3 基本!规定
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3?.0:.1 膨胀—。土一般?为黏性土就其黏【土矿物学来说黏土】矿物的硅氧四面体】和铝氧八面体的表】面都富存《。负,电荷并吸附着极【性,水分子形成不同厚】度,的,结合水?膜这是?所有黏土吸》水膨胀?的共性而蒙脱石【[(Mg·A—l)2(Si4O1!0)(OH)—2·nH2》O]:是在:富镁的微碱》性环境中《生成的含镁和水【的硅铝酸盐》矿物:它的比表面积高达】810m2》。/,g约为伊《利石的10倍蒙脱石!不但具有结合水膜】增厚的膨胀(俗【称粒间膨胀)—而且具有伊》利,石、高岭石、—绿泥:石等矿?。物所没有的极为【显著:的晶格间膨胀国外】的研究表明蒙脱石的!含水量在1》。。0%、29》.5%和5》9%的d(0—01)?晶面间距分别为1】1.2、1》5.1和17—.8当?蒙脱石加《水到呈胶体时其【晶面间距《可达20A左右而钠!蒙脱石在淡水中的晶!面间距可达1—20体积增大1【。0倍因此蒙脱—石的含?量决定着黏》土膨胀潜势的强弱】这与Na2S—O4:在一定温度》下能吸?附10?个,水,分子形成《Na2?SO4·10—H2O的盐胀性【有着本质的区别黏土!的膨:胀不仅与蒙脱石【含量关系密切而且与!其表面吸附》的可交换《。。阳离:。子种:。类有关钠《蒙,脱石比?钙蒙脱石《具有更大《的膨胀潜势就是一个!例,证,
—。 : 2?0世纪?。80:。年代“膨胀土地【基设计?”课:。题组以及近期曲永】新研究员等人的研究!表明我国膨》胀土的分布广矿【物,成分复杂多变—土中:小于2μm的—黏粒含量一般—大于:30:%作为膨胀性矿【物的蒙?脱,。石,常以混层的形式出现!如伊利石/蒙脱【石、高岭石/蒙【脱石和绿《泥,石/蒙脱《。石等而混层比(即蒙!脱石占混层矿物总数!的百分?数)的大小决—定着膨胀潜》势,。的强弱?
! 所谓综合判定并】非多:指标:判定而是《根据自由膨胀—率并综合工程—地质特?征和房屋开裂破坏】形态作多因素判【定膨胀土地》区的工程地》质特征和《房屋开裂破坏形态】是地基土《。长期:胀缩往复循环变形的!表,。征是膨胀土固有的属!性在一般地基—上罕见
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自由】膨胀率?是干土颗粒在无结】构力影响时》的膨胀特性指标【且较为直观试验【方法简单易行大量试!验研究表明自由【膨胀率与《土的蒙脱石》含量和阳离子交换】量有较?好的相关关系见图】1,和图2图中的试验】数据是全国有—代表性膨《胀土的?试验资料《的统计分析结果试】验用土样都是—在不同开裂破—坏程度房屋的附近取!得其中尚有一—般,黏土和红黏》土
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—。 当自由膨!胀率小?于4:0,%、蒙?脱石含量小于7%】、阳离子交》。换量小于170时地!基的分级变》形量小于15mm】。低,层砌体结构房屋完好!或有少量微》小裂缝可《判为非膨胀》土;当土的自由膨】胀率大?于9:0%、蒙脱石—含量大于22%【、阳离子交》换量大于340【。时地:基的分级《变形:量可能大《于7:0mm房《屋会严重开》裂,破坏裂?缝宽度可达》100m《m,以上本规范附录【A和表A.0.【1以及第4.3.3!。条和第?4.3?.4条就是根据上】。述资料制定的—
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, 我国—幅员辽阔膨胀土的成!因类型和《。矿物组?成复杂?对膨:胀土胀缩机理的研】究和认识《。尚,处于逐步《提高、?统一认识的阶—段本规范对膨胀【土,的判定?及其指标的选取着重!于建筑工程的工【程意义?而,非拘泥?于土质学和矿物学】的,理论分?析,矿物:和化学分《析费用高、时间【长一般试验室难【于承担?当工程的规模—大、功能《。要求严格且对土的】膨胀:性能有疑问时可按本!规范附录《A的规定通过矿【物和化学分析进一步!验证确?认
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3.0.2— 膨胀土上—建筑物的地基—基础设计等》级是根据下列因【素确定的
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— 1) 建筑【物的建筑规模和【使用要求;
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【 2) —场地工程地质特征;!
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? 3)— ,。 诸多环境因素影】。响下地基产生往【复胀缩变形对—建筑物所《。造成:的危害程度等
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: 本规范表3】.,0.2的甲级建【筑物中覆盖面积大的!重要工业《与民用建筑物系【指,规模面积《大的生产车间和大】型民用公《共建筑(如》展览馆、体育场馆】、火车站、机场候机!。楼和跑道等)—由于占地面积大膨胀!土中的水分变化【受,“覆盖效应》”,影响较大大》面积的建筑覆盖【基本上隔绝了—大气降水和地面蒸发!对土中水分》变化的影响》在室内外和土中上下!。温,度和湿度《梯度的驱《。动,下水分向建》筑物中部区域迁移】并集聚而导》。致结构物的隆—起;而在建》筑物四周受》。气候变化的影响较大!结构会产生较大幅】度的升降位移—上述中部区》域的隆起和四周升降!位,移是不均匀的—幅度达到一定的程度!将导致建筑》结构产?生,难,于承受?的次应力而破—坏,再者大型结》构跨度大结构形式】往往是新《型的网架或壳体屋】盖和组合柱对基【础,差异升?降位移要《求严格且适应能力较!差容易遭到》破坏或影响正—常使用
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用水】量,较大的湿润》。车,间如自来水厂—、污水处理厂和造纸!、纺织印染车间等大!型的储?水构筑物须》采取严格《的防:。水措施以防》止,长时间?的跑冒滴漏导致土】中水分增加而产【生过大的膨胀变形】;而烟囱、炉—、窑由于长期的高温!烘烤:会导:致基础下部和—周围的土体失水【收缩如有一炼焦炉三!面环绕的烟》道长期?经受200℃的【。高温烘?烤引起地基土—大量失水《产生了53mm的】附加沉降使总—沉,降量达到1》。06:。mm:差异沉降79—mm基础《底板出现多条裂缝】长期工作《在低温或《。负温条件下的冷【藏、:冷冻库房等建—筑物与环境温—度差异较大在温度梯!度驱动下水》分向建筑物》下的:土体转移引起—幅度较大的不均匀膨!胀变形使房屋开裂而!影响使?用,。设计时必须》采取:保温隔?热措:施
【 精密仪器】仪表:制造和使用车间、】测绘用房以及高温、!高压和易燃、易【爆的化工厂、核【电站等的《生产装置和管道等】设施或鉴《于生:产工艺和使用精【度需要?或,因为:安全防护对建筑地】基的总变形和差异】。。变形要?求极为?严,格地基基础设计必】须采取相应》。的对:策
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位于【。坡地上的房屋其临坡!面的墙体变形—与平坦场《地,有很大差异由—于坡地临空面—大土中水分的—变化对大气降水和】蒸发的影响敏感房】屋平均?变形和差异变形的幅!度大于平坦场地地】基的变形《特点除有竖向位【移,。外还兼有较大的水】平位移当土》中水分变化较大【。时这种?水平:位移是不《可,逆的因此坡地上房屋!开裂破坏程度比平】坦场地严重将—建于坡地上的重要建!筑物(如纪念—性建筑、高档民用】房屋等)的地—。基基础设计等级列为!甲级
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】胀缩等级为Ⅲ级【的地基其低层房【屋的变形量可—能大于70m—m设计的技》术难度和处理—费用较高有时需采取!多种措施综合治理必!要时还需要在加【。强上部结《构刚度的同时采用桩!基础膨?胀土地区的挡土【结构当高度》不,大于3m时只—要符合本规范第5】.4.3条的构【造要求一般都是【安全的这是总结【建筑:经验:的,结果对于高度大【于3m的挡土结构在!设计计算时要—考虑:。土中裂隙发育—程度和土体遇水膨】胀后抗剪强度的降】。低并考虑水平膨胀力!的影响因《此在:计算:参数和滑裂面选取以!及水:平膨胀力《取值等?方面:的技术难度高—需,进行专门《研究对于膨胀土地区!深基坑?的支:护,设计存在同样—。的,问题:需要认真应对—。
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《 本规范》表3.0.2中地基!基础设计等》级为丙级的建筑物由!于场地平坦、地【基条件简单均匀且地!。基,土的胀缩等级—为Ⅰ级其最大变形】幅度一般《小于3?5mm?只要采取一些简单的!预防措施就能保【证其安全和正—常使用?
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《 建筑》物,规模和结构形—式繁多影响膨胀【土地基变形的—因素复?。杂技术?难度高设计时—应根据建筑物—和地基的具体—情况确?定其设计等级本规】范表3.0.2中未!包含的内容应参【考现行国家标准【建筑地基基础设计规!范GB 50—007中《有关的规定执—行
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3.—0.3 根据建筑!物地基基础设计等】级,及长期荷载作用下地!基胀缩变形和压缩变!形对上部结构的影】响程度本条规定【了膨:胀土地基的》设计原则
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? 1) —所有建筑物的地基计!算和其?他地基一样必须满】足承:载力的要求这是保证!建筑物稳定》的基本要求
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》 《2) 膨》胀土上的建筑物遭受!开裂破坏《多为砌体结》构的低?层房屋四层》以上:的建筑物很少有危】。害产生低层砌体结】构的房屋一般—。整体刚度和强度较差!基础:埋深较浅土中水分】变化容易受》环境因素的影—响长期往《复的:不均匀胀缩变—形使结构《遭,受正反两个方—。向的:。挠曲变形《作用即使在较小的位!移幅度下也常可【导致建筑物的—破坏且难于修复因】。此膨胀土地基的【设,计必须按《变形计算控制严格】控制地基的变—形量不?超过建筑物》地基:允许的变形》值这对下《列设计等《级,为甲、乙级的—建筑物尤为》重要
!。 (1!) 建筑规模—大的:建,筑物;?
!。 ? (?2) 使《用要:求严格?的,建筑物?。;
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— : (3)【 建筑场地为坡地】和地基条件复杂的建!筑物
! ?对于高重建筑物作用!。于,地基主要受力层中的!压力大于土的—膨胀力时地》基变形?主要受土的压缩【。变形和?可能的失水收缩变形!控,制应对其《压缩变形和收—缩变形进行设—计计算
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,。 3》),。 ,。 ,对于设?。。。计等:级,为丙:级的建筑物当其地基!条件简单荷载—差异不大且采取有效!的预:防胀:缩措施时可不做变】。形验算
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【4,) 建造》于斜坡?及其邻近的建筑物】和经常?受水平荷载作用的高!层建筑以及挡土结构!的失稳?是灾难性的建筑地基!和挡土结《构的失稳一方—面是由于荷载过【大土中应《力超过土体的抗【剪强:度引起的必须通【过设计计算予以保证!;另一方面土中水的!作用是主要的—外因所谓“十—滑九水”《对于:膨胀土地基》来说更为贴切水不】。但导致土体膨胀而使!其抗剪强《度降低同《时也产生《附加的水《。。平膨胀力《设计时应考虑其【。影响并采取》防水保湿措施保【持土:中水分的相对平衡】
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3.0.6【 , 本条规定地基【基础设计等》级为甲级的》建筑物应进》行长期的升降和水平!位移观测其目的【是为建筑《物后期?的维护管理提供指】导同时也《。为地:区的膨胀土研究积】。累经验与数》据
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