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? 3: , 基本规定 ! 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(—Si4O10)(】OH)2《·,nH2O]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810m》2/: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10%、2【9.:5%和59%—的d:(001)》晶面间距分别为1】1.2、15.1】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Na2S【O4在?一定温度下能吸附1!0个水分子形成Na!2SO?4·10H2—O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!。    ! 20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2》μm: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 【     》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 : : ? —     》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》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7》0mm房屋会严【重开裂破坏裂—缝宽度?可达:100mm》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   !  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   !  1?) : 建筑物的建筑规】模和使用《要求; 】     2) 】 场地工程地质特征!; :。 》    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 —  ?。 ,  :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 》。 《    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53?mm的附加沉降使】总沉降?量达:到106mm—差异沉降79mm】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,。 ? :     》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 】 ?。    》 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 》 ,    【 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 — 《     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G!B 500》07中有《关的规定执行 】。 , , 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 】   《  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  】   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;? , 》。  : ,   ?  (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 】。 :     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 【  —  : 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 —