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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[(M!g·Al)2(Si!4O1?0)(OH》)2:·,。nH:2,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,%、2?9.:5%和5《9,%的d?(001《)晶面间距分别为】11.2、15【.1和?17:.8当蒙脱石—加水到呈胶体时其】晶面:间距可达2》0A左右而钠蒙脱石!在淡水中《的晶面间《距可达120—体,积增大?10倍因此蒙—脱石的含量决定着黏!土膨胀潜《势的强弱这与—Na2SO4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
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》 20世纪—8,0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2:μm:的黏粒含量一般【大于3?。0%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》
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: 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》40%、《蒙脱石含量小于【7%:。、阳离子交》换量小于17—0时:地基的分级变—形量小于15m【m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:90%、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,70:mm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】
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20?0℃的高温烘烤引起!地基土大《量,失水产?。生了5?3mm的附加沉降】使总:沉降量达到1—。06mm差异沉降7!9m:m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70?mm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3【m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35m【m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;
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】 ?(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】
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《 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
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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