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3,基本規(guī)定3,0、1.膨脹土一般為黏性土。就其黏土礦物學(xué)來(lái)說(shuō).黏土礦物的硅氧四面體和鋁氧八面體的表面都富存負(fù)電荷。并吸附著極性水分子形成不同厚度的結(jié)合水膜.這是所有黏土吸水膨脹的共性 而蒙脫石.Mg,Al、2，Si4O10。OH、2.nH2O 是在富鎂的微堿性環(huán)境中生成的含鎂和水的硅鋁酸鹽礦物，它的比表面積高達(dá)810m2、g。約為伊利石的10倍。蒙脫石不但具有結(jié)合水膜增厚的膨脹，俗稱(chēng)粒間膨脹。而且具有伊利石 高嶺石。綠泥石等礦物所沒(méi)有的極為顯著的晶格間膨脹。國(guó)外的研究表明。蒙脫石的含水量在10、29、5.和59，的d。001,晶面間距分別為11，2 15,1和17,8.當(dāng)蒙脫石加水到呈膠體時(shí)，其晶面間距可達(dá)20A左右，而鈉蒙脫石在淡水中的晶面間距可達(dá)120，體積增大10倍、因此。蒙脫石的含量決定著黏土膨脹潛勢(shì)的強(qiáng)弱,這與Na2SO4在一定溫度下能吸附10個(gè)水分子形成Na2SO4 10H2O的鹽脹性有著本質(zhì)的區(qū)別.黏土的膨脹不僅與蒙脫石含量關(guān)系密切，而且與其表面吸附的可交換陽(yáng)離子種類(lèi)有關(guān)、鈉蒙脫石比鈣蒙脫石具有更大的膨脹潛勢(shì)就是一個(gè)例證、20世紀(jì)80年代.膨脹土地基設(shè)計(jì) 課題組以及近期曲永新研究員等人的研究表明、我國(guó)膨脹土的分布廣 礦物成分復(fù)雜多變 土中小于2μm的黏粒含量一般大于30 作為膨脹性礦物的蒙脫石常以混層的形式出現(xiàn).如伊利石、蒙脫石 高嶺石。蒙脫石和綠泥石,蒙脫石等。而混層比，即蒙脫石占混層礦物總數(shù)的百分?jǐn)?shù) 的大小決定著膨脹潛勢(shì)的強(qiáng)弱，所謂綜合判定并非多指標(biāo)判定,而是根據(jù)自由膨脹率并綜合工程地質(zhì)特征和房屋開(kāi)裂破壞形態(tài)作多因素判定、膨脹土地區(qū)的工程地質(zhì)特征和房屋開(kāi)裂破壞形態(tài)是地基土長(zhǎng)期脹縮往復(fù)循環(huán)變形的表征、是膨脹土固有的屬性,在一般地基上罕見(jiàn)。自由膨脹率是干土顆粒在無(wú)結(jié)構(gòu)力影響時(shí)的膨脹特性指標(biāo)、且較為直觀，試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單易行。大量試驗(yàn)研究表明,自由膨脹率與土的蒙脫石含量和陽(yáng)離子交換量有較好的相關(guān)關(guān)系。見(jiàn)圖1和圖2、圖中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是全國(guó)有代表性膨脹土的試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，試驗(yàn)用土樣都是在不同開(kāi)裂破壞程度房屋的附近取得。其中尚有一般黏土和紅黏土,當(dāng)自由膨脹率小于40 蒙脫石含量小于7、陽(yáng)離子交換量小于170時(shí) 地基的分級(jí)變形量小于15mm.低層砌體結(jié)構(gòu)房屋完好或有少量微小裂縫,可判為非膨脹土。當(dāng)土的自由膨脹率大于90.蒙脫石含量大于22、陽(yáng)離子交換量大于340時(shí)，地基的分級(jí)變形量可能大于70mm,房屋會(huì)嚴(yán)重開(kāi)裂破壞，裂縫寬度可達(dá)100mm以上。本規(guī)范附錄A和表A。0。1以及第4。3，3條和第4。3,4條就是根據(jù)上述資料制定的 我國(guó)幅員遼闊 膨脹土的成因類(lèi)型和礦物組成復(fù)雜,對(duì)膨脹土脹縮機(jī)理的研究和認(rèn)識(shí)尚處于逐步提高。統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的階段 本規(guī)范對(duì)膨脹土的判定及其指標(biāo)的選取著重于建筑工程的工程意義。而非拘泥于土質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)的理論分析，礦物和化學(xué)分析費(fèi)用高,時(shí)間長(zhǎng),一般試驗(yàn)室難于承擔(dān).當(dāng)工程的規(guī)模大、功能要求嚴(yán)格且對(duì)土的膨脹性能有疑問(wèn)時(shí).可按本規(guī)范附錄A的規(guī)定。通過(guò)礦物和化學(xué)分析進(jìn)一步驗(yàn)證確認(rèn)，3，0、2 膨脹土上建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)是根據(jù)下列因素確定的.1。建筑物的建筑規(guī)模和使用要求.2，場(chǎng)地工程地質(zhì)特征.3、諸多環(huán)境因素影響下地基產(chǎn)生往復(fù)脹縮變形對(duì)建筑物所造成的危害程度等。本規(guī)范表3。0.2的甲級(jí)建筑物中.覆蓋面積大的重要工業(yè)與民用建筑物系指規(guī)模面積大的生產(chǎn)車(chē)間和大型民用公共建筑 如展覽館，體育場(chǎng)館。火車(chē)站,機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓和跑道等、由于占地面積大,膨脹土中的水分變化受.覆蓋效應(yīng).影響較大，大面積的建筑覆蓋,基本上隔絕了大氣降水和地面蒸發(fā)對(duì)土中水分變化的影響.在室內(nèi)外和土中上下溫度和濕度梯度的驅(qū)動(dòng)下 水分向建筑物中部區(qū)域遷移并集聚而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物的隆起.而在建筑物四周。受氣候變化的影響較大,結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大幅度的升降位移。上述中部區(qū)域的隆起和四周升降位移是不均勻的,幅度達(dá)到一定的程度將導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生難于承受的次應(yīng)力而破壞,再者 大型結(jié)構(gòu)跨度大 結(jié)構(gòu)形式往往是新型的網(wǎng)架或殼體屋蓋和組合柱,對(duì)基礎(chǔ)差異升降位移要求嚴(yán)格且適應(yīng)能力較差 容易遭到破壞或影響正常使用.用水量較大的濕潤(rùn)車(chē)間。如自來(lái)水廠.污水處理廠和造紙。紡織印染車(chē)間等大型的儲(chǔ)水構(gòu)筑物須采取嚴(yán)格的防水措施.以防止長(zhǎng)時(shí)間的跑冒滴漏導(dǎo)致土中水分增加而產(chǎn)生過(guò)大的膨脹變形、而煙囪。爐,窯由于長(zhǎng)期的高溫烘烤會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)下部和周?chē)耐馏w失水收縮、如有一煉焦?fàn)t三面環(huán)繞的煙道長(zhǎng)期經(jīng)受200 的高溫烘烤。引起地基土大量失水.產(chǎn)生了53mm的附加沉降，使總沉降量達(dá)到106mm.差異沉降79mm、基礎(chǔ)底板出現(xiàn)多條裂縫，長(zhǎng)期工作在低溫或負(fù)溫條件下的冷藏 冷凍庫(kù)房等建筑物，與環(huán)境溫度差異較大.在溫度梯度驅(qū)動(dòng)下 水分向建筑物下的土體轉(zhuǎn)移,引起幅度較大的不均勻膨脹變形.使房屋開(kāi)裂而影響使用。設(shè)計(jì)時(shí)必須采取保溫隔熱措施、精密儀器儀表制造和使用車(chē)間.測(cè)繪用房以及高溫。高壓和易燃。易爆的化工廠，核電站等的生產(chǎn)裝置和管道等設(shè)施.或鑒于生產(chǎn)工藝和使用精度需要?；蛞?yàn)榘踩雷o(hù)。對(duì)建筑地基的總變形和差異變形要求極為嚴(yán)格.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須采取相應(yīng)的對(duì)策.位于坡地上的房屋,其臨坡面的墻體變形與平坦場(chǎng)地有很大差異 由于坡地臨空面大 土中水分的變化對(duì)大氣降水和蒸發(fā)的影響敏感，房屋平均變形和差異變形的幅度大于平坦場(chǎng)地.地基的變形特點(diǎn)除有豎向位移外，還兼有較大的水平位移、當(dāng)土中水分變化較大時(shí)。這種水平位移是不可逆的。因此。坡地上房屋開(kāi)裂破壞程度比平坦場(chǎng)地嚴(yán)重.將建于坡地上的重要建筑物.如紀(jì)念性建筑 高檔民用房屋等 的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)列為甲級(jí).脹縮等級(jí)為，級(jí)的地基.其低層房屋的變形量可能大于70mm,設(shè)計(jì)的技術(shù)難度和處理費(fèi)用較高，有時(shí)需采取多種措施綜合治理，必要時(shí)還需要在加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)采用樁基礎(chǔ),膨脹土地區(qū)的擋土結(jié)構(gòu) 當(dāng)高度不大于3m時(shí) 只要符合本規(guī)范第5,4 3條的構(gòu)造要求.一般都是安全的，這是總結(jié)建筑經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)于高度大于3m的擋土結(jié)構(gòu)、在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)要考慮土中裂隙發(fā)育程度和土體遇水膨脹后抗剪強(qiáng)度的降低.并考慮水平膨脹力的影響，因此.在計(jì)算參數(shù)和滑裂面選取以及水平膨脹力取值等方面的技術(shù)難度高、需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究,對(duì)于膨脹土地區(qū)深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)。存在同樣的問(wèn)題需要認(rèn)真應(yīng)對(duì).本規(guī)范表3 0 2中地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物，由于場(chǎng)地平坦,地基條件簡(jiǎn)單均勻、且地基土的脹縮等級(jí)為.級(jí)、其最大變形幅度一般小于35mm。只要采取一些簡(jiǎn)單的預(yù)防措施就能保證其安全和正常使用.建筑物規(guī)模和結(jié)構(gòu)形式繁多,影響膨脹土地基變形的因素復(fù)雜.技術(shù)難度高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物和地基的具體情況確定其設(shè)計(jì)等級(jí)、本規(guī)范表3,0,2中未包含的內(nèi)容。應(yīng)參考現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范。GB，50007中有關(guān)的規(guī)定執(zhí)行。3 0 3.根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)及長(zhǎng)期荷載作用下地基脹縮變形和壓縮變形對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響程度 本條規(guī)定了膨脹土地基的設(shè)計(jì)原則,1，所有建筑物的地基計(jì)算和其他地基一樣必須滿(mǎn)足承載力的要求，這是保證建筑物穩(wěn)定的基本要求、2 膨脹土上的建筑物遭受開(kāi)裂破壞多為砌體結(jié)構(gòu)的低層房屋 四層以上的建筑物很少有危害產(chǎn)生、低層砌體結(jié)構(gòu)的房屋一般整體剛度和強(qiáng)度較差 基礎(chǔ)埋深較淺.土中水分變化容易受環(huán)境因素的影響 長(zhǎng)期往復(fù)的不均勻脹縮變形使結(jié)構(gòu)遭受正反兩個(gè)方向的撓曲變形作用，即使在較小的位移幅度下、也常可導(dǎo)致建筑物的破壞、且難于修復(fù)，因此.膨脹土地基的設(shè)計(jì)必須按變形計(jì)算控制.嚴(yán)格控制地基的變形量不超過(guò)建筑物地基允許的變形值,這對(duì)下列設(shè)計(jì)等級(jí)為甲、乙級(jí)的建筑物尤為重要，1 建筑規(guī)模大的建筑物 2 使用要求嚴(yán)格的建筑物.3、建筑場(chǎng)地為坡地和地基條件復(fù)雜的建筑物，對(duì)于高重建筑物作用于地基主要受力層中的壓力大于土的膨脹力時(shí)。地基變形主要受土的壓縮變形和可能的失水收縮變形控制、應(yīng)對(duì)其壓縮變形和收縮變形進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算.3.對(duì)于設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物,當(dāng)其地基條件簡(jiǎn)單、荷載差異不大,且采取有效的預(yù)防脹縮措施時(shí)，可不做變形驗(yàn)算，4,建造于斜坡及其鄰近的建筑物和經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑以及擋土結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)是災(zāi)難性的，建筑地基和擋土結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。一方面是由于荷載過(guò)大,土中應(yīng)力超過(guò)土體的抗剪強(qiáng)度引起的，必須通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算予以保證.另一方面。土中水的作用是主要的外因.所謂、十滑九水 對(duì)于膨脹土地基來(lái)說(shuō)更為貼切、水不但導(dǎo)致土體膨脹而使其抗剪強(qiáng)度降低，同時(shí)也產(chǎn)生附加的水平膨脹力.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其影響，并采取防水保濕措施、保持土中水分的相對(duì)平衡 3。0。6，本條規(guī)定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期的升降和水平位移觀測(cè)、其目的是為建筑物后期的維護(hù)管理提供指導(dǎo) 同時(shí),也為地區(qū)的膨脹土研究積累經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)、