砂土和粉土地基的岩土工程评价.docx

砂土和粉土地基的岩土工程评价 16-1砂土和粉土的基本特征及岩土工程问题 砂土 粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量50%的土定名为砂土，砂土可按颗粒级配再分为5 个亚类。 砂土分类 土的名称砾砂粗砂中砂细砂粉砂颗粒级配粒径大于2mm的颗粒质量占 总质量25%?50%粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量50%粒径大于 0.25mm的颗粒质量超过总质量50%粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质 量85%粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%注：定名时应根据颗 粒级配由大到小以最先符合者确定。 粉土 粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等 于或小于10的土定名为粉土。 国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001 )和《建筑地基基 础设计规范》(GB50007—2002)中并未对粉土的亚类划分作出规定，一些 地方标准或行业标准往往将粉土再按黏粒含量分为砂质粉土 和黏质粉土。 砂质粉土一一黏粒含量小于或等于全重10%；黏质粉土一一黏粒台 量超过全重10%。 粉土中黏粒含量少，粉粒含量高，在与水作用及在外力作用下，由于 毛细压力和孔隙水压力增大的影确，塑限3P和液限3L等塑性试验指标 不论在测定方法与标准方面，还是形成机理方面，均不符合塑性界限含水 量的基本概念，故不适用于粉土。因此，塑性指数Ip和液性指数IL均不 适用于评价粉土的性状。 粉土的工程性质与中等塑性的黏性土比较，其渗透性和抗剪强度明显 增大，压缩性则显著降低，标准贯人击数和静探比贯入阻力一般增高2倍 以上（如图16-1）。在粉土中钻探、取原状土样或打桩均较困难，施工开 挖时容易产生流砂涌土现象。其中，砂质粉土（旧称亚砂土）的一系列工程 性质更接近粉砂，原一些地方和部门规范或规程曾将其列为砂土类。 砂土及砂质粉土具有与黏性土绝然不同的以下一些基本特征：1、砂 土的矿物成分 主要是大量石英，其次为长石、云母及少量其他矿物、砂质粉土中含 极少量黏土矿物。石英是稳定矿物，长石、云母等则抗风化稳定性较差， 而且不同矿物成分颗粒的形状和坚硬程度不同，并由于砂土组成颗粒较粗。 所以矿物成分对其物理力学性质的影响是很大的。这 从表16-1，可以看出以下的规律性变化： （1）当颗粒大小相同时，由不同矿物成分组成的同一紧密程度的孔隙 比变化为：云母〉〉长石〉棱角石英〉浑圆石英，前后相差10倍左右。这显 然与云母呈片状有关。 （2 ）由云母组成的砂，在同一紧密状态下，砂的孔隙比随着颗粒的变 细而减小；而由长石、石英（棱角及浑圆）组成的砂则反之，砂的孔隙比随 着颗粒的变细而增大。 因此，在自然界，云母的含量对砂土的孔隙比及其一系列物理力学性 质的影响是很大的。例如，均匀的棱角砂，在无云母颗粒的情况下，孔隙 度n = 47%(e=0.89)；当云母含量增加时，其孔隙度与云母含量呈曲线的 增长关系，如图16-2所示。 2、 砂土和砂质粉土的颗粒组成 砂土和砂质粉土的颗粒组成中，以各种大小的砂粒和粉粒占绝对优势， 黏粒含量极少，因此与水的结合能力小。当砂粒变细及粉粒为主要成分时， 毛细作用渐显著。当含水量不大时，由于毛细水的存在，使砂土和砂质粉 土表现出一定的毛细黏聚力，但当饱水时，毛细黏聚力就消失，则呈现很 小或无黏聚力的散粒体，不具有塑性或微有塑性，因此也可称之为无黏聚 性土。 3、 砂土和砂质粉土的透水性较好 砂粒愈粗、愈均匀、愈浑圆时，透水性愈高。 4、 静荷载作用下特性 一般砂土和砂质粉土在静荷载作用下，压缩性较小，其压密过程也较 快。工程实践表明砂土地基的变形在施工期即可完成70%?80%以上， 甚至可以认为已全部完成砂粒愈粗，压缩性愈低，压密愈快。 5、 砂土和砂质粉土的抗剪强度 砂土和砂质粉土的抗剪强度由内摩擦角来决定、由石英组成的内摩擦 角最大，云母则最小。矿物成分对于较粗粒组的内摩擦角影响较显著，这 种影响随着粒度的变小而递减。砂土和砂质粉土的紧密程度增大时，内摩 擦角也增加，这与在剪切带，不仅发生颗粒间的位移，而且还由于颗粒间 的咬合作用，发生部分颗粒被破碎有关。在剪切过程中，砂土的体积会发 生变化，一般松砂变密，密砂则变松。砂粒的形状及级配对其内摩擦角也 有影响，一般浑圆的、均匀的砂粒内摩擦角较小。所以砂类土的抗剪强度 仍然是一个比较复杂的问题。 6、地基的承载力 除了疏松的砂土和砂质粉土之外，一般均可作为各种房屋建筑物和构 筑物的良好地基，这类土地基的承载力与土的紧密状态，基础大小、埋深 和地下水位有关。但对于饱和的粉、细砂和砂质粉土地基，由于地下水的 渗流，易于发生流砂现象，在遭受振动作用时（如地展、机器振动等），其 强度会突然的降低，发生液化现象。 由于砂土和砂