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大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)高等教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板 網(wǎng)絡(luò)高等教育本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目：淺談幾種特殊土地基及地基處理學(xué)習(xí)中心： 上海開(kāi)放大學(xué)奧鵬學(xué)習(xí)中心層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科 專 業(yè)： 土木工程 年 級(jí)： 2015 年 春 季 學(xué) 號(hào)： 151571303713 學(xué) 生： 桂 康 指導(dǎo)教師： 趙凌雁 完成日期： 2017 年 11 月 16 日III淺談幾種特殊土地基及地基處理內(nèi)容摘要隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，大規(guī)模的民用或工業(yè)建筑都在不同的地方興建，因此不可避免地碰到特殊土地基，而這些特土性質(zhì)差異非常大，處理不好將對(duì)工程將有非常大的危害。由此可見(jiàn)，特殊土的工程性質(zhì)的研究和處理方法有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此本文研究軟土、膨脹土以及濕陷性黃土等常見(jiàn)的幾種特殊土的性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)知識(shí)以及自身經(jīng)驗(yàn)提出了這幾種土的處理措施；并結(jié)合實(shí)例詳細(xì)論述特殊土的處理。關(guān)鍵詞：工程特性；地基處理；特殊土；處理方法目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 特殊土及特殊土地基21.1 特殊土概述21.2 良好地基對(duì)房屋建筑的重要性22 地基處理方法32.1 換填墊層法32.2 樁基法32.3灌漿法32.4排水固結(jié)法42.5強(qiáng)夯法43 幾種特殊土的工程特性及地基處理53.1 軟土53.1.1 工程特性53.1.2 軟土地基的地基處理方法及工程措施63.2 液化土63.2.1 工程特性63.2.2 液化土地基的地基處理及工程措施73.3 膨脹土73.3.1 工程特性73.3.2 膨脹土地基的地基處理及工程措施83.4 紅黏土地基83.4.1 工程特性93.4.2 紅黏土地基的地基處理及工程措施94 案例分析114.1 案例一114.2.1 工程概況114.2.2 采取的地基處理措施及處理結(jié)果114.1 案例二124.2.1 工程概況124.2.2 采取的地基處理措施及處理結(jié)果135 結(jié)論14參考文獻(xiàn)15引 言我國(guó)的土地非常遼闊，沿海到內(nèi)陸，山區(qū)到平原。正是這樣遼闊的土地使得我國(guó)存在各種各樣的土類(lèi)。由于在生成時(shí)不一樣的地理環(huán)境、地質(zhì)成因、氣候條件、歷史變化以等原因，使的有些土具有一定特殊的成分、結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)。因?yàn)檫@些土的性質(zhì)比較特殊，與正常的土不同所以將這類(lèi)土稱為特殊土。有些天然形成的特殊土，其在地理分布上存在一定的規(guī)律性，表現(xiàn)出一定的區(qū)域性，所以又稱區(qū)域性特殊土。在我國(guó)境內(nèi)主要的特殊土有軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土、鹽漬土和多年凍土等。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，大規(guī)模的民用或工業(yè)建筑都在不同的地方興建，因此不可避免地碰到特殊土地基，而這些特土性質(zhì)差異非常大，處理不好將對(duì)工程將有非常大的危害。由此可見(jiàn)，特殊土的工程性質(zhì)的研究和處理方法有重要的現(xiàn)實(shí)意義。地基的處理在戰(zhàn)國(guó)以前就已經(jīng)使用，但是那時(shí)候地基處理的方法比較簡(jiǎn)單，通常是用重物把竹板、砂石、結(jié)草等夯實(shí)就行了，也不管質(zhì)量的好壞。隨著人類(lèi)的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展以及科技的日星月異，到了今天，地基的處理已經(jīng)有了專門(mén)的技術(shù)和專用的設(shè)備。在我國(guó)土地基的技術(shù)發(fā)展歷史可以大致分為兩個(gè)時(shí)期，前一時(shí)期是其技術(shù)引進(jìn)以及借鑒，其主要的特點(diǎn)是引進(jìn)國(guó)外新的技術(shù)、新的設(shè)備。在此過(guò)程中，取得了一些的成功但也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，例如由于技術(shù)和設(shè)備的運(yùn)用存不夠嫻熟，使得工程質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)，由于設(shè)備維護(hù)的不到位很易出故障等等。后一時(shí)期是高速發(fā)展時(shí)期，這一時(shí)期的主要的特點(diǎn)有：對(duì)于于不同地質(zhì)環(huán)境、不同的土質(zhì)都有不同的地基處理方法，與之相應(yīng)的處理設(shè)備和處理技術(shù)高新技術(shù)，所應(yīng)用的技術(shù)中，有些技術(shù)不僅處在世界領(lǐng)先水平而且使用的方法靈活、效率高，大為降低工程成本。1 特殊土及特殊土地基1.1 特殊土概述由于生成時(shí)不同的地理環(huán)境、氣候條件、地質(zhì)成因以及次生變化等原因，使一些土類(lèi)具有特殊的成分、結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)。通常把這些具有特殊工程性質(zhì)的土類(lèi)稱為特殊土。包括膨脹土、鹽澤土、軟土、濕陷黃土等，主要分布于西北、華北等干旱、半干旱氣候區(qū)的黃土；西南亞熱帶濕熱氣候區(qū)的紅粘土；主要分布于南方和中南地區(qū)的膨脹土；高緯度、高海拔地區(qū)的多年凍土及鹽漬土、人工填土和污染土等。1.2 良好地基對(duì)房屋建筑的重要性基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體?；A(chǔ)把建筑物豎向體系傳來(lái)的荷載傳給地基。從平面上可見(jiàn)，豎向結(jié)構(gòu)體系將荷載集中于點(diǎn)，或分布成線形，但作為最終支承機(jī)構(gòu)的地基，提供的是一種分布的承載能力。如果地基的承載能力足夠，則基礎(chǔ)的分布方式可與豎向結(jié)構(gòu)的分布方式相同。但有時(shí)由于土或荷載的條件，需要采用滿鋪的伐形基礎(chǔ)。伐形基礎(chǔ)有擴(kuò)大地基接觸面的優(yōu)點(diǎn)，但與獨(dú)立基礎(chǔ)相比，它的造價(jià)通常要高得多，因此只在必要時(shí)才使用。不論哪一種情況，基礎(chǔ)的概念都是把集中荷載分散到地基上，使荷載不超過(guò)地基的長(zhǎng)期承載力。因此，分散的程度與地基的承載能力成反比。有時(shí)，柱子可以直接支承在下面的方形基礎(chǔ)，墻則支承在沿墻長(zhǎng)度方向布置的條形基礎(chǔ)上。當(dāng)建筑物只有幾層高時(shí)，只需要把墻下的條形基礎(chǔ)和柱下的方形基礎(chǔ)結(jié)合使用，就常常足以把荷載傳給地基。這些單獨(dú)基礎(chǔ)可用基礎(chǔ)梁連接起來(lái)，以加強(qiáng)基礎(chǔ)抵抗地震的能力。只是在地基非常軟弱，或者建筑物比較高的情況下，才需要采用伐形基礎(chǔ)。多數(shù)建筑物的豎向結(jié)構(gòu)，墻、柱都可以用各自的基礎(chǔ)分別支承在地基上。中等地基條件可以要求增設(shè)拱式或預(yù)應(yīng)力梁式的基礎(chǔ)連接構(gòu)件，這樣可以比獨(dú)立基礎(chǔ)更均勻地分布荷載。2 地基處理方法2.1 換填墊層法換填墊層法是將特殊土全部或部分挖掉,換填非膨脹黏性土、砂土、砂礫土或灰土,消除或減小地基脹縮變形,其本質(zhì)是回避膨特殊的不良工程性,從源頭上改善地基,是特殊土地基處理方法中最簡(jiǎn)單而且有效的方法。換填墊層法施工工藝簡(jiǎn)單,采用人工或機(jī)械挖除基底下一定深度的膨特殊土,分層鋪設(shè)非特殊,分層碾壓,其換土效果與填料的含水量和干重度、土料土塊尺寸、鋪土厚度與碾壓的質(zhì)量等因素密切相關(guān),如換土質(zhì)量符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求,并采取一些如排水輔助措施,能從根本上消除特殊土的危害。2.2 樁基法當(dāng)淤土層較厚，難以大面積進(jìn)行深處理，可采用打樁辦法進(jìn)行加固處理。而樁基礎(chǔ)技術(shù)多種多樣，早期多采用水泥土攪拌樁、砂石樁、木樁，目前很少使用,一是水泥土攪拌樁水灰比、輸漿量和攪拌次數(shù)等控制管理自動(dòng)化系統(tǒng)未健全，設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，存在攪拌均勻性差及成樁質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題；二是砂石樁用以加固較深淤泥軟土地基，由于存在工期長(zhǎng)，工后變形大等問(wèn)題，已不再用作對(duì)變形有要求的建筑地基處理；三是民用建筑已禁用木樁基礎(chǔ)。鋼筋混凝土預(yù)制樁（鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管樁）目前由于具有較強(qiáng)承載力，投資省，質(zhì)量有保證，施工速度快等特點(diǎn)，得到普遍運(yùn)用，如本人設(shè)計(jì)龍海市角美鎮(zhèn)金山水閘，其地質(zhì)條件覆蓋一層10m以上厚的淤泥土層，地基處理采用邊長(zhǎng)為250mm鋼筋混凝土預(yù)制方樁，擠密淤土層并靠摩擦承載，鋼筋混凝土預(yù)制樁還具有抗水閘水壓力產(chǎn)生水平荷載，達(dá)到水平穩(wěn)定作用淤土層較厚地基處理還可以采用灌注樁，打灌注樁至硬土層，作承載臺(tái)，灌注樁有沉管灌注樁和沖鉆孔灌注樁，但兩種方法灌注樁還存在一些技術(shù)難題，一是沉管灌注樁在深厚軟土中存在樁身完整性問(wèn)題；二是沖鉆孔灌注樁存在泥漿污染問(wèn)題，樁身混凝土灌注質(zhì)量，樁底沉渣清理和持力層判斷不易監(jiān)控等問(wèn)題。2.3灌漿法是利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理將能夠固化的某些漿液注入地基介質(zhì)中或建筑物與地基的縫隙部位。灌漿漿液可以是水泥漿、水泥砂漿、粘土水泥漿、粘土漿及各種化學(xué)漿材如聚氨酯類(lèi)、木質(zhì)素類(lèi)、硅酸鹽類(lèi)等。灌漿法對(duì)加固淤泥軟土地基具有明顯效果，如福建省龍海市角美壺嶼港水閘由于淤泥軟基不均勻，沉陷閘基沉降最大達(dá)到0.63m，加固時(shí)采用單管高壓旋噴灌漿處理，每個(gè)閘墩上、下游側(cè)和中間各設(shè)5個(gè)灌漿孔，沿閘墩軸線兩側(cè)布孔，灌注水泥漿，成樁直徑0.5m，伸入閘基礎(chǔ)10.5m，采用灌漿壓力為20MPa，經(jīng)過(guò)處理后閘基沉降基本得到控制。高壓旋噴灌漿處理原理是通過(guò)在閘基中高壓旋噴灌漿形成水泥土摩擦樁，提高閘基承載力，達(dá)到控制沉降的目的。另一種對(duì)淤泥軟土地基閘室淘空處理通常應(yīng)通過(guò)水閘上游防滲如設(shè)置水平鋪蓋或垂直防滲控制閘基滲流，然后再對(duì)閘室進(jìn)行灌漿處理，如廈門(mén)市石潯水閘由于閘基滲流造成閘室底板多個(gè)部位被淘空，加固時(shí)先在閘室上游側(cè)采用帷幕灌漿防滲，灌漿帷幕布設(shè)在閘墩上游側(cè)1.0m處，孔距0.5m，灌注水泥漿，孔深5.0m，灌漿壓力10MPa。然后對(duì)閘室淘空部位采用鉆孔灌漿處理，先灌細(xì)砂，不吃砂后，再灌水泥砂漿，最后灌水泥漿，水閘除險(xiǎn)加固后效果顯著。2.4排水固結(jié)法排水固結(jié)法是解決淤泥軟粘土地基沉降和穩(wěn)定問(wèn)題有效措施，由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組合而成。排水系統(tǒng)是在地基中設(shè)置排水體，利用地層本身的透水性由排水體集中排水的結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)排水體的不同可分為砂井排水和塑料排水帶排水兩種。下面介紹效益較高塑料排水板處理淤泥軟基方法，插入軟基排水板，當(dāng)填筑基礎(chǔ)及上部建筑物時(shí)，荷載作用軟基，地下水由于受擠壓和毛細(xì)作用沿塑料排水板上升至砂墊層內(nèi)，由砂層向兩側(cè)排出，從而提高基底承載力，塑料排水板要在砂墊層完成后施工，由測(cè)量人員測(cè)量出需處理范圍，標(biāo)出每根排水板具體位置，插板機(jī)對(duì)中調(diào)平，把排水板在鉆頭安放好，開(kāi)動(dòng)打樁機(jī)錘打鉆桿，將地面上塑料排水板截?cái)?，并留有一定富余長(zhǎng)度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。2.5強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法處理軟土地基是利用重錘自山落下產(chǎn)生的沖擊波使地基密實(shí)，這種沖擊引起的振動(dòng)在土中是以波的形式向地下傳播的。J.K.米切爾，曾對(duì)強(qiáng)夯法的加固機(jī)理進(jìn)行了概括：當(dāng)強(qiáng)夯法應(yīng)用于非飽和土?xí)r，壓密過(guò)程基本上同實(shí)驗(yàn)室中擊實(shí)法(普羅克特?fù)魧?shí)法)相同；對(duì)于飽和無(wú)粘性土，夯擊過(guò)程中，土體可能會(huì)產(chǎn)生液化，其致密過(guò)程與爆破和振動(dòng)壓密過(guò)程相似；對(duì)于飽和細(xì)粒粘土的效果尚不明確，成功和失敗的例子均有報(bào)道，對(duì)于這類(lèi)飽和的細(xì)顆粒土，要求破壞土的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生超孔隙水壓力、山裂隙形成排水通道。3 幾種特殊土的工程特性及地基處理3.1 軟土軟土是指淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土及其他高壓縮性土。這類(lèi)土的物理特性大部分是飽和的，含有機(jī)質(zhì)，天然含水量大于液限，孔隙比大于1。當(dāng)天然孔隙比大于1.5時(shí)，稱為淤泥；天然孔隙比大于1而小于1.5時(shí)，則稱為淤泥質(zhì)土。這類(lèi)土的抗剪強(qiáng)度很低，壓縮性較高，滲透性很小，并具有結(jié)構(gòu)性，廣泛分布于我國(guó)東南沿海地區(qū)和內(nèi)陸江河湖泊的周?chē)?，是軟弱土的主要土?lèi)，通稱軟土3。3.1.1 工程特性 軟土一般指壓縮性大和強(qiáng)度低的飽和粘性土，多分布在江、河、海洋沿岸、內(nèi)陸湖、塘、盆地和多雨的山間洼地。軟土的孔隙比一般大于1.0,天然含水量常高出其液限，不排水抗剪強(qiáng)度很低，壓縮性很高，因而常需加固處理。最簡(jiǎn)單的方法是預(yù)壓加固法。軟土強(qiáng)度的增加有賴于孔隙壓力的消失，因而在地基中設(shè)置砂井以加快軟土中水的排出，這是最常用的加固方法之一。預(yù)壓加固過(guò)程中通過(guò)觀測(cè)地基中孔隙水壓力的消失來(lái)控制加壓，這是保證施工安全和效率的有效方法。此外，也可用碎石樁和生石灰樁等加固軟土地基。一般具有下列工程特性：1、高含水量和高孔隙性軟土的天然含水量一般為50%70%，最大甚至超過(guò)200%。液限一般為40%60%，天然含水量隨液限的增大成正比增加。天然孔隙比在12之間，最大達(dá)34。其飽和度一般大于95%，因而天然含水量與其天然孔隙比呈直線變化關(guān)系。軟土的如此高含水量和高孔隙性特征是決定其壓縮性和抗剪強(qiáng)度的重要因素。2、抗剪強(qiáng)度很低。根據(jù)土工試驗(yàn)的結(jié)果，我國(guó)軟土的天然不排水抗剪強(qiáng)度一般小于20kPa，其變化范圍在525kPa；有效內(nèi)摩擦角約為2035；固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角1217。正常固結(jié)的軟土層的不排水抗剪強(qiáng)度往往是隨距地表深度的增加而增大，每米的增長(zhǎng)率約為12kPa。加速軟土層的固結(jié)速率是改善軟土強(qiáng)度特性的一項(xiàng)有效途徑。3、壓縮性較高。一般正常固結(jié)的軟土的壓縮系數(shù)約為1-2=0.51.5MPa-1，最大可達(dá)1-2=4.5MPa-1；壓縮指數(shù)約為Cc=0.350.75。4、滲透性很小。軟土的滲透系數(shù)一般約為110-6110-8cm/s由于軟土的生成環(huán)境及粒度、礦物組成和結(jié)構(gòu)特征，結(jié)構(gòu)性顯著且處于形成初期，呈飽和狀態(tài)，這都使軟土在其自重作用下難于壓密，而且來(lái)不及壓密。因此，不僅使之必然具有高孔隙性和高含水量，而且使淤泥一般呈欠壓密狀態(tài)，以致其孔隙比和天然含水量隨埋藏深度很小變化，因而土質(zhì)特別松軟。淤泥質(zhì)土一般則呈稍欠壓密或正常壓密狀態(tài)，其強(qiáng)度有所增大4。3.1.2 軟土地基的地基處理方法及工程措施應(yīng)根據(jù)軟土地區(qū)的特點(diǎn)，場(chǎng)地具體條件，綜合建筑物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，對(duì)地基的要求按照一定的原則，選擇合理處理方法進(jìn)行處理。軟土地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法有以下幾種：1、對(duì)地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法有以下幾種5(1)當(dāng)范圍不大時(shí)，一般采用基礎(chǔ)加深或換填處理。(2)當(dāng)寬度不大時(shí)，一般采用基礎(chǔ)梁跨越處理。(3)當(dāng)范圍較大時(shí)，一般采用短樁處理，短樁的類(lèi)型有砂樁、碎石樁、灰土樁、施噴樁、和預(yù)測(cè)樁。樁的設(shè)計(jì)參數(shù)宜用試驗(yàn)確定。2、對(duì)表層及淺層不均勻地基及軟土的處理(1)對(duì)不均勻地基采用機(jī)械碾壓法或務(wù)實(shí)法。(2)對(duì)淺層軟土常用墊層法。3、對(duì)深層軟土的處理(1)排水固結(jié)法：對(duì)天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井（袋裝砂井或塑料排水帶等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級(jí)逐漸加載；或在建筑物建造前在場(chǎng)地上先行加載預(yù)壓，使土體的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步提高的方法。(2)樁基礎(chǔ)：對(duì)荷載下，沉降限制嚴(yán)格的建筑物，宜用樁基礎(chǔ)，以達(dá)到有效的沉降量或差異沉降量的要求。3.2 液化土凡液化是指飽水的粉細(xì)砂或輕亞粘土在地震力的作用下瞬時(shí)失掉強(qiáng)度，由固態(tài)變成液體狀態(tài)的力學(xué)過(guò)程。砂土液化主要是在靜力或動(dòng)力作用下，砂上中孔隙水壓力上升，抗剪強(qiáng)度或剪切剛度降低并趨于消失所引起的。3.2.1 工程特性 黃松散的砂土層在震動(dòng)作用之下漸趨密實(shí)，體積減小，如果不進(jìn)行排水，孔隙水壓力就會(huì)提高。在連續(xù)的震動(dòng)作用下，砂土層內(nèi)孔隙水壓力會(huì)增高。水壓累積增高到一定程度就會(huì)與初始上覆有效壓力相同。這種情況下，有效應(yīng)力就是0，砂土的抗剪強(qiáng)度為0，變?yōu)橐夯癄顟B(tài)。這就是土層的液化。不僅飽和砂土?xí)l(fā)生液化，飽和粉土也會(huì)發(fā)生液化 6。3.2.2 液化土地基的地基處理及工程措施如果建筑的地基是液化土層，則不宜將液化土層直接作為持力層，應(yīng)該對(duì)不同液化等級(jí)的地基和不同類(lèi)別的建筑采取不同的措施以防止液化現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于乙類(lèi)建筑，要制定防范措施，當(dāng)?shù)鼗夯瘒?yán)重時(shí)，要將液化沉陷的部分全部清除，對(duì)于中等液化程度的地基，要在全部或部分清除液化沉陷部分的同時(shí)對(duì)地基和上部結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行處理；對(duì)于丙類(lèi)建筑，要在全部清除液化沉陷部分的同時(shí)對(duì)地基和上部結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行處理。3.3 膨脹土膨脹土一般指粘粒成份主要由強(qiáng)親水性的蒙脫石和伊利石礦物組成，具有吸水膨脹和失水收縮，脹縮性能顯著的粘性土。膨脹土的成因環(huán)境溫和濕潤(rùn)，具備化學(xué)風(fēng)化條件。風(fēng)化過(guò)程中，硅酸鹽為主的礦物不斷分解，鈣被大量淋失，鉀離子被次生礦物吸收，形成伊利石和伊利石一蒙脫石混合礦物為主的粘性土。膨脹土在我國(guó)分布廣泛，與其他土類(lèi)不同的是主要成島狀分布，主要存在于我國(guó)的華東、華南等地區(qū)。3.3.1 工程特性 為膨脹土是指含有大量的強(qiáng)親水性粘土礦物成分，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮、且脹縮變形往復(fù)可逆的高塑性粘土。一般具有下列工程特：膨脹土具有較大吸水膨脹、失水收縮特性的高液限黏土稱為膨脹土。膨脹土黏性成分含量很高，其中0.002mm的膠體顆粒一般超過(guò)20%，黏粒成分主要由水礦物組成。土的液限WL40%，塑性指數(shù)Ip17，多數(shù)在2235之間。自由膨脹率一般超過(guò)40%。按工程性質(zhì)分為強(qiáng)膨脹土、中等膨脹土、弱膨脹土3類(lèi)。膨脹土具有顯著的吸水膨脹、失水收縮兩種變形特性，一般強(qiáng)度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為是較好地基土。膨脹土對(duì)道路危害較大，其變形破壞具有多次反復(fù)性，膨脹土地區(qū)的公路路面常常大段出現(xiàn)大幅度的隨季節(jié)變化的波浪變形。膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石,為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形，造成位移、開(kāi)裂、傾斜甚至破壞，且往往成群出現(xiàn)，尤以低層平房嚴(yán)重，危害性很大，裂縫特征有外墻垂直裂縫，端部斜向裂縫和窗臺(tái)下水平裂縫，內(nèi)、外山墻對(duì)稱或不對(duì)稱的倒八字形裂縫等；地坪則出現(xiàn)縱向長(zhǎng)條和網(wǎng)格狀的裂縫。一般于建筑物完工后半年到五年出現(xiàn)7。3.3.2 膨脹土地基的地基處理及工程措施1、濕度控制法 此方法的主要措施是保持膨脹土的地基不受或很少受外界影響而引起其水分的大幅度變化，從而減小其土質(zhì)發(fā)生箱變的可能。 例如通過(guò)預(yù)浸水法將未飽和的土變成飽和狀態(tài)，從而降低雨水的影響；通過(guò)全封閉法將地基封閉起來(lái)從而減少地基受雨水或高溫的影響。 2、換土法 換土法顧名思義是將影響工程質(zhì)量的膨脹土換掉，即將影響工程質(zhì)量的膨脹度挖出，然后用非膨脹土進(jìn)行填實(shí)，以達(dá)到施工質(zhì)量要求，此種方法是從根本上改善工程土的特性，從而消除工程土的負(fù)面影響。換土法的一般做法是：將影響工程質(zhì)量的膨脹土用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行人工挖出，在什么地方挖或挖出多少是根據(jù)施工設(shè)計(jì)或施工現(xiàn)場(chǎng)的需要而定，然后再分層填入非膨脹土是將膨脹土，例如砂石、混凝土、灰土等。當(dāng)填入的厚度達(dá)到要求后進(jìn)行壓實(shí)，在壓實(shí)之后再進(jìn)行填入，再壓實(shí)，一次進(jìn)行，一直到到達(dá)工程設(shè)計(jì)要求后才算完工。此種方法常見(jiàn)于膨脹土的施工現(xiàn)場(chǎng)，被廣發(fā)應(yīng)用，因?yàn)樗軓母旧辖鉀Q問(wèn)題，很少留有后患，進(jìn)行換土以后工程質(zhì)量有強(qiáng)有力的保證。 3、 壓實(shí)控制法 壓實(shí)控制法的實(shí)質(zhì)是用機(jī)械方法將膨脹土壓實(shí)到所需要的狀態(tài),充分利用膨脹土的強(qiáng)度與脹縮特性隨含水量、干密度及荷載應(yīng)力水平的變化規(guī)律, 盡量增大擊實(shí)膨脹土的強(qiáng)度指標(biāo)。3.4 紅黏土地基石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(lèi)巖石風(fēng)化形成的殘積粘性土。粘土礦物主要是高嶺石，其活動(dòng)性低。中國(guó)紅粘土的特點(diǎn)一般是天然含水量高、孔隙比大，液限和塑性指數(shù)高，但抗水性強(qiáng),壓縮性較低,抗剪強(qiáng)度也較高，可用作土壩填料。紅粘土在我國(guó)南方地區(qū)廣泛分布，主要分布于云貴高原,南岑山脈南北兩側(cè)和川南、鄂西、湘西丘陵山地,長(zhǎng)江、珠江中下游及沿海島嶼丘陵地區(qū)，是巖溶地區(qū)的主要的地基土。3.4.1 工程特性 紅紅粘土是指亞熱帶濕熱氣候條件下，碳酸鹽類(lèi)巖石(石灰石，白云石，泥質(zhì)泥石等)經(jīng)強(qiáng)烈風(fēng)化后形成的殘積、坡積的褐紅色、棕紅色或黃褐色的一種高塑性粘土。下圖較好的反映了其顏色，其一般具有下列工程特性：1、天然含水量高、低密度。天然含水量一般為4060，最高達(dá)90，密度小天然孔隙比一般為1.41.7，最高為2，具有大孔隙性。2、塑性高和分散性。塑限一般為4060，最高達(dá)90，塑性指數(shù)一般為2050。由于塑性很高，所以盡管天然含水量高，一般仍處于堅(jiān)硬或硬可塑狀態(tài)，甚至飽水的紅黏土也是堅(jiān)硬狀態(tài)的。3、壓縮性較低。紅粘土的壓縮性一般不高，例如：潞西市芒別水庫(kù)、蚌相水庫(kù)、77332部隊(duì)營(yíng)區(qū)等的土樣在100200kPa壓力范圍內(nèi)，壓縮系數(shù)均在0.10.5Mpa-1之間，按照分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，均屬中等或中等偏低壓縮性土，這對(duì)控制壩體和地基的沉陷量是有利的。但是該類(lèi)土ep關(guān)系曲線多為光滑曲線，且保持一定的坡度，也就是說(shuō)壓縮變形尚未達(dá)到穩(wěn)定8。4、滲透性好。由于紅粘土中的游離氧化鐵膠結(jié)作用水穩(wěn)性較好，膠結(jié)體在水中不易分散，故其抗?jié)B性比較好。又由于該類(lèi)土中存在著大小集合體，集合體間存在較大孔隙，故其滲透系數(shù)比分散性粘土的滲透系數(shù)相對(duì)要大，一般在110-4110-7cm/s之間。5、抗剪強(qiáng)度。紅粘土雖然一般含水量較高，干容重較低，孔隙比較大，但這類(lèi)土的抗剪強(qiáng)度值并不低，其內(nèi)磨擦角一般在20o30o之間，凝聚力一般在20100kPa之間，這類(lèi)土用作筑壩材料，其強(qiáng)度值是能滿足要求的。3.4.2 紅黏土地基的地基處理及工程措施在紅粘土地基的處理要針對(duì)地基不均勻性、土硐、地裂等問(wèn)題進(jìn)行，要堅(jiān)持采取地基處理，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)整相合的方法，搞好紅粘土的地基的處理。1. 對(duì)地基不均勻性紅粘土處理應(yīng)優(yōu)先考慮地基處理為主的措施，宜采用改變基寬，調(diào)整相鄰地基基底壓力、增減地基埋深，使基底下可壓縮土厚相對(duì)均一，對(duì)外露石芽，可用壓縮材料褥墊處理；對(duì)土層厚度狀態(tài)分布不均勻的地段，用低壓縮的材料作置換處理。2.紅粘土地基中土硐處理1、對(duì)于紅粘土地基中只有個(gè)別土硐存在，且對(duì)地基穩(wěn)定性影響不大時(shí)，分兩種：,當(dāng)淺埋土硐，實(shí)行地面開(kāi)挖，消除軟土，用塊石回填，再加毛石混凝土至底面下0.3m,再用土夾石填至基礎(chǔ)底面即可；當(dāng)深埋土硐，地面上對(duì)準(zhǔn)硐體頂板，打磚孔多個(gè)，用水沖法將砂礫石灌進(jìn)洞里。若灌注困難，可借助壓力灌注細(xì)石混凝土10。2、對(duì)于紅粘土地基中含有較多土硐時(shí)，其其有發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)地基穩(wěn)定性影響較大應(yīng)考慮放棄紅粘土地基，采用樁基礎(chǔ)，以下伏基巖作持續(xù)力。3、紅粘土地基中地裂處理詳細(xì)了解地裂的情況，根據(jù)實(shí)際情況，除與圖硐地面塌陷有關(guān)的地裂處，其余所有地裂都要進(jìn)行充填封實(shí)，防治地表水下滲，使深部紅粘土軟化，形成土硐，地基失去穩(wěn)定。在填實(shí)了的地裂上施工建筑時(shí)，采用梁、拱跨越，并在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)上，采取相應(yīng)的措施。隊(duì)友潛在的發(fā)展的地裂，在其密保地段和建伸地帶，不宜擬建新的建筑物。4 案例分析4.1 案例一4.2.1 工程概況 鐘祥余坡國(guó)家直屬糧庫(kù)位于湖北省鐘祥市余坡，是國(guó)家投資250億在全國(guó)建設(shè)中央直屬糧庫(kù)西北重點(diǎn)糧庫(kù)之一，建設(shè)工程包括立筒庫(kù)2個(gè)，淺圓倉(cāng)8個(gè)，工作塔1個(gè)，其中淺圓倉(cāng)、立筒庫(kù)高度均為22.80m，工作塔高度為32.00m。該工程建在渭河南岸屬級(jí)自重濕陷性黃土地基。4.2.2 采取的地基處理措施及處理結(jié)果1、施工依據(jù)：設(shè)計(jì)圖紙、地勘報(bào)告和規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2、設(shè)計(jì)要求：地基承載力特征值不小于180Kpa，壓縮模量不小于15Mpa，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95。3、編制施工進(jìn)度計(jì)劃如下(1)回填土(2)試夯(3)測(cè)量放線(4)強(qiáng)夯(5)強(qiáng)夯檢測(cè)4、回填土根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，工程需要回填土方平均高度采用3000KN.m強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行強(qiáng)夯。5、試夯：大面積試夯前，選擇2個(gè)區(qū)域（各200平米）進(jìn)行試夯，得出數(shù)據(jù)后經(jīng)設(shè)計(jì)監(jiān)理確認(rèn)后進(jìn)行強(qiáng)夯（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的沉降量為550mm，根據(jù)實(shí)際沉降量調(diào)整回填土高度）。6、大面積強(qiáng)夯：夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試夯得到的次數(shù)和夯沉量關(guān)系曲線確定，最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm。滿夯：1000KN-M錘點(diǎn)夯2遍，1/4錘印搭接。7、強(qiáng)夯完，應(yīng)按計(jì)劃少150厚填，這些土用基礎(chǔ)、卸貨平臺(tái)和消防水池挖土補(bǔ)償，以減少剩余土方外運(yùn)。8、夯點(diǎn)布置為了將該工程的基礎(chǔ)位置都能落在強(qiáng)夯點(diǎn)上，我們?cè)O(shè)計(jì)的夯點(diǎn)布置形式如下，如果有獨(dú)立基礎(chǔ)不在該點(diǎn)位上，應(yīng)需補(bǔ)夯 ，確保地基承載力。9、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)(1)偏差控制(2)夯點(diǎn)測(cè)量定位允許偏差5Cm(3)夯錘就位允許偏差15Cm(4)滿夯后場(chǎng)地整平平整度10Cm10、質(zhì)量監(jiān)測(cè)要點(diǎn):強(qiáng)夯施工過(guò)程中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)下列監(jiān)測(cè)工作(1)開(kāi)夯前應(yīng)檢查夯錘重和落距,以確保單擊夯擊能符合設(shè)計(jì)要求。(2)在每遍夯前，應(yīng)對(duì)夯點(diǎn)放線進(jìn)行復(fù)核，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差或漏夯應(yīng)及時(shí)糾正。(3)按設(shè)計(jì)要點(diǎn)檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和每擊的夯沉量。11、質(zhì)量檢驗(yàn):(1)承載力檢驗(yàn)應(yīng)采用原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)，在強(qiáng)夯結(jié)束后14天進(jìn)行：(2)檢測(cè)點(diǎn)布置：每1000平米強(qiáng)夯區(qū)設(shè)置一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，均勻布置取點(diǎn)。(3)檢測(cè)點(diǎn)取樣深度：以總圖地面標(biāo)高為準(zhǔn)，取點(diǎn)位置-1.8m處。12、處理效果：經(jīng)建設(shè)單位委托第三方國(guó)家級(jí)檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)論為：1、級(jí)自重濕陷性全部消除；2、淺圓倉(cāng)復(fù)合地基承載力fk=278kPa；3、立筒庫(kù)復(fù)合地基承載力fk=357kPa；4、工作塔復(fù)合地基承載力fk=420kPa。4.1 案例二4.2.1 工程概況 硅片車(chē)間全長(zhǎng)313.0 米，柱距6.2 米，跨度24.0 米，鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，屋架下弦標(biāo)高16.0 米，軌頂標(biāo)高9.15 米，車(chē)間內(nèi)設(shè)有標(biāo)高為2.4 米鋼筋混凝土操作平臺(tái)，操作荷載50KN/m2, 兩臺(tái)電解鋁多功能起重機(jī)及一臺(tái)20t 普通天車(chē)，多功能起重機(jī)最大輪壓Pmax 為410KN。4.2.2 采取的地基處理措施及處理結(jié)果根據(jù)本工程框架內(nèi)力分析結(jié)果，各柱腳內(nèi)力為N=3940kN, M=2200KN.m, V=141KN?；A(chǔ)方案選擇如下：1、砂石墊層法。能夠充分利用天然地基強(qiáng)度，減少基底附加應(yīng)力和調(diào)整基礎(chǔ)變形沉降，較深層處理經(jīng)濟(jì)，且施工機(jī)具簡(jiǎn)單，材料來(lái)源廣，通常是一種優(yōu)先考慮的地基處理方案。由于本場(chǎng)地地下水位高，且與電解區(qū)域內(nèi)凈化系統(tǒng)除塵煙道較近，煙道開(kāi)挖較深，如采用本處理方法使得基槽開(kāi)挖較寬較深，不利于機(jī)械碾壓，如果采用人工分層夯實(shí)，質(zhì)量不易保證，往往壓實(shí)系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，施工工期較長(zhǎng)，由于該地區(qū)雨量豐富，工期拖延會(huì)給工程地基處理及基礎(chǔ)的施工質(zhì)量造成不利影響，且砂石用量較大。2、沉管灌注樁。該樁單價(jià)低，施工快。但根據(jù)地質(zhì)勘探