岩土工程勘察 word文档 郭超英主编 10第九章特殊性岩土的勘察

(2)流变性。在剪应力作用下，土体会发生缓慢而长期的剪切变形。 (3)高压缩性。压缩系数一般为0.6～1.5MPa-1，最高可达4.5MPa-1。 (4)低强度。不排水抗剪强度小于30kPa。

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(5)渗透性弱。垂向渗透系数为10-～10-8cm／s。

(6)不均匀性。粘土中常夹有厚薄不等的粉土、粉砂和细砂等。 二、软土的勘察

（一）软土勘察的主要内容

软土勘察除应符合常规要求外，尚应查明下列内容；

1．成因类型，成层条件，分布规律，层理特征，水平向和垂直向的均匀性； 2．地表硬壳层的分布与厚度，下伏硬土层或基岩的埋深和起伏； 3．固结历史，应力水平和结构破坏对强度和变形的影响；

4．微地貌形态和暗埋的塘，浜，沟，坑穴的分布，埋深及其填土的情况；

5．开挖，回填，支护，工程降水，打桩，沉井等对软土应力状态，强度和压缩性的 影响；

6．当地的工程经验. （二）软土勘察工作布置

1．软土地区勘察宜采用钻探取样与静力触探结合的手段。勘探点布置应根据土的成因类型和地基复杂程度确定。当土层变化较大或有暗埋的塘、浜、沟、坑、穴时应予加密。

2．原位测试。软土原位测试宜采用静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验和螺旋板载荷试验。软土取样应采用薄壁取土器，其规格应符合相关规范的要求。

3．软土的力学参数宜采用室内试验、原位测试，结合当地经验确定。有条件时，可根据堆载试验，原型监测反分析确定。抗剪强度指标室内宜采用三轴试验。原位测试宜采用十字板剪切试验。压缩系数、先期固结压、压缩指数、回弹指数、固结系数可分别采用常规固结试验、高压固结试验等方法确定。

三、软土的岩土工程评价

软土的岩土工程评价应包括下列内容：

1．判定地基产生失稳和不均匀变形的可能性；当工程位于池塘，河岸，边坡附近时，应验算其稳定性；

2．软土地基承载力应根据室内试验，原位测试和当地经验，并结合下列因素综合确定； （1）软土成层条件，应力历史，结构性，灵敏度等力学特性和排水条件； （2）上部结构的类型，刚度，荷载性质和分布，对不均匀沉降的敏感性； （3）基础的类型，尺寸，埋深和刚度等； （4）施工方法和程序；

3．当建筑物相邻高低层荷载相差较大时，应分析其变形差异和相互影响；当地面有大面积堆载时，应分析对相邻建筑物的不利影响；

4．地基沉降计算可采用分层总和法或土的应力历史法，并应根据当地经验进行修正，必要时，应考虑软土的次固结效应；

5．提出基础形式和持力层的建议；对于上为硬层，下为软土的双层土地基应进行下卧层验算，

第四节 混合土

一、混合土的性质

由细粒土和粗粒土混杂且缺乏中间粒径的土应定名为混合土。当碎石土中粒径小于0.075mm的细粒土质量超过总质量的25%时，应定名为粗粒混合土；当粉土或粘性土中粒

径大于2mm的粗粒土质量超过总质量的25%时，应定名为细粒混合土。

混合土是由坡积、洪积、冰水沉积形成的，在颗粒分布曲线形态上反映出的是不连续状。混合土因其成分复杂多变，各种成分粒径相差悬殊，所以其性质变化很大。一般来说，混合土的性质主要取决于土中粗、细颗粒含量的比例，粗粒的大小及其相互接触关系以及细粒土的状态。经验和专门研究表明：粘性土、粉土中的碎石组分的质量只有超过总质量的25％时，才能起到改善土的工程性质的作用；在碎石土中，特别是当含水量较大时，当粘粒组分的质量大于总质量的25％时，则对碎石土的工程性质有明显影响。

二、混合土的勘察应符合下列要求：

1．查明地形和地貌特征，混合土的成因，分布，下卧土层或基岩的埋藏条件； 2．查明混合土的组成，均匀性及其在水平方向和垂直方向上的变化规律；

3．勘探点的间距和勘探孔的深度除应满足规范的要求外，尚应适当加密加深；

4．应有一定数量的探井，并应采取大体积土试样进行颗粒分析和物理力学性质测定； 5．对粗粒混合土宜采用动力触探试验，并应有一定数量的钻孔或探井检验；

6．现场载荷试验的承压板直径和现场直剪试验的剪切面直径都应大于试验土层最大粒径的5倍，载荷试验的承压板面积不应小于0.5㎡，直剪试验的剪切面面积不宜小于0.25㎡。

三、混合土的岩土工程评价应包括下列内容：

1．混合土的承载力应采用载荷试验，动力触探试验并结合当地经验确定；

2．混合土边坡的容许坡度值可根据现场调查和当地经验确定。对重要工程应进行专门试验研究。

第五节 填 土

一、填土的分类及工程性质

由于人类活动而堆填的土，统称为填土。在我国大多数城市周边的地表面，普遍覆盖着一层人工杂土堆积层。这种填土无论其物质的组成、分布特征和工程性质均相当复杂，且具有地区性特点。例如，上海地区多暗浜、暗塘、暗井，常用土和垃圾回填；福州市表层为砾填土，其下部常见一种粘质填土。在旧河道、旧湖塘地带，可见一种与淤泥混杂堆填的软弱填土，呈流动或饱和状态。又如，西安市由于古城兴衰、战争等，普遍覆盖一层填土，厚度2~6m，多为瓦砾素土，其间密布古井渗坑，周围土体呈黑绿色。

㈠填土的分类

根据其物质组成和堆填方式，可将 填土分为素填土、杂填土、冲填土和压实填土四类。 1．素填土：由碎石土、砂土、粉土和粘性土等一种或几种土质组成，不含杂质很少的土，称为素填土。

按主要组成物质分为：碎石素填土;砂性素填土;粘性素填土。

按其填的时间分为：老填土：当主要组成物质为粗颗粒，堆填时间在10a以上者，或是主要物质为细颗粒，堆填时间在20a 以上者，均称老填土。新填土：堆填年限低于上述规定者，称为新填土。

2．杂填土：含大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填土。 按组成物质和特征分为：

⑴建筑垃圾土：主要为碎砖、瓦砾、朽木等建筑垃圾组成，有机物含较少。

⑵工业废料土：由现代工业生产的废渣、废料堆积而成，如矿渣、煤渣电石渣等以及其它废料加少量土类组成。

⑶生活垃圾土：填土中由大量从居民生活中抛弃的废物，诸如炉灰、布片、菜皮、陶瓷片等杂物夹土类组成，一般含有机质和未分解的腐殖质较多。

3．冲填土：冲填土也叫吹填土，是由水力冲填泥砂形成的填土。 冲填土是我国沿海一带常见的填土之一，主要是由于整治或疏通江河航道，或因工农业生产需要填平或填高江河附近某些地段时用高压泥浆挖泥船挖出的泥砂，通过输泥管，排送到需要填高地段及泥砂堆积区而成。上海黄浦江、天津的海河塘沽，广州的珠江等河流岸浜海地段不同程度分布有这种填土。

4．压实填土

素填土经过分层压实（或夯实）称为压实填土。压实填土在筑路、坝堤等工程中经常涉及。

㈡填土的工程性质

填土的工程性质和天然沉积土比起来有很大的不同。由于堆填时间、环境，特别是物质来源和组成成分的复杂和差异，造成填土性质很不均匀，分布和厚度变化缺乏规律，带有极大的人为偶然性，往往在很小的范围内，填土的质量密度会在垂直方向变化较大。

填土往往是一种欠压密土，具有较高的压缩性，在干旱和半干旱地区，干或稍湿的填土往往具有湿陷性。

因此，填土的工程性质主要包括以下几个方面：

1．不均匀性：填土由于物质来源、组成成分的复杂和差异，分布范围和厚度变化缺乏规律性，所以不均匀性是填土的突出特点，而且在杂填土和冲填土中更加显著。例如，冲填土在吹泥的出口处，沉积的土粒较粗，甚至有石块，顺着出口向外围土粒则逐渐变细，并且在冲填的过程中，由于泥砂来源的变化，造成冲填土在纵横方向上的不均匀性，故冲填土层多呈透镜体或薄层状出现。

2．湿陷性：填土由于堆积时未经压实，所以土埴疏松，孔隙发育，当进水后会产生附加下陷，即湿陷。通常，新填土比老填土湿陷性性强，含有炉灰和变质炉灰的杂填土比素填土湿陷性要强，干旱地区填土的湿陷性比气候潮湿、地下水位高的地区湿陷性强。

3．自重压密性：填土属欠固结土，在自身重量和大气降水下渗的作用下有自行压密的特点，压密所需的时间随填土的物质成分不同而有很大的差别，例如，由粗颗粒组成的砂和碎类素填土，一般回填时间在2～5a即可以达到自重压密基本稳定，而粉土和粘性土质的素填土则需5～15a才能达到基本稳定。建筑垃圾和工业废料填土的基本稳定时间需要2～10a；而含有大量有机质的生活垃圾填土的自重压密稳定时间可以长达30a以上。充填土的自重压密稳定时间更长，可以达几十年甚至上百年。

4．压缩性大，强度低：填土由于密度小，孔隙度大，结构性很差，故具有高压缩性和较低的强度。对于杂填土而言，当建筑垃圾的组成物以砖块为主时，则性能优于以瓦片为主的土；而建筑垃圾土和工业废料土一般情况下性能优于生活垃圾土，这是因为生活垃圾土物质成分杂乱，含大量有机质和未分解或半分解状态的植物质。对于冲填土，则是由于其透水性弱，排水固结差，土体呈软塑状态之故。

二、填土的勘察评价要点

1．填土勘察应包括下的内容：①搜集资料，调查地形和地物的变迁，填土的来源、堆积年限和堆积方式；②查明填土的分布、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实性、压缩性和湿陷性；③判定地下水对建筑材料的腐蚀性。

2．填土勘察应在一般土勘察规定的基础上加密勘探点，确定暗埋的塘、浜、坑的范围。勘探孔的深度应穿透填土层。

3．勘探方法应根据填土性质确定。对由粉土或粘性土组成的素填土，可采用钻探取样、轻型钻具与原位测试相结合的方法；对含较多粗粒成分的素填土和杂填土宜采用动力触探、钻探、并应有一定数量的探井。

4．填土的工程特性指标宜采用的测试方法有：①填土的均匀性和密实度宜采用触探法，

并辅以室内试验；②填土的压缩性、湿陷性宜采用室内固结试验或现场载荷试验；③杂填土的密度试验宜采用大容积法；④对压实填土，在压实前应测定填料的最优含水量和最大干密度，压实后应测定其干密度，计算压实系数。

三、填土的工程评价

1．填土岩土的工程评价应包括以下内容： (1)填土的均匀性和密实度评价

填土的均匀性和密实度与其组成物质、分布特征和堆积年代有密切关系，因此可以根据以上特征判定地基的均匀性、压缩性和密实度。必要时尚应按厚度、强度和变形特性指标进行分层和分区评价。

(2)填土的堆积时间与组成物质的关系

对于堆积年代较长的素填土、冲填土和由建筑垃圾或性能稳定的工业废料组成的杂填土，当较均匀和较密实时可作为天然地基；由有机质含量较高的生活垃圾和对基础有腐蚀性的工业废料组成的杂填土，不宜作为天然地基。

(3)填土的承载力及稳定性

填土的承载力应结合当地建筑经验、室内外测试结果综合确定。当填土地面的天然坡度大于20％时，应验算其稳定性。

2．地基处理及检验

填土的成分比较复杂，均匀性差，厚度变化大，工程上一般要进行地基处理。常用的地基处理方法有换土垫法，适用于地下水位以上，可减少和调整地基不均匀沉降；机械碾压、重锤夯实及强夯法，适用于加固浅埋的松散低塑性或无粘性填土；挤密法、灰土桩，适用于地下水位以上；砂、碎石桩适用于地下水位以上，处理深度一般可达6～8 m。

填土地基基坑开孔后应进行施工验槽。处理后的填土地基应进行质量检验。常用的检验方法有轻型动力触探、静力触探、取样分析法。对于复合地基，宜进行大面积载荷试验。控制压实填土地基的检验，需随施工进程分层进行。

第六节 多年冻土

一、多年冻土的分级及性质 （一）多年冻土的分级

多年冻土是指含有固态水，且冻结状态持续两年或两年以上的土。我国多年冻土主要分布在青藏高原、帕米尔及西部高山(包括祁连山、阿尔泰山、天山等)，东北大小兴安岭和其他高山的顶部也有零星分布。

多年冻土对工程的主要危害是其融沉性，工程上对其要进行融沉性分级。根据融化下沉系数的大小，多年冻土可划分为不融沉(δ≤1)、弱融沉(1＜δ≤3)、融沉(3<δ≤10)、强融沉(10<δ≤25)和融陷(δ>25)五级。冻土的融化下沉系数δ可按下式计算：

??h1?h2e1?e2??100% (9-5) h11?e1式中：hl、el——冻土试样融化前的高度(mm)和孔隙比； h2、e2——冻土试样融化后的高度(mm)和孔隙比。

根据不同类型的土的总含水量及平均融沉系数，多年冻土可划分为五大类型：少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层，如表4-9所示。