基上加壓并配合內(nèi)部排水，加速軟土地基的排水，加快軟土固結(jié)的處理方法稱 為排水固結(jié)法。適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)粘土及沖填等飽和粘性土地基。主要加固方法：堆載預壓法、砂井法、袋

20、裝砂井、真空預壓法、電滲排水法、降低地f 水位法、犁料排水板法。4、化學加固法通過在軟十地基屮加入水泥或具它化學材料，進行軟土地基處理的方法稱為化學加固 法。適用于處理砂土、粉土、淤泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、粘土和一般人工填土，也可以在處 理裂隙巖體及已有構(gòu)筑物地基加強中。水泥或其它化學材料注入土體后，與土體發(fā)生化學 反應，吸收和擠出上中部分水-與空氣形成具冇較高承載力的復合地基。主要加固方法：硅化法、粉噴樁、旋噴樁、注漿、水泥土攪拌法。5、加固路基法通過在路基中埋入高強度、大韌性的土工聚合物、拉筋、受力桿件或柴（木）梢排等方法 加強路基的自身強度，增加抵抗地基變形沉降的能力。適用于軟弱巖體、土體中

21、的路堤與 路塹。主耍加固方法：加筋十路基、土t聚合物、土釘墻、十層錨桿、土釘、樹根樁法、柴 （木）梢排法。綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)，目前公路特殊土地基處理的研究己經(jīng)達到了相當?shù)乃胶鸵?guī)模。 但從國內(nèi)外現(xiàn)有資料來看，仍存在著一些不容忽視的問題。地基處理方案的決策分析研究 不夠，h前的方案選擇基木上停留在人為憑經(jīng)驗選取階段。因此，結(jié)合當前公路特殊上地 基處理研究的現(xiàn)狀，應在以下方而加強研究。1、繼續(xù)深入地研究公路特殊土的基本特性，這方血的研究應從工程的角度出發(fā)，著重 研究對工程有嚴重影響的特性指標，進而研究不同地區(qū)、不同地段特殊土的差異，為其沉 陷計算，處理方法選擇提供依據(jù)。2、繼續(xù)深入開展特殊土地基沉

22、降計算方法的研究，這是公路軟基處理研究的核心問題 之一，特別是開展數(shù)值計算方法的實用研究。3加強公路特殊土地基處理的系統(tǒng)化研究， 近年來，大量出現(xiàn)的實例研究為系統(tǒng)性的理論研究提供了基礎。應著手對這些實例研究資 料進行系統(tǒng)化的研究，這対特殊土的工程評價，處理方法的選擇等都具冇重耍的理論和實 踐意義。4提高公路特殊土地基處理研究的解能化水平。近年來的研究表明，在工程領域，尋求 最優(yōu)解往往很困難，獲取滿意解不失為一種合理的選擇，人工智能方法是冃前獲取滿意解 最好方式之一。在特殊十地基處理研究屮，釆用人工智能方法是解決工程問題的一種有效 途徑。5應加強地基加固新技術(shù)的研究。例如，最近美國研究出一種堅土

23、酶（pemazyme）用 于加固塑性指數(shù)為615的土效果很好，己得到推廣應用。6加強地基加固質(zhì)量檢驗技術(shù)的研究。7加強地基處理方案的決策分析研究，使忖前人為定性決策方法數(shù)值化、科學化和智能 化。首先對于最不利條件的特殊土的壓實和cbr強度進行深入研究，制定評判標準，使很多 特殊土可以通過簡單處理后用于路基填筑而無需改性，可達到滿足實際工程建設要求，這 樣就地取土、處理簡單既可大幅度節(jié)約造價，乂能加快施工進度，具有廣闊的應用前景。層次分析法將理論研究與丁程實際相結(jié)合，對路基與邊坡治理綜合技術(shù)的進行評價， 從最優(yōu)、最經(jīng)濟角度選擇特姝土路基、邊坡處理措施，解決了公路工程技術(shù)方案評價的問 題。而向設計和應用的三維非線性分析，可提供有力的邊坡工程的安全性分析，杜絕事故 于未然，具冇廣闊的應用前景和進一步開發(fā)的價值。提出的關于高速公路基于恢復生態(tài)學的后期免維護的公路生態(tài)系統(tǒng)，提出了公路護坡的 可持續(xù)發(fā)展的一種解決問題途徑，不僅考慮了沿線的近期視覺審美問題，而且對沿線心態(tài) 環(huán)境的恢復和重建具有極其重要的意義，這是造福后代的極好的生態(tài)措施。對于其它類似 地區(qū)公路建設提供有價值的參考內(nèi)容如下：1.原狀特殊土隨著壓實度增加，填料的cbr值增人；膨脹土的膨脹最減小，吸水量也 減小，脹縮性減弱。2