岩土分类与不良土质处理方法

岩土分类与不良土质处理方法知识总结，包括工程用土分类、土的性能参数、不良土质路基的处理方法三部分内容。

1K411023 岩土分类与不良土质处理方法

• 一、工程用土分类
  • (一)按土的工程分类标准分类
    • ( 1 )依据《土的工程分类标准)) GB/ T 50145-2007 ，工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤坝填料和地基处理等所涉及的土类，有机土是指土料中大部分成分为有机物质的土。
    • ( 2 )工程用土的类别根据下列土的指标确定：
      • 1 )土颗粒组成及其特征、土的分类和土颗粒粒径关系如图1K411023 所示。
      • 2) 士的塑性指标：液限(ωr) 、塑限(ωp) 和塑性指数(Jp) 。
      • 3 )土中有机质含量。
  • (二)按照土的坚实系数分类
    • 1. 一类士，松软土
    • 主要包括砂土、粉土、冲积砂土层、疏松种植土、淤泥(泥炭)等，坚实系数为0.5~0.6 。
    • 2. 二类土，普通土
    • 主要包括粉质秸土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，粉土混卵(碎)石；种植土、填土等；坚实系数为0.6~0.8。
    • 3. 三类土，坚土
    • 主要包括软及中等密实教土，重粉质站士，砾石土，干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质站士；压实的填土等；坚实系数为0.8~1.0 。
    • 4 . 四类土，砂砾坚土
    • 主要包括坚硬密实的勃性土或黄土，含有碎石卵石的中等密实的站性土或黄土，粗卵石；天然级配砂石，软泥灰岩等；坚实系数为1.0~ 1. 5 。
    • 5. 五类士，软石
    • 主要包括硬质黠土，中密的页岩、泥灰岩、白辈土；胶结不紧的砾岩，软石灰及贝壳石灰石等；坚实系数为1.5~4.0 。
    • 记忆口诀：两端松软，普砂中坚
• 二、土的性能参数
  • (一)土的工程性质
    • 1.土的强度性质
    • 土的工程性质除表现为坚实系数外，还表现在土的强度性质。土的强度性质除与其颗粒粒径级配有关外，还与土的三相(固相、液相和气相)组成部分之间的比例有关。固相是以颗粒形式的散体状态存在。固、液、气三相间相互作用对士的工程性质有很大的影响。
    • 2. 土体应力应变
    • 土体应力应变关系的复杂性从根本上讲都与土颗粒相互作用有关，士的密实状态决定其力学性质。通过土中固、液、气相的相互作用研究还有助于促进非饱和土力学理论的发展，有助于进一步了解各类非饱和土的工程性质。
  • (二)路用工程(土)主要性能参数
    • 含水量ω： 土中水的质量与干土粒质量之比，即ω = Ww/Ws ， (%) 。
    • 天然密度ρ：土的质量与其体积之比，即ρ = W/V, (g/cm3 , t/m3) 。
    • 孔隙比e： 土的孔隙体积与土粒体积之比，即e= Vv/Vs。
    • 液限ωL： 土由流动状态转为可塑状态时的界限含水量为塑性上限，称为液性界限，简称液限。
    • 塑限ωP： 土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限，称为塑性界限，简称塑限。
    • 塑性指数Ip ：土的液限与塑限之差值， Ip =ωL -ωP，即土处于塑性状态的含水量变化范围，表征土的塑性大小。
    • 液性指数IL ：土的天然含水量与塑限之差值对塑性指数之比值， ι= (ω 一ωp) / Ip。
    • 孔隙率n： 土的孔隙体积与土的体积( 三相)之比，即n= 民/ V ， (%) 。
    • 土的压缩性指标Es： Es = 1 + e/α ， ec 为土的天然孔隙比， α 为从士的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数。
  • ( 三)土体的抗剪强度
    • 土的强度性质通常是指土体的抗剪强度，即土体抵抗剪切破坏的能力。土体会因受拉而开裂，也可因受剪而破坏。土体中各点的力学性质会因其物理状态的不均而不同，因此土体的剪切破坏可能是局部的，也可能是整体的。
    • 道路工程中不良土质路基需解决的主要问题是提高地基承载力、土坡稳定性等，处理方法选择应经技术经济比较，因地制宜确定。
• 三、不良土质路基的处理方法
  • ( 1 )不良土质路基在加固处理施工前应做好如下准备工作：进行详细的现场调查，依据工程地质勘察报告核查特殊土(黄土、湿黏土、膨胀土、软土、盐渍土、冻土等)的分布范围、埋置深度和地表水、地下水状况，根据设计文件、水文地质资料编制专项施工方案；选择适宜的季节进行路基加固处理施工。
  • ( 2 )淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的黏土统称为软土。由淤泥、淤泥质士、水下沉积的饱和软如土为主组成的软土在我国南方有广泛分布，这些土都具有天然含水量较高、孔隙比大、透水性差、压缩性高、强度低等特点。软土地区路基的主要破坏形式是沉降过大引起路基开裂。在较大荷载作用下，地基易发生整体剪切、局部剪切或刺人破坏，造成路面沉降和路基失稳；孔隙水压力过载(来不及消散)、剪切变形过大，会造成路基边坡失稳。软土路基处理的施工方法有数十种，常用的处理方法有表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法等；具体可采取置换土、抛石挤淤、砂垫层置换、反压护道、砂桩、粉喷桩、塑料排水板及土工织物等处理措施。选择就地处理方法时，除满足安全可靠的要求外， 还应综合考虑工程造价、施工技术和工期等因素，选择一种或数种方法综合应用。
    • 软土处理方法，记忆口诀：表换重锤 表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法 具体采用：表换砂石压桩排
  • (3)湿陷性黄土土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小，但在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。由于存在大量节理和裂隙，故黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。可能产生的主要病害有路基变形、凹陷、开裂，道路边坡崩塌、剥落，道路结构内部易被水冲蚀成土洞和暗河。为保证路基稳定， 在湿陷性黄土地区施工应注意采取特殊的加固措施，减轻或消除其湿陷性。湿陷性黄土路基处理施工除采用防止地表水下渗的措施外，可根据工程具体情况采取换土法、强夯法、挤密法、预浸法、化学加固法等因地制宜进行处理， 并采取防冲、截排、防渗等防护措施。加筋土挡土墙是湿陷性黄土地区得到迅速推广的有效防护措施。
    • 湿陷性黄土，记忆口诀：黄花强换鲫鱼
  • (4 )具有吸水膨胀或失水收缩特性的高液限黏称为膨胀土。该类土具有较大的塑性指数，在坚硬状态下工程性质较好，但其显著的胀缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重破坏。膨胀土路基主要应解决的问题是减轻和消除胀缩性对路基的危害，可采取的措施包括：用灰土桩、水泥桩或用其他无机结合料对膨胀土路基进行加固和改良；换填或堆载预压对路基进行加固；同时应对路基采取防水和保湿措施，如设置排水沟，设置不透水面层结构，在路基中设不透水层，在路基裸露的边坡等部位植草、植树等；调节路基内干湿循环，减少坡面径流，并增强坡面的防冲刷、防变形、防溜塌和滑坡能力。
    • 膨润土处理方法,记忆口诀：桩桩填压，排水种树
  • ( 5 )冻土分为季节性冻土和多年性冻土两大类。冻土在冻结状态强度较高、压缩性较低。融化后承载力急剧下降，压缩性提高，地基容易产生融沉。冻胀也对地基产生不利影响。一般土颗粒愈细，含水量愈大，士的冻胀和融沉性愈大，反之愈小。在城市道路中，土基冻胀量与冻土层厚度成正比。土质及压实度的不均匀也容易发生不均匀融沉。对于季节性冻土，为了防止路面因路基冻胀而发生变形破坏，在路基施工中应注意以下几点：
    • 1 )应尽量减少和防止道路两侧地表水或地下水在冻结前或冻结过程中渗入到路基顶部，可增加路基总高度，使其满足最小填土高度要求。
    • 2 )选用不发生冻胀的路面结构层材料。根据不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系，控制土基冻层厚度不超过一定限度，以便冻胀量不超过允许值。
    • 3 )对于不满足防冻胀要求的结构， 可采用调整结构层的厚度或采用隔温性能好的材料等措施来满足防冻胀要求。多孔矿渣是较好的隔温材料。
    • 4) 为防止不均匀冻胀，防冻层厚度(包括路面结构层)应不低于标准规定。