2011年一级建造师考试市政工程考试教材精选(4)

1K411023悉岩土分类与不良土质处理方法
     本条文以道路工程为主介绍常见土的分类及不良土质（路基）常见处理方法。
     一、工程用土分类
     （一）工程用土分类
     1。依据《土的工程分类标准》 GB/T 50145．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，有机土指土料中大部分成分为有机物质的土。
     （二）按照土的坚实系数分类
     1．一类土，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
     主要包括粉质黏土，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黏土，重粉质黏土，砾石土，干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质黏土；压实的填土等；坚实系数为0. 8~1.O。
     4．四类土，砂砾坚土
     主要包括坚硬密实的黏性土或黄土，含有碎石卵石的中等密实的黏性土或黄土，粗卵石；天然级配砂石，软泥灰岩等；坚实系数为1. 0～1.5。
     5．五类土，软石
     主要包括硬质黏土，中密的页岩、泥灰岩、白垩土；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．O。 ．
     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。土的强度性质与其颗粒粒径级配有关外，还与土的三相（固体颗粒、水和气）组成部分之间的比例有关。土体由固、液、气三相组成。其中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土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，土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W：土中水的质量与干土粒质量之比，即W=Ww/Ws，%；
     天然密度P：土的质量与其体积之比，即p=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；
     塑限Wp: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，lp =WL - Wp，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，IL=（w- Wp）/Ip，L可用以判别土的软硬程度；Il.<0坚硬、半坚硬状态，O≤Il.<0.5硬塑状态，0.5≤IL<1.O软塑状态，IL≥1.0流塑状态。
     孔隙率"：土的孔隙体积与土的体积（三相）之比，即n= V／V，%。 一
     土的压缩性指标Es：Es=l+ec/a，为土的天然孔隙比，a为从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数。
     （三）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，也可能是整体破坏。
     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。
     三、不良土质路基gg理方法：
     （一）淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。由淤泥、淤泥质土、水下沉积的饱和软黏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损坏。在较大的荷载作用下，地基易发生整体剪切、局部剪切或刺入破坏，造成路面沉降和路基失稳；因孔隙水压力过载（来不及消散）、剪切变形过大，会造成路基边坡失稳。
     软土基处理施工方法有数十种，常用的处理方法有表层处理法、换填法、重压法、垂直排水固结法等方法；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。除选择就地处理方法时应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。
     （二）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。当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。由于大量节理和裂隙的存在，黄土的抗剪强度表现出明显的各向异性。主要病害有路基路面发生变形、凹陷、开裂，道路边坡发生崩塌、剥落，道路内部易被水冲蚀成土洞和暗河。为保证路基的稳定，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、化学加固法等方法因地制宜进行处理，并采取措施做好路基的防冲、截排、防渗。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。
     （三）具有吸水膨胀性或失水收缩特性的高液限黏土称为膨胀土，该类土具有较大的塑性指数。在坚硬状态下该土的工程性质较好。但其显著的胀缩特性可使路基发生变形、位移、开裂、隆起等严重的破坏。
     膨胀土路基应主要解决的问题是减轻和消除路基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；也可用开挖换填、堆载预压对路基进行加固。同时应采取措施做好路基的防水和保湿，如设置排水沟，采用不透水的面层结构，在路基中设不透水层，在路基裸露的边坡等部位植草、植树等措施；可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。
     （四）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。而冻土中产生的冻胀对地基不利。一般土颗粒愈细，含水量愈大，土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。不同土质与压实度不均匀也容易发生不均匀沉降。
     对于季节性冻土，为了防止路面因路基冻胀发生变形而破坏，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。了解不同路面材料、土基及路面下的冰冻深度与温度之间的关系，使土基冻层厚度不超过一定限度。控制土基的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）应不低于标准的规定。

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