一建市政教材解讀：1K411023 巖土分類與不良土質(zhì)處理方法

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　　1K411023 巖土分類與不良土質(zhì)處理方法

　　一、工程用土分類

　　(一)按土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)分類

　　(1)依據(jù)《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50145---2007，工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤壩填料和地基處理等所涉及的土類，有機(jī)土是指土料中大部分成分為有機(jī)物質(zhì)的土。

　　(2).工程用土的類別根據(jù)下列土的指標(biāo)確定：

　　1)土顆粒組成及其特征;土的分類和土顆粒粒徑關(guān)系如圖1K411023所示。

　　2)土的塑性指標(biāo)：液限( L)、塑限( P)和塑性指數(shù)(IP)。

　　3)土中有機(jī)質(zhì)存在情況。

　　(二)按照土的堅(jiān)實(shí)系數(shù)分類

　　1.一類土，松軟土

　　主要包括砂土、粉土、沖積砂土層、疏松種植土、淤泥(泥炭)等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為0.5～0.6。

　　2.二類土，普通土

　　主要包括粉質(zhì)黏土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，粉土混卵(碎)石;種植土、填土等，堅(jiān)實(shí)系數(shù)為0. 6～0.8。

　　3.三類土，堅(jiān)土

　　主要包括軟及中等密實(shí)黏土，重粉質(zhì)黏土，礫石土，干黃土、含有碎石卵石的黃土、粉質(zhì)黏土;壓實(shí)的填土等;堅(jiān)實(shí)系數(shù)為0. 8～1. O。

　　4.四類土，砂礫堅(jiān)土

　　主要包括堅(jiān)硬密實(shí)的黏性土或黃土，含有碎石卵石的中等密實(shí)的黏性土或黃土，粗卵石;天然級配砂石，軟泥灰?guī)r等;堅(jiān)實(shí)系數(shù)為1.0~1.5。

　　5.五類土，軟石

　　主要包括硬質(zhì)黏土，中密的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土;膠結(jié)不緊的礫巖，軟石灰及貝殼石灰石等;堅(jiān)實(shí)系數(shù)為1.5～4. O。

　　二、土的性能參數(shù)

　　(一)土的工程性質(zhì)

　　1.土的強(qiáng)度性質(zhì)

　　土的工程性質(zhì)除表現(xiàn)為堅(jiān)實(shí)系數(shù)外，還表現(xiàn)在土的強(qiáng)度性質(zhì)。土的強(qiáng)度性質(zhì)除與其顆粒粒徑級配有關(guān)外，還與土的三相(固相、水相和氣相)組成部分之間的比例有關(guān)。固相是以顆粒形式的散體狀態(tài)存在。固、液、氣三相間相互作用對土的工程性質(zhì)有很大的影響。

　　2.土體應(yīng)力應(yīng)變

　　土體應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的復(fù)雜性從根本上講都與土顆粒相互作用有關(guān)，土的密實(shí)狀態(tài)決定其力學(xué)性質(zhì)。通過土中固、液、氣相的相互作用研究還有助于促進(jìn)非飽和土力學(xué)理論的發(fā)展，有助于進(jìn)一步了解各類非飽和土的工程性質(zhì)。

　　(二)路用工程(土)主要性能參數(shù)

　　含水量 ：土中水的質(zhì)量與干土粒質(zhì)量之比，即叫 =Ww/Ws，(%);

　　天然密度ρ土的質(zhì)量與其體積之比，即p=W/V，(g/cm3，t/m3);

　　孔隙比e：土的孔隙體積與土粒體積之比，即e=Vv/Vs;

　　塑限 p：土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為半固體狀態(tài)時(shí)的界限含水量為塑性下限，稱為塑性界限，簡稱塑限;

　　塑性指數(shù)Ip：土的液限與塑限之差值，Ip= L- P，即土處于塑性狀態(tài)的含水量變化范圍，表征土的塑性大小;

　　液性指數(shù)IL：土的天然含水量與塑限之差值對塑性指數(shù)之比值，IL= L- P)/L，

　　h可用以判別土的軟硬程度;IL

　　<1.0軟塑狀態(tài)，IL≥1.0流塑狀態(tài)。

　　孔隙率n：土的孔隙體積與土盯體積(三相)之比，即n=Vv/V,(%)。

　　土的壓縮性指標(biāo)Es：Es=l+ec/a，ec為土的天然孔隙比，儀為從土的自重應(yīng)力至土的自重加附加應(yīng)力段的壓縮系數(shù)。

　　(三)土體的抗剪強(qiáng)度

　　土的強(qiáng)度性質(zhì)通常是指土體的抗剪強(qiáng)度，即土體抵抗剪切破壞的能力。土體會因受拉而開裂，也可因受剪而破壞。土體中各點(diǎn)的力學(xué)性質(zhì)會因其物理狀態(tài)的不均而不同，因此土體的剪切破壞可能是局部的，也可能是整體的。

　　道路工程中不良土質(zhì)路基需解決的主要問題是提高地基承載力、土坡穩(wěn)定性等，處理方法選擇應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，因地制宜確定。

　　三、不良土質(zhì)路基的處理方法

　　(1)淤泥、淤泥質(zhì)土及天然強(qiáng)度低、壓縮性高、透水性小的黏土統(tǒng)稱為軟土。由淤泥、淤泥質(zhì)土、水下沉積的飽和軟黏土為主組成的軟土在我國南方有廣泛分布，這些土都具有天然含水量較高、孔隙比大、透水性差、壓縮性高、強(qiáng)度低等特點(diǎn)。軟土地區(qū)路基的主要破壞形式是沉降過大引起路基開裂。在較大荷載作用下，地基易發(fā)生整體剪切、局部剪切或刺人破壞，造成路面沉降和路基失穩(wěn);孔隙水壓力過載(來不及消散)、剪切變形過大，會造成路基邊坡失穩(wěn)。

　　軟土基處理施工方法有數(shù)十種，常用的處理方法有表層處理法、換填法、重壓法、垂直排水固結(jié)法等;具體可采取置換土、拋石擠淤、砂墊層置換、反壓護(hù)道、砂樁、粉噴樁、塑料排水板及土工織物等處理措施。除選擇就地處理方法時(shí)應(yīng)滿足安全可靠的要求外，還應(yīng)綜合考慮工程造價(jià)、施工技術(shù)和工期等因素，選擇一種或數(shù)種方法綜合應(yīng)用。

　　(2)濕陷性黃土土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育。在未受水浸濕時(shí)，一般強(qiáng)度較高，壓縮性較小。但在一定壓力下受水浸濕，土結(jié)構(gòu)會迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強(qiáng)度迅速降低。由于存在大量節(jié)理和裂隙，故黃土的抗剪強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的各向異性?？赡墚a(chǎn)生的主要病害有路基變形、凹陷、開裂，道路邊坡崩塌、剝落，道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部易被水沖蝕成土洞和暗河。為保證路基穩(wěn)定，在濕陷性黃土地區(qū)施工應(yīng)注意采取特殊的加固措施，減輕或消除其濕陷性。

　　濕陷性黃土路基處理施工除采用防止地表水下滲的措施外，可根據(jù)工程具體情況采取換土法、強(qiáng)夯法、擠密法、預(yù)浸法、化學(xué)加固法等因地制宜進(jìn)行處理，并采取防沖、截排、防滲等防護(hù)措施。加筋土擋土墻是濕陷性黃土地區(qū)得到迅速推廣的有效防護(hù)措施。

　　(3)具有吸水膨脹或失水收縮特性的高液限黏土稱為膨脹土。該類土具有較大的塑性指數(shù)，在堅(jiān)硬狀態(tài)下工程性質(zhì)較好。但其顯著的脹縮特性可使路基發(fā)生變形、位移、開裂、隆起等嚴(yán)重破壞。

　　膨脹土路基主要應(yīng)解決的問題是減輕和消除脹縮性對路基的危害。可采取的措施包括：用灰土樁、水泥樁或用其他無機(jī)結(jié)合料對膨脹土路基進(jìn)行加固和改良;換填或堆載預(yù)壓對路基進(jìn)行加固;同時(shí)應(yīng)對路基的采取防水和保濕措施，如設(shè)置排水溝，設(shè)置不透水面層結(jié)構(gòu)，在路基中設(shè)不透水層，在路基裸露的邊坡等部位植草、植樹等;調(diào)節(jié)路基內(nèi)干濕循環(huán)，減少坡面徑流，并增強(qiáng)坡面的防沖刷、防變形、防溜塌和滑坡能力。

　　(4)凍土分為季節(jié)性凍土和多年性凍土兩大類。凍土在凍結(jié)狀態(tài)強(qiáng)度較高、壓縮性較低。融化后承載力急劇下降，壓縮性提高，地基容易產(chǎn)生融沉。凍脹也對地基產(chǎn)生不利影響。一般土顆粒愈細(xì)，含水量愈大，土的凍脹和融沉性愈大，反之愈小。在城市道路中，土基凍脹量與凍土層厚度成正比。土質(zhì)及壓實(shí)度的不均勻也容易發(fā)生不均勻融沉。

　　對于季節(jié)性凍土，為了防止路面因路基凍脹而發(fā)生變形破壞，在路基施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　1)應(yīng)盡量減少和防止道路兩側(cè)地表水或地下水在凍結(jié)前或凍結(jié)過程中滲入到路基頂部，可增加路基總高度，使其滿足最小填土高度要求。

　　2)選用不發(fā)生凍脹的路面結(jié)構(gòu)層材料。根據(jù)不同路面材料、土基及路面下的冰凍深度與溫度之間的關(guān)系，控制土基凍層厚度不超過一定限度，以便凍脹量不超過允許值。

　　3)對于不滿足防凍脹要求的結(jié)構(gòu)，可采用調(diào)整結(jié)構(gòu)層的厚度或采用隔溫性能好的材料等措施來滿足防凍脹要求。多孔礦渣是較好的隔溫材料。

　　4)為防止不均勻凍脹，防凍層厚度(包括路面結(jié)構(gòu)層)應(yīng)不低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。