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3.基本規(guī)定3，0,1。膨脹土一般為黏性土.就其黏土礦物學來說。黏土礦物的硅氧四面體和鋁氧八面體的表面都富存負電荷。并吸附著極性水分子形成不同厚度的結合水膜，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810m2.g，約為伊利石的10倍。蒙脫石不但具有結合水膜增厚的膨脹，俗稱粒間膨脹。而且具有伊利石,高嶺石、綠泥石等礦物所沒有的極為顯著的晶格間膨脹.國外的研究表明 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、當蒙脫石加水到呈膠體時。其晶面間距可達20A左右 而鈉蒙脫石在淡水中的晶面間距可達120 體積增大10倍。因此,蒙脫石的含量決定著黏土膨脹潛勢的強弱、這與Na2SO4在一定溫度下能吸附10個水分子形成Na2SO4.10H2O的鹽脹性有著本質的區(qū)別.黏土的膨脹不僅與蒙脫石含量關系密切，而且與其表面吸附的可交換陽離子種類有關,鈉蒙脫石比鈣蒙脫石具有更大的膨脹潛勢就是一個例證.20世紀80年代。膨脹土地基設計、課題組以及近期曲永新研究員等人的研究表明 我國膨脹土的分布廣,礦物成分復雜多變.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)的百分數(shù)，的大小決定著膨脹潛勢的強弱，所謂綜合判定并非多指標判定 而是根據(jù)自由膨脹率并綜合工程地質特征和房屋開裂破壞形態(tài)作多因素判定,膨脹土地區(qū)的工程地質特征和房屋開裂破壞形態(tài)是地基土長期脹縮往復循環(huán)變形的表征.是膨脹土固有的屬性.在一般地基上罕見.自由膨脹率是干土顆粒在無結構力影響時的膨脹特性指標。且較為直觀.試驗方法簡單易行 大量試驗研究表明.自由膨脹率與土的蒙脫石含量和陽離子交換量有較好的相關關系、見圖1和圖2.圖中的試驗數(shù)據(jù)是全國有代表性膨脹土的試驗資料的統(tǒng)計分析結果,試驗用土樣都是在不同開裂破壞程度房屋的附近取得，其中尚有一般黏土和紅黏土，當自由膨脹率小于40，蒙脫石含量小于7,陽離子交換量小于170時,地基的分級變形量小于15mm 低層砌體結構房屋完好或有少量微小裂縫.可判為非膨脹土、當土的自由膨脹率大于90。蒙脫石含量大于22，陽離子交換量大于340時 地基的分級變形量可能大于70mm.房屋會嚴重開裂破壞、裂縫寬度可達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、我國幅員遼闊.膨脹土的成因類型和礦物組成復雜、對膨脹土脹縮機理的研究和認識尚處于逐步提高，統(tǒng)一認識的階段,本規(guī)范對膨脹土的判定及其指標的選取著重于建筑工程的工程意義、而非拘泥于土質學和礦物學的理論分析，礦物和化學分析費用高。時間長、一般試驗室難于承擔、當工程的規(guī)模大。功能要求嚴格且對土的膨脹性能有疑問時，可按本規(guī)范附錄A的規(guī)定,通過礦物和化學分析進一步驗證確認,3.0 2.膨脹土上建筑物的地基基礎設計等級是根據(jù)下列因素確定的，1,建筑物的建筑規(guī)模和使用要求。2，場地工程地質特征、3。諸多環(huán)境因素影響下地基產(chǎn)生往復脹縮變形對建筑物所造成的危害程度等，本規(guī)范表3。0,2的甲級建筑物中 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)車間和大型民用公共建筑，如展覽館、體育場館、火車站、機場候機樓和跑道等.由于占地面積大 膨脹土中的水分變化受.覆蓋效應。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)對土中水分變化的影響 在室內外和土中上下溫度和濕度梯度的驅動下,水分向建筑物中部區(qū)域遷移并集聚而導致結構物的隆起。而在建筑物四周.受氣候變化的影響較大。結構會產(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，幅度達到一定的程度將導致建筑結構產(chǎn)生難于承受的次應力而破壞。再者.大型結構跨度大，結構形式往往是新型的網(wǎng)架或殼體屋蓋和組合柱、對基礎差異升降位移要求嚴格且適應能力較差.容易遭到破壞或影響正常使用.用水量較大的濕潤車間。如自來水廠 污水處理廠和造紙,紡織印染車間等大型的儲水構筑物須采取嚴格的防水措施，以防止長時間的跑冒滴漏導致土中水分增加而產(chǎn)生過大的膨脹變形.而煙囪,爐，窯由于長期的高溫烘烤會導致基礎下部和周圍的土體失水收縮，如有一煉焦爐三面環(huán)繞的煙道長期經(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 使總沉降量達到106mm，差異沉降79mm 基礎底板出現(xiàn)多條裂縫,長期工作在低溫或負溫條件下的冷藏、冷凍庫房等建筑物，與環(huán)境溫度差異較大.在溫度梯度驅動下、水分向建筑物下的土體轉移、引起幅度較大的不均勻膨脹變形。使房屋開裂而影響使用.設計時必須采取保溫隔熱措施。精密儀器儀表制造和使用車間、測繪用房以及高溫、高壓和易燃,易爆的化工廠、核電站等的生產(chǎn)裝置和管道等設施、或鑒于生產(chǎn)工藝和使用精度需要?；蛞驗榘踩雷o、對建筑地基的總變形和差異變形要求極為嚴格、地基基礎設計必須采取相應的對策。位于坡地上的房屋 其臨坡面的墻體變形與平坦場地有很大差異,由于坡地臨空面大，土中水分的變化對大氣降水和蒸發(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地，地基的變形特點除有豎向位移外，還兼有較大的水平位移,當土中水分變化較大時。這種水平位移是不可逆的.因此。坡地上房屋開裂破壞程度比平坦場地嚴重、將建于坡地上的重要建筑物。如紀念性建筑，高檔民用房屋等.的地基基礎設計等級列為甲級、脹縮等級為,級的地基。其低層房屋的變形量可能大于70mm，設計的技術難度和處理費用較高,有時需采取多種措施綜合治理 必要時還需要在加強上部結構剛度的同時采用樁基礎 膨脹土地區(qū)的擋土結構、當高度不大于3m時，只要符合本規(guī)范第5、4.3條的構造要求，一般都是安全的、這是總結建筑經(jīng)驗的結果.對于高度大于3m的擋土結構，在設計計算時要考慮土中裂隙發(fā)育程度和土體遇水膨脹后抗剪強度的降低.并考慮水平膨脹力的影響,因此，在計算參數(shù)和滑裂面選取以及水平膨脹力取值等方面的技術難度高。需進行專門研究、對于膨脹土地區(qū)深基坑的支護設計,存在同樣的問題需要認真應對，本規(guī)范表3.0。2中地基基礎設計等級為丙級的建筑物。由于場地平坦 地基條件簡單均勻，且地基土的脹縮等級為.級,其最大變形幅度一般小于35mm,只要采取一些簡單的預防措施就能保證其安全和正常使用、建筑物規(guī)模和結構形式繁多,影響膨脹土地基變形的因素復雜。技術難度高。設計時應根據(jù)建筑物和地基的具體情況確定其設計等級。本規(guī)范表3.0，2中未包含的內容、應參考現(xiàn)行國家標準、建筑地基基礎設計規(guī)范、GB。50007中有關的規(guī)定執(zhí)行,3、0、3。根據(jù)建筑物地基基礎設計等級及長期荷載作用下地基脹縮變形和壓縮變形對上部結構的影響程度,本條規(guī)定了膨脹土地基的設計原則、1.所有建筑物的地基計算和其他地基一樣必須滿足承載力的要求、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裂破壞多為砌體結構的低層房屋。四層以上的建筑物很少有危害產(chǎn)生 低層砌體結構的房屋一般整體剛度和強度較差、基礎埋深較淺.土中水分變化容易受環(huán)境因素的影響，長期往復的不均勻脹縮變形使結構遭受正反兩個方向的撓曲變形作用，即使在較小的位移幅度下 也常可導致建筑物的破壞。且難于修復,因此，膨脹土地基的設計必須按變形計算控制，嚴格控制地基的變形量不超過建筑物地基允許的變形值、這對下列設計等級為甲。乙級的建筑物尤為重要 1，建筑規(guī)模大的建筑物,2.使用要求嚴格的建筑物。3、建筑場地為坡地和地基條件復雜的建筑物。對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，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、應對其壓縮變形和收縮變形進行設計計算，3，對于設計等級為丙級的建筑物 當其地基條件簡單.荷載差異不大 且采取有效的預防脹縮措施時,可不做變形驗算,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構的失穩(wěn)是災難性的 建筑地基和擋土結構的失穩(wěn)、一方面是由于荷載過大,土中應力超過土體的抗剪強度引起的,必須通過設計計算予以保證，另一方面,土中水的作用是主要的外因.所謂、十滑九水、對于膨脹土地基來說更為貼切。水不但導致土體膨脹而使其抗剪強度降低，同時也產(chǎn)生附加的水平膨脹力.設計時應考慮其影響.并采取防水保濕措施，保持土中水分的相對平衡 3，0.6、本條規(guī)定地基基礎設計等級為甲級的建筑物應進行長期的升降和水平位移觀測、其目的是為建筑物后期的維護管理提供指導,同時。也為地區(qū)的膨脹土研究積累經(jīng)驗與數(shù)據(jù)。