幾種特殊土地基上的基礎(chǔ)工程

幾種特殊土地基上的基礎(chǔ)工程

特殊土的概念：具有特殊工程性質(zhì)的土類稱為特殊土。特殊土種類很多，大部分都具有地區(qū)特點，故又有區(qū)域性特殊土之稱。

特殊土的種類：我國主要的區(qū)域性特殊土包括濕陷性黃土、膨脹土、軟土和凍土等。

第一節(jié)濕陷性黃土地基一、黃土的特征和分布黃土具有以下全部特征：1.顏色以黃色、褐黃色為主，有時呈灰黃色；2.顆粒組成以粉粒(0.05~0.005mm)為主，含量一般在60%以上，幾乎沒有粒徑大于0.25mm的顆粒；3.孔隙比較大，一般在1.0左右；4.富含碳酸鈣鹽類；5.垂直節(jié)理發(fā)育；6.一般有肉眼可見的大孔隙。7-1黃土的特征和分布黃土的分類7-1黃土的特征和分布

濕陷性黃土：凡天然黃土在一定壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著的濕陷變形，強度也隨之降低的，稱為濕陷性黃土。濕陷性黃土分為自重濕陷性和非自重濕陷性兩種。

自重濕陷性黃土：黃土受水浸濕后，在上覆土層自重應(yīng)力作用下發(fā)生濕陷的稱自重濕陷性黃土；

非自重濕陷性黃土：若在自重應(yīng)力作用下不發(fā)生濕陷，而需在自重和外荷共同作用下才發(fā)生濕陷的稱為非自重濕陷性黃土。黃土的分布

黃土分布很廣，面積達1300萬平方公里，約占陸地總面積的9.3%。世界各大洲黃土覆蓋面積占總面積的比例為：歐洲7%，北美5%，南美10%，亞洲3%，此外，在澳大利亞、北非也有零星分布。我國黃土分布面積635280平方公里，占世界黃土分布總面積的4.9%左右，主要分布在北緯33~47度，以34~45度之間最為發(fā)育，屬于干旱、半干旱氣候類型。我國濕陷性黃土分布面積約占我國黃土分布總面積的60%左右，為27萬平方公里，大部分在黃土中游地區(qū)，北起長城附近，南達秦嶺，西自烏鞘嶺，東至太行山，即北緯34~41度，東經(jīng)102~114度之間。

7-1黃土的特征和分布二、黃土濕陷發(fā)生的原因和影響因素7-1黃土的特征和分布

黃土濕陷的原因：

由于管道（或水池）漏水、地面積水、生產(chǎn)和生活用水等滲入地下，或由于降水量較大，灌溉渠和水庫的滲漏或回水使地下水位上升等原因而引起。

受水浸濕只是濕陷發(fā)生所必需的外界條件，而黃土的結(jié)構(gòu)特征及其物質(zhì)成分是產(chǎn)生濕陷性的內(nèi)在原因。

黃土的濕陷性還與孔隙比、含水率以及所受壓力的大小有關(guān)。三、黃土濕陷性的判定和地基的評價（一）黃土濕陷性的判定

黃土濕陷性在國內(nèi)外都采用濕陷系數(shù)s值來判定，s可通過室內(nèi)浸水壓縮試驗測定。把保持天然含水量和結(jié)構(gòu)的黃土土樣裝入側(cè)限壓縮儀內(nèi)，逐級加壓，達到規(guī)定試驗壓力，土樣壓縮穩(wěn)定后，進行浸水，使含水量接近飽和，土樣又迅速下沉，再次達到穩(wěn)定，得到浸水后土樣高度，由下式求得土的濕陷系數(shù)s7-1黃土的特征和分布（7-1）

按照國內(nèi)各地經(jīng)驗采用s=0.015作為濕陷性黃土的界限值，s≥0.015定為濕陷性黃土，否則為非濕陷性黃土。濕陷性土層的厚度也是用此界限值確定的。一般認為0.015≤

s≤0.03為弱濕陷性黃土，0.03<s≤0.07為中等濕陷性黃土，s>0.07為強濕陷性黃土。7-1黃土的特征和分布（二）濕陷性黃土地基濕陷類型的劃分

自重濕陷性黃土浸水后，在其上覆土自重壓力作用下，迅速發(fā)生比較強烈的濕陷，要求采取較非自重濕陷性黃土地基更有效的措施，保證橋涵等建筑物的安全和正常使用?！稘裣菪渣S土地區(qū)建筑規(guī)范》用計算自重濕陷量zs來劃分這兩種濕陷類型的地基，zs(cm)按下式計算7-1黃土的特征和分布

（7-2）（三）濕陷性黃土地基濕陷等級的判定

濕陷性黃土地基的濕陷等級，即地基土受水浸濕，發(fā)生濕陷的程度，可以用地基內(nèi)各土層濕陷下沉穩(wěn)定后所發(fā)生濕陷量的總和（總濕陷量）來衡量，總濕陷量越大，對橋涵等建筑物的危害性越大，其設(shè)計、施工和處理措施要求也應(yīng)越高?！稘裣菪渣S土地區(qū)建筑規(guī)范》對地基總濕陷量s（cm）用下式計算：7-1黃土的特征和分布

（7-3）濕陷性黃土地地基的濕陷等級，可根據(jù)地基基總濕陷量s和計算自重濕濕陷量zs綜合，按下表表判定。當(dāng)s小于5cm時，可按非濕濕陷性黃土地地基進行設(shè)計計和施工。也也可以采用野野外浸水荷載載試驗確定黃黃土地基的濕濕陷系數(shù)、濕濕陷類型和等等級，但工作作量較大，較較少采用，僅僅對自重濕陷陷性黃土地基基的鑒別，有有較大參考價價值。7-1黃土的特征和和分布四、濕陷性黃黃土地基的處處理濕陷性黃土地地基處理的方方法很多，在在不同的地區(qū)區(qū)，根據(jù)不同同的地基土質(zhì)質(zhì)和不同的結(jié)結(jié)構(gòu)物，地基基處理應(yīng)選用用不同的處理理方法。在勘勘察階段，經(jīng)經(jīng)過現(xiàn)場取樣樣，以試驗數(shù)數(shù)據(jù)進行分析析，判定屬于于自重濕陷性性黃土還是非非自重濕陷性性黃土，以及及濕陷性黃土土層的厚度、、濕陷等級、、類別后，通通過經(jīng)濟分析析比較，綜合合考慮工藝環(huán)環(huán)境、工期等等諸多方面的的因素。最后后選擇一個最最合適的地基基處理方法，，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)設(shè)計后，確保保滿足處理后后的地基具有有足夠的承載載力和變形條條件的要求。。7-1黃土的特征和和分布重錘表層夯實實和強夯土墊層土擠密樁樁基礎(chǔ)化學(xué)加固法其它加固方法法(預(yù)浸水法、熱熱加固法、水水下爆破法、、電火花加固固法）7-1黃土的特征和和分布濕陷性黃土的的處理方法：：《濕陷性黃土地地區(qū)建筑規(guī)范范》（GB50025-2004）規(guī)定，濕陷性性黃土地基承承載力特征值值，應(yīng)根據(jù)地地基載荷試驗驗及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗驗數(shù)據(jù)確定。。7-1黃土的特征和和分布五、濕陷性黃黃土地基的承承載力特征值值和沉降計算算當(dāng)基礎(chǔ)寬度大大于3m或埋置深度大大于1.5m時，地基承載載力特征值應(yīng)應(yīng)按下式修正正：（7-4）7-1黃土的特征和和分布對進行消除全全部濕陷性處處理的地基，，可不再計算算濕陷量（但但仍應(yīng)計算下下臥層的壓縮縮變形）；對進行消除部部分濕陷性處處理的地基，，應(yīng)計算地基基在處理后的的剩余濕陷量量；對僅進行行結(jié)構(gòu)處理或或防水處理的的濕陷性黃土土地基應(yīng)計算算其全部濕陷陷量。壓縮變形計算算可參照本書書第二章內(nèi)容容進行，濕陷陷量計算可參參照式（7-3）進行。壓縮縮沉降及濕陷陷量之和如超超過沉降容許許值時，還必必須采取減少少沉降量、濕濕陷量措施。。第二節(jié)膨膨脹土地基膨脹土是土中粘粒成成分主要由親親水性礦物組組成，同時具具有顯著的吸吸水膨脹和失失水收縮兩種種變形特性的的黏性土。眾所周知，一一般粘性土也也都有膨脹、、收縮特性，，但其量不大大，對工程沒沒有太大的實實際意義；而而膨脹土的膨膨脹——收縮——再膨脹的周期期性變形特性性非常顯著，，并常給工程程帶來危害，，因而工程上上將其從一般般粘性土中區(qū)區(qū)別出來，作作為特殊土對對待。7-2膨脹土地基膨脹土在我國國分布范圍很很廣，據(jù)現(xiàn)有有的資料，廣廣西、云南、、湖北、安徽徽、四川、河河南、山東等等20多個省、自治治區(qū)、市均有有膨脹土。國國外也一樣，，如美國，50個州中有膨脹脹土的占40個州，此外在在印度、澳大大利亞、南美美洲、非洲和和中東廣大地地區(qū)，也都有有不同程度的的分布。目前前膨脹土的工工程問題，已已成為世界性性的研究課題題。7-2膨脹土地基一、膨脹土的的判別和膨脹脹土地基的脹脹縮等級（一）影響膨膨脹土脹縮特特性的主要因因素影響膨脹土脹脹縮性質(zhì)的內(nèi)內(nèi)在機制：主要是指礦物物成分及微觀觀結(jié)構(gòu)兩方面面。礦物成分：膨脹土含大量量的活性粘土土礦物，如蒙蒙脫石和伊利利石，尤其是是蒙脫石，比比表面積大，，在低含水量量時對水有巨巨大的吸力，，土中蒙脫石石含量的多寡寡直接決定著著土的脹縮性性質(zhì)的大小。。微觀結(jié)構(gòu)：這些礦物成分分在空間上的的聯(lián)結(jié)狀態(tài)也也影響其脹縮縮性質(zhì)。經(jīng)對對大量不同地地點的膨脹土土掃描電鏡分分析得知，面面——面連接的疊聚聚體是膨脹土土的一種普遍遍的結(jié)構(gòu)形式式，這種結(jié)構(gòu)構(gòu)比團粒結(jié)構(gòu)構(gòu)具有更大的的吸水膨脹和和失水吸縮的的能力。7-2膨脹土地基影響膨脹土脹脹、縮性質(zhì)的的最大外界因因素是水對膨膨脹土的作用用，或者更確切地地說，水分的的遷移是控制制土脹、縮特特性的關(guān)鍵外外在因素。因因為只有土中中存在著可能能產(chǎn)生水分遷遷移的梯度和和進行水分遷遷移的途徑，，才有可能引引起土的膨脹脹或收縮。盡盡管某一種粘粘土具有潛在在的較高的膨膨脹勢，但如如果它的含水水量保持不變變，則不會有有體積變化發(fā)發(fā)生；相反，，含水量的輕輕微變化，哪哪怕只是1%~2%的量值，實踐踐證明就足以以引起有害的的膨脹。因此此，判斷膨脹脹土的脹縮性性指標(biāo)都是反反映含水量變變化時膨脹土土的脹縮量及及膨脹力大小小的。7-2膨脹土地基（二）膨脹土土的脹縮性指指標(biāo)1．自由膨脹率率ef將人工制備的的磨細烘干土土樣，經(jīng)無頸頸漏斗注入量量杯，量其體體積，然后倒倒入盛水的量量筒中，經(jīng)充充分吸水膨脹脹穩(wěn)定后，再再測其體積。。增加的體積積與原體積的的比值ef稱為自由膨脹脹率。7-2膨脹土地基2．膨脹率ep與膨脹力Pe膨脹率表示原原狀土在側(cè)限限壓縮儀中，，在一定壓力力下，浸水膨膨脹穩(wěn)定后，，土樣增加的的高度與原高高度之比。7-2膨脹土地基以各級壓力下下的膨脹率ep為縱坐標(biāo)，壓壓力p為橫坐標(biāo)，將將試驗結(jié)果繪繪制成p-ep關(guān)系曲線，該該曲線與橫坐坐標(biāo)的交點Pe稱為試樣的膨膨脹力，膨脹脹力表示原狀狀土樣，在體體積不變時，，由于浸水膨膨脹產(chǎn)生的最最大內(nèi)應(yīng)力。。膨脹力在選選擇基礎(chǔ)型式式及基底壓力力時，是個很很有用的指標(biāo)標(biāo)。在設(shè)計上上如果希望減減少膨脹變形形，應(yīng)使基底底壓力接近于于膨脹力。7-2膨脹土地基3．線縮率sr與收縮系數(shù)s膨脹土失水收收縮，其收縮縮性可用線縮縮率與收縮系系數(shù)表示。線線縮率sr是指土土的豎豎向收收縮變變形與與原狀狀土樣樣高度度之比比。表表示為為：7-2膨脹土土地基基（7-7）根據(jù)不不同時時刻的的線縮縮率及及相應(yīng)應(yīng)含水水量，，可繪繪成收收縮曲曲線，，利用用直線線收縮縮段可可求得得收縮縮系數(shù)數(shù)s，其定定義為為：原原狀土土樣在在直線線收縮縮階段段內(nèi)，，含水水量每每減少少1%時所對對應(yīng)的的線縮縮率的的改變變值，，即：：7-2膨脹土土地基基（7-8）（三））膨脹脹土的的判別別《膨脹土土規(guī)范范》中規(guī)定定，凡凡具有有下列列工程程地質(zhì)質(zhì)特征征的場場地，，且自自由膨膨脹率率ef≥40%的土應(yīng)應(yīng)判定定為膨膨脹土土。1．裂隙發(fā)發(fā)育，，常有有光滑滑面和和擦痕痕，有有的裂裂隙中中充填填著灰灰白、、灰綠綠色粘粘土。。在自自然條條件下下呈堅堅硬或或硬塑塑狀態(tài)態(tài)；2．多出露露于二二級或或二級級以上上階地地、山山前和和盆地地邊緣緣丘陵陵地帶帶，地地形平平緩，，無明明顯自自然陡陡坎；；3．常見淺淺層塑塑性滑滑坡、、地裂裂，新新開挖挖坑（（槽））壁易易發(fā)生生坍塌塌等；；4．建筑物物裂縫縫隨氣氣候變變化而而張開開和閉閉合。。7-2膨脹土土地基基（四））膨脹脹土地地基評評價我國《膨脹土土規(guī)范范》規(guī)定以以50kPa壓力下下測定定的土土的膨膨脹率率，計計算地地基分分級變變形量量，作作為劃劃分脹脹縮等等級的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，表表7-3給出了了膨脹脹土地地基的的脹縮縮等級級。7-2膨脹脹土土地地基基膨脹脹土土地地基基的的脹脹縮縮等等級級表表7-3地基分級變形量se（mm）級別破壞程度15≤se＜35Ⅰ輕微35≤se＜70Ⅱ中等se≥70Ⅲ嚴(yán)重(五））膨膨脹脹土土地地基基變變形形量量計計算算可按按下下列列3種情情況況分分別別計計算算：：①當(dāng)當(dāng)離離地地表表1m處地地基基土土的的天天然然含含水水率率等等于于或或接接近近最最小小值值時時，，或或地地面面有有覆覆蓋蓋且且無無蒸蒸發(fā)發(fā)可可能能時時，，以以及及建建筑筑物物在在使使用用期期間間經(jīng)經(jīng)常常受受水水浸浸濕濕的的地地基基，，可可按按膨膨脹脹變變形形量量計計算算；；②當(dāng)當(dāng)離離地地表表1m處地地基基土土的的天天然然含含水水率率大大于于1.2倍塑塑限限含含水水率率時時，，或或直直接接受受高高溫溫作作用用的的地地基基，，可可按按收收縮縮變變形形量量計計算算；；③其其它它情情況況下下可可按按脹脹縮縮變變形形量量計計算算。。7-2膨脹脹土土地地基基7-2膨脹脹土土地地基基1．地地基基土土的的膨膨脹脹變變形形量量se（7-9）2．地地基基土土的的收收縮縮變變形形量量ss（7-10）3．地地基基土土的的脹脹縮縮變變形形量量s（7-13）（7-13）二、、膨膨脹脹土土地地基基承承載載力力7-2膨脹脹土土地地基基在確確定定膨膨脹脹土土地地基基承承載載力力時時，，應(yīng)應(yīng)綜綜合合考考慮慮以以上上諸諸多多規(guī)規(guī)律律及及其其影影響響因因素素，，通通過過現(xiàn)現(xiàn)場場膨膨脹脹土土的的原原位位測測試試資資料料，，結(jié)結(jié)合合橋橋涵涵地地基基的的工工作作環(huán)環(huán)境境綜綜合合確確定定，，在在一一般般條條件件不不具具備備的的情情況況下下，，也也可可參參考考現(xiàn)現(xiàn)有有研研究究成成果果，，初初步步選選擇擇合合適適的的承承載載力力基基本本容容許許值值，，再再進進行行必必要要的的修修正正。。三、、膨膨脹脹土土地地區(qū)區(qū)橋橋涵涵基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程問問題題及及設(shè)設(shè)計計與與施施工工要要點點7-2膨脹土地地基（一）膨膨脹土地地基上的的橋涵工工程問題題在膨脹土土地基上上的橋梁梁附屬工工程，如如橋臺、、護坡、、橋的兩兩端與填填土路堤堤之間的的結(jié)合部部位等，，各種工工程問題題存在比比較普遍遍，變形形病害也也較嚴(yán)重重。涵洞因基基礎(chǔ)埋置置深度較較淺，自自重荷載載又較小小，一方方面直接接受地基基土脹縮縮變形影影響，另另一方面面還受洞洞頂回填填膨脹土土不均勻勻沉降與與膨脹壓壓力的影影響，故故變形破破壞比較較普遍。。無論橋基基或涵基基，在施施工開挖挖基坑中中由于膨膨脹土產(chǎn)產(chǎn)生的施施工效應(yīng)應(yīng)，也常常造成基基坑開裂裂、坍塌塌，或受受水浸濕濕軟化等等。7-2膨脹土地地基（二）膨膨脹土地地基上橋橋涵基礎(chǔ)礎(chǔ)工程設(shè)設(shè)計與施施工應(yīng)采采取的措措施1．換土墊墊層2．合理選選擇基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置深深度3．石灰灌灌漿加固固4．合理選選用基礎(chǔ)礎(chǔ)類型5．合理選選擇施工工方法第三節(jié)凍凍土土地區(qū)基基礎(chǔ)工程程凍土的定定義凍土是一一種溫度度低于零零攝氏度度且含有有冰的巖巖土。凍凍土是一一種對溫溫度十分分敏感且且性質(zhì)不不穩(wěn)定的的土體。。凍土中中的冰可可以冰晶晶或冰層層的形式式存在，，冰晶可可以小到到微米甚甚至納米米級，冰冰層可厚厚到米或或百米級級，從而而構(gòu)成成凍土中中五花八八門、千千姿百態(tài)態(tài)的冷生生構(gòu)造。。根據(jù)凍土土凍結(jié)延延續(xù)時間間可分為為季節(jié)性凍凍土和多年凍土土兩大類。。7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程凍土的分分布7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程季節(jié)性凍凍土在我我國分布布很廣，，東北、、華北、、西北是是季節(jié)性性凍結(jié)層層厚0.5m以上的主主要分布布地區(qū)；；多年凍凍土主要要分布在在黑龍江江的大小小興安嶺嶺一帶，，內(nèi)蒙古古緯度較較大地區(qū)區(qū)，青藏藏高原部部分地區(qū)區(qū)與甘肅肅、新疆疆的高山山區(qū)，其其厚度從從不足一一米到幾幾十米。。一、季節(jié)節(jié)性凍土土基礎(chǔ)工工程（一）季季節(jié)性凍凍土按凍凍脹性的的分類對季節(jié)性性凍土按按凍脹變變形量大大小結(jié)合合對建筑筑物的危危害程度度分為五五類，以以野外凍凍脹觀測測得出的的凍脹系系數(shù)Kd為分類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。Ⅰ類不凍脹脹土：Kd＜1%，凍結(jié)時時基本無無水分遷遷移，凍凍脹變形形很小，，對各種種淺埋基基礎(chǔ)無任任何危害害。Ⅱ類弱凍脹脹土：1%＜Kd≤3.5%，凍結(jié)時時水分遷遷移很少少，地表表無明顯顯凍脹隆隆起，對對一般淺淺埋基礎(chǔ)礎(chǔ)也無危危害。7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程（7-14）Ⅲ類凍脹土土：3.5%＜Kd≤6%，凍結(jié)時時水分有有較多遷遷移，形形成冰夾夾層，如如建筑物物自重輕輕、基礎(chǔ)礎(chǔ)埋置過過淺，會會產(chǎn)生較較大的凍凍脹變形形，凍深深大時會會由于切切向凍脹脹力而使使基礎(chǔ)上上拔。Ⅳ類強凍脹脹土：6%＜Kd≤13％，凍結(jié)時水水分大量量遷移，，形成較較厚冰夾夾層，凍凍脹嚴(yán)重重，即使使基礎(chǔ)埋埋深超過過凍結(jié)線線，也可可能由于于切向凍凍脹力而而上拔。。Ⅴ類特強凍凍脹土：：Kd＞13％，凍脹脹量很大大，是使使橋梁基基礎(chǔ)凍脹脹上拔破破壞的主主要原因因7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程（二）考考慮地基基土凍脹脹影響橋橋涵基礎(chǔ)礎(chǔ)最小理理置深度度的確定定對有些凍凍脹土可可將建筑筑物的基基礎(chǔ)底面面埋在凍凍結(jié)線以以上某一一深度，，使基底底下保留留的季節(jié)節(jié)性凍土土層產(chǎn)生生的凍脹脹量小于于建筑物物的容許許變形值值?；椎鬃钚÷衤裰蒙疃榷瓤捎糜孟率奖肀磉_：7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程（7-15）（7-16）（三）剛剛性擴大大基礎(chǔ)及及樁基礎(chǔ)礎(chǔ)抗凍拔拔穩(wěn)定性性的驗算算1．剛性擴擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)抗凍拔拔穩(wěn)定性性驗算7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程按上述原原則確定定基礎(chǔ)埋埋置深度度后，基基底法向向凍脹力力由于允允許凍脹脹變形而而基本消消失。考考慮基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面切切向（垂垂直與凍凍結(jié)鋒面面且平行行于基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面））凍脹力力的抗凍凍拔穩(wěn)定定性按下下式計算算（圖7-7）。圖7-7考慮基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面切切向凍脹脹力的抗凍拔拔驗算2．樁（柱柱）基礎(chǔ)礎(chǔ)抗凍拔拔穩(wěn)定性性驗算：：7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程（四）基基礎(chǔ)薄弱弱截面的的強度驗驗算7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程當(dāng)切向凍凍脹力較較大時，，應(yīng)驗算算基樁在在未（少少）配筋筋處抗拉拉斷的能能力。（五）防防凍脹措措施目前多從從減少凍凍脹力和和改善周周圍凍土土的凍脹脹性來防防治凍脹脹。1．基礎(chǔ)四四側(cè)換土土，采用用較純凈凈的砂、、砂礫石石等粗顆顆粒土換換填基礎(chǔ)礎(chǔ)四周凍凍土，填填土夯實實；7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程2．改善基基礎(chǔ)側(cè)表表面平滑滑度，基基礎(chǔ)必須須澆筑密密實，具具有平滑滑表面。?；A(chǔ)側(cè)側(cè)面在凍凍土范圍圍內(nèi)還可可用工業(yè)業(yè)凡士林林、渣油油等涂刷刷以減少少切向凍凍脹力。。對樁基基礎(chǔ)也可可用混凝凝土套管管來減除除切向凍凍脹力（（圖7-8）。圖7-8采用混凝凝土套管管的樁7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程3．選用抗抗凍脹性性基礎(chǔ)改改變基礎(chǔ)礎(chǔ)斷面形形狀，利利用凍脹脹反力的的自錨作作用增加加基礎(chǔ)抗抗凍拔的的能力（（圖7-9）。圖7-9a）混凝土土墩式基基礎(chǔ)b）錨固擴擴大基礎(chǔ)礎(chǔ)c）錨固爆爆擴樁7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程二、多年年凍土地地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（一）多多年凍土土按其融融沉性的的等級劃劃分多年凍土土的融沉沉性是評評價其工工程性質(zhì)質(zhì)的重要要指標(biāo)，，可用融融化下沉沉系數(shù)A作為分級級的直接接控制指指標(biāo)。Ⅰ級（不融融沉）：：A≤1%，是僅次次于巖石石的地基基土，在在其上修修筑建筑筑物時可可不考慮慮凍融問問題。Ⅱ級（弱融融沉）：：1%＜A≤3%，是多年年凍土中中較好的的地基土土，可直直接作為為建筑物物的地基基，當(dāng)控控制基底底最大融融化深度度在3m以內(nèi)時，，建筑物物不會遭遭受明顯顯融沉破破壞。7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程Ⅲ級（融沉沉）：3%＜A≤10%，具有較較大的融融化下沉沉量而且且冬季回回凍時有有較大凍凍脹量。。作為地地基的一一般基底底融深不不得大于于1m，并采取取專門措措施，如如深基、、保溫防防止基底底融化等等。Ⅳ級（強融融沉）：：10%＜A≤25%，融化下下沉量很很大，因因此施工工、運營營時內(nèi)不不允許地地基發(fā)生生融化，，設(shè)計時時應(yīng)保持持凍土不不融或采采用樁基基礎(chǔ)。Ⅴ級（融陷陷）：A＞25%，為含土土冰層，，融化后后呈流動動、飽和和狀態(tài)，，不能直直接作地地基，應(yīng)應(yīng)進行專專門處理理。7-3凍土地區(qū)區(qū)基礎(chǔ)工工程（二）多多年凍土土地基設(shè)設(shè)計原則則1．保持凍凍結(jié)原則則2．容許融化原原則（三）多年凍凍土地基承載載力容許值的的確定制作完成的散散熱器7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程公路兩旁的散散熱器7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（四）多年凍凍土融沉計算算凍土地基總?cè)谌诔亮坑蓛刹坎糠纸M成：一是凍土解凍凍后冰融化體體積縮小和部部分水在融化化過程中被擠擠出，土粒重重新排列所產(chǎn)產(chǎn)生的下沉量量；二是融化完成成后，在土自自重和恒載作作用下產(chǎn)生的的壓縮下沉。。最終沉降量量s(m)計算如下：7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（五）多年凍凍土地基基樁樁承載力的確確定采取保持凍結(jié)結(jié)原則時，多多年凍土地基基基樁軸向承承載力容許值值由季節(jié)融土土層的摩阻力力F1（冬季則變成成切向凍脹力力）、多年凍凍土層內(nèi)樁側(cè)側(cè)凍結(jié)力F2和樁尖反力R三部分組成如如圖7-10所示。其中樁樁與樁側(cè)土的的凍結(jié)力是承承載力的主要要部分。多年年凍土地基基基樁的承載力力主要通過試試樁的靜載試試驗來確定。。圖7-10樁軸向承載力力示意7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（六）多年凍凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)抗拔驗算多年凍土地基基墩、臺和基基礎(chǔ)（含條形形基礎(chǔ)）抗凍凍拔穩(wěn)定性按按下列公式驗驗算：7-3凍土地區(qū)基礎(chǔ)礎(chǔ)工程（七）防融沉沉措施1．換填基底土土2．選擇好施工工季節(jié)3．選擇好基礎(chǔ)礎(chǔ)形式4．注意隔熱措措施第四節(jié)地地震區(qū)的基礎(chǔ)礎(chǔ)工程我國地處環(huán)太太平洋地震帶帶和地中海南南亞地震帶之之間，是個地地震頻發(fā)的國國家，從歷史史看，全國曾曾有1600個縣（市）先先后發(fā)生過地地震。這些地地震對我國人人民的生命財財產(chǎn)和社會主主義建設(shè)造成成巨大的損失失。橋梁、道道路建筑物遭遭到地震破壞壞的相當(dāng)多，，由此還造成成交通中斷，，對災(zāi)區(qū)的救救援工作發(fā)生生困難。綜合合分析已發(fā)生生的地震對橋橋梁、道路建建筑物發(fā)生的的危害，其中中很多是由于于其地基與基基礎(chǔ)遭到震壞壞而使整個建建筑物嚴(yán)重損損壞的。一、地基與基基礎(chǔ)的震害（一）地基土土的液化地震時地基土土的液化是指指地面以下，，一定深度范范圍內(nèi)（一般般指20m）的飽和粉粉細砂土、、亞砂土層層，在地震震過程中出出現(xiàn)軟化、、稀釋、失失去承載力力而形成類類似液體性性狀的現(xiàn)象象。它使地面下下沉，土坡坡滑坍，地地基失效、、失穩(wěn)，天天然地基和和摩擦樁上上的建筑物物大量下沉沉、傾斜、、水平位移移等損害。1．砂土液化化機理及影影響因素容易產(chǎn)生液液化的土類類：地震時土層層液化較多多發(fā)生在飽飽和松散的的粉、細砂砂和亞砂土土（塑性指指數(shù)小于7，黏土顆粒粒含量小于于10%）。相對密密度小于0.65的松散砂土土，7度烈度的地地震即會液液化；相對對密度大于于0.75的砂土，即即使8度地震也不不液化。影響砂土振振動液化的的主要因素素為：地震烈度，，震動持續(xù)續(xù)時間，土土層的埋深深，土的粒粒度成分、、密實度、、飽和度及及黏土顆粒粒含量等。。2．砂土液化化可能性的的判別我國《公路橋梁抗抗震設(shè)計細細則》（JTG/TB02-01——2008）（以下簡簡稱《公橋抗震細細則》）根據(jù)國內(nèi)內(nèi)調(diào)查資料料和國內(nèi)外外現(xiàn)場試驗驗資料，對對地基土液液化可能性性先按現(xiàn)場場條件，運運用經(jīng)驗對對比方法初初步判定，，再通過現(xiàn)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫貫入試驗進進一步判定定，3．砂土液化化的危害砂土液化使使地基失效效、失穩(wěn)，，喪失強度度和承載能能力，發(fā)生生大的沉降降和不均勻勻沉降，使使基礎(chǔ)連同同整個建筑筑物沉陷、、傾斜、開開裂，甚至至倒塌。在在我國沿海海及平原地地區(qū)，地基基的震害主主要是由于于地基土液液化造成的的。此外，，砂土液化化常隨伴岸岸坡、邊坡坡的滑塌，，地基的噴噴砂冒水，，使道路、、橋梁墩臺臺、道路擋擋土建筑物物等遭到損損壞。（二）地基基與基礎(chǔ)的的震沉，邊邊坡的滑坍坍以及地裂裂軟弱黏性土土和松散砂砂土地基，，在地震作作用下，結(jié)結(jié)構(gòu)被擾動動，強度降降低，產(chǎn)生生附加的沉沉陷（土層層的液化也也會引起地地基的沉陷陷），且往往往是不均均勻的沉陷陷，使建筑筑物遭到破破壞。我國國沿海地區(qū)區(qū)及較大河河流下游的的軟土地區(qū)區(qū)，震沉往往往也是主主要的地基基震害陡峻山區(qū)土土坡，層理理傾斜或有有軟弱夾層層等不穩(wěn)定定的邊坡、、岸坡等，，在地震時時由于附加加水平力的的作用或土土層強度的的降低而發(fā)發(fā)生滑動（（有時規(guī)模模較大），，會導(dǎo)致修修筑在其上上或鄰近的的建筑物遭遭到損壞。。（三）基礎(chǔ)礎(chǔ)的其他震震害除了因地基基失效、失失穩(wěn)、沉陷陷、滑動、、開裂而使使基礎(chǔ)遭受受損壞外，，在較大的的地震作用用下，基礎(chǔ)礎(chǔ)也常因其其本身強度度、穩(wěn)定性性不足抗衡衡附加的地地震作用力力而發(fā)生斷斷裂、折損損、傾斜等等損壞。剛性擴大基基礎(chǔ)如埋置置深度較淺淺時，會在在地震水平平力作用下下發(fā)生移動動或傾覆。。二、基礎(chǔ)工工程抗震設(shè)設(shè)計（一）基礎(chǔ)礎(chǔ)工程抗震震設(shè)計的基基本要求《公路工程抗抗震設(shè)計規(guī)規(guī)范》（JTJ004—89）根據(jù)建筑筑物所屬公公路等級和和所處地質(zhì)質(zhì)條件，要要求發(fā)生相相當(dāng)基本裂裂度地震時時，建筑物物位于一般般地段的高高速公路和和一級公路路，經(jīng)一般般整修即可可正常使用用；位于一一般地段的的二級公路路及位于軟軟弱黏性土土層或液化化土層上的的高速公路路和一級公公路建筑物物經(jīng)短期搶搶修即可恢恢復(fù)使用；；三、四級級公路工程程和位于抗抗震危險地地段的軟弱弱黏性土層層或液化土土層上的二二級公路以以及位于抗抗震危險地地段的高速速公路和一一級公路應(yīng)應(yīng)保證橋梁梁、隧道及及重要的構(gòu)構(gòu)造物不發(fā)發(fā)生嚴(yán)重破破壞。（二）選擇擇對抗震有有利的場地地、地基《公橋抗震細細則》歸納我國地地震災(zāi)害和和抗震工程程經(jīng)驗，并并參考許多多國外場地地分類方法法，提出如如下分類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。按地形、地地貌、地質(zhì)質(zhì)劃分為對對抗震有利利、不利利和危險地地段按剪切波速速評價地基基土的性質(zhì)質(zhì)按巖土的性性質(zhì)和覆蓋蓋層的厚度度劃分場地地類別（三）地基基、基礎(chǔ)抗抗震強度和和穩(wěn)定性的的驗算目前前我我國國各各橋橋梁梁抗抗震震規(guī)規(guī)范范