广西膨胀土地区条文说明

广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程条文说明广西壮族自治区建设厅2005.12目录3 勘察 (1)3.1 广西膨胀土的分类和判别 (1)3.2岩土工程勘察基本要求 (2)3.3 土的胀缩性和膨胀土地基评价 (5)4 设计 (8)4.1 一般规定 (8)4.2 地基计算 (8)4.3 总平面设计 (13)4.4 结构设计 (14)4.5 地基基础设计 (14)4.6建筑结构设防原则 (15)4.7坡地 (15)4.8管道 (15)5 施工 (15)5.1一般规定 (15)5.2 地基和基础施工 (16)5.3建（构）筑物的施工 (16)6 维护和管理 (16)3 勘察3.1.1～3.1.4 广西膨胀土的分类，沿用《广西膨胀土地区工业与民用建筑勘察、设计、施工和维护条例》（以下简称《广西膨胀土条例》）的分类标准，在工程应用中易于操作和使用。

关于膨胀土的判别指标，不同部门、不同地方有不同的标准，如： 国标《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）是采用50mL 量筒测定的自由膨胀率δef ≥40%定为膨胀土。

军标《膨胀土地区营房建筑技术规范》（GBJ2129-1994）对粘土当δef >35%并最大体缩率δsm ≥8%定为膨胀土；对红粘土、粉质粘土当δef ≥30%并最大体缩率δsm ≥8%定为膨胀土。

《云南省膨胀土地区建筑技术规定》（1989年1月）对粘土当δef ≥35%并具有野外膨胀土特性的定为膨胀土；对亚粘土、红粘土当δef ≥30%并具有野外膨胀土特性的定为膨胀土。

公路部门建议采用自由膨胀率δef 、标准吸湿含水率ωa 和塑性指数Ip 三项指标综合判定，即当自由膨胀率δef ≥40%，标准吸湿含水率ωa ≥2.5%及塑性指数Ip ≥15时定为膨胀土。

（注：标准吸湿含水率ωa 为在标准的温度下（25℃±2℃），和标准的相对湿度下（60%±3%），膨胀土试样恒重后的含水量。

）《广西膨胀土条例》（1985年）根据成因类型、液限及采用100mL 量筒测定的自由膨胀率δef100综合判定。

从胀缩总率与自由膨胀率的关系和胀缩总率与液限的关系来看（见本说明图3.1.1和图3.1.2），自由膨胀率与胀缩总率关系明显，而液限与胀缩总率关系不明显，故取消用液限作判据。

关于自由膨胀率的试样方法，原《广西膨胀土条例》是采用100mL 量筒进行测定。

目前国家规范规定采用50mL 量筒进行测定。

为统一试验标准，本次修订的自由膨胀率的试验采用50mL 量筒进行测定，与国家试验标准一致。

用100mL 量筒测定的自由膨胀率δef100与用50mL 量筒测定的自由膨胀率δef 的关系为（见本说明图3.1.3）：0302.0729.0100-=ef ef δδ …………（3.1.1）式中δef ――采用50mL 量筒测定的自由膨胀率（％）。

δef100――采用100mL 量筒测定的自由膨胀率（％）；各类膨胀土的判别指标界限值是沿用原《广西膨胀土条例》的自由膨胀率δef100界限值用本说明中式（3.1.1）换算得出的。

图3.1.2液限与胀缩总率的关系100mL量筒与50mL量筒测定的自由膨胀率的关系102030405060708090020406080100120100mL量筒测定值(%)50m L 量筒测定值(%)图3.1.3 δef100与δef 关系3.2 岩土工程勘察基本要求3.2.2 在膨胀土地区钻探取土孔中，若送水钻进，必然影响土样天然含水量，会造成土样的物理力学性质差异大。

考虑到部分膨胀岩坚硬，不送水无法钻进，当标准贯入试验实测锤击数大于50时可采用送水钻进（对一柱一桩的超前钻孔，严禁冲水钻进），取膨胀岩样必须采用单动二（三）重管取土器。

关于钻孔封孔，在膨胀土地区的工程钻探应要求做的工作。

若这项工作未做好，会带来一系列的工程地质问题。

3.2.4 将场地分为三类，便于勘察、设计分别对待。

3.2.5 大气影响深度，是受多种因素影响的不易确定的重要参数。

主要影响因素有地下水位埋深、地层岩性构造、地形坡度、植被蒸发能力和气候条件等。

根据广西建筑综合设计研究院在1975年至1982年对不同岩性、不同地区深标的测量统计结果（见本说明表3.2.5－1），在A 、B 类膨胀土地区的大气影响深度均大于5m ，C 类膨胀土地区的大气影响深度在5m 左右。

另外在膨胀土地区人工挖孔桩开挖情况来看，干缩裂隙的深度远远大于《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）确定的深度。

由本说明式（4.2.3-5）得到大气影响深度与含水量变化幅度界限值的关系，即01.0ln()1(1101.0pw a e d ωψω-++= …………（3.2.5-1）005.0ln()1(11005.0pw a e d ωψω-++= …………（3.2.5-2）计算当含水量变化幅度为0.005对应的深度以及用《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）大气影响深度下限标准（即含水量变化幅度为0.01）对应的深度，在三类场地各类膨胀土地区的大气影响深度计算值见本说明表3.2.5－2。

我们认为，大气影响深度下限定在含水量变化幅度为0.005较为符合实际。

考虑实测值和计算值并结合地形因素的影响，得到了本规定的大气影响深度。

关于大气影响急剧层深度，根据广西建筑综合设计研究院的勘探资料分析，结合膨胀土类型、地形地貌、裂隙发育程度和标准贯入试验击数综合确定。

表3.2.5－1 各地各类膨胀土部分深标不同深度升降统计表表3.2.5－1（续表）（资料来源广西综合设计院膨胀土研究小组）3.2.8～3.2.9 对一类建筑小于七层的，可根据勘察阶段、场地类别和膨胀土类型进行布孔，其钻孔间距和钻孔深度可采用本说明表3.2.8－1、表3.2.8－2和表3.2.8－3表中所列数值。

表3.2.8－1 初步勘察勘探线、点间距（m）注：该表仅适用于小于七层的建筑物。

表3.2.8－3 详细勘察勘探点的间距（m）3.3土的胀缩性和膨胀土地基评价3.3.1～3.3.3膨胀土胀缩等级的划分、建筑物场地复杂程度等级划分和膨胀土地基胀缩等级划分，沿用原《广西膨胀土条例》的划分标准。

该标准是广西综合设计院从1975年开始对广西膨胀土进行研究，历时8年多。

在此期间，经过了多次雨季和旱季，许多低矮建筑物因膨胀土地基胀缩变形产生裂缝，特别是在大旱年。

广西综合设计院在宁明、贵县、南宁的膨胀土地基建立了长期的研究基地，取得了大量实测资料。

对土的物质结构、矿物化学成分、物理力学性质和胀缩性进行了大量的试验分析鉴定。

对地表到地表下3m、5m、7.5m膨胀土层的含水量、温度、胀缩变化作了定期观测，对5栋新旧厂房、13栋新旧民房、水塔、水池、烟囱各1座以及专门设计建造的七栋不同基础形式、不同深度、不同宽度散水、不同厚度砂垫层的试验平房，进行定期的升降等观测；对树木对膨胀土层含水量、地面和房屋升降的影响也进行了定期的观测。

取得了大量的实测资料（见本说明表3.3.1），建立了《膨胀土的胀缩等级划分》、《建筑物场地复杂程度等级》和《膨胀土地基胀缩等级》等表格，从多年使用情况来看，划分标准是符合实际。

在本次修订中基本沿用上述表格，在建筑物场地复杂程度等级划分中，膨胀土埋深增加限定值，即大气影响深度。

超过大气影响深度的膨胀土对地面建（构）筑物没有影响。

表3.3.1（续表）注：宁明某部水厂办公室升降幅度较小，原因是受附近水池的影响。

（此表引自广西综合设计院膨胀土研究小组研究成果）为了方便使用，现提供部分地区的多年平均蒸发量与多年平均降水量的比值（见本说明表3.3.2）。

从审图公司提供的信息，有少部分勘察报告引用《广西膨胀土条例》中的表应用有误，为正确使用“规程”中表3.3.1、表3.3.3-1和表3.3.3-2，以某工程为例。

表3.3.2 部分地区干燥度值例：在南宁某一斜坡地带建2层楼房，原斜坡坡角为9度，在房屋四角共施钻4个钻孔，各钻孔地质情况见本说明表3.3.3。

各土层物理及胀缩性试验成果见本说明表3.3.4。

拟建场地1和2孔为挖方段，3和4孔为填方段。

设计地面标高为100m，在勘探深度内未发现地下水，膨胀土埋深小于2m，确定为复杂场地。

大气影响深度为8m。

各钻孔的膨胀土地基胀缩等级见本说明表3.3.5。

表3.3.3 各钻孔地质情况表3.3.4 各岩土层物理、胀缩性指标平均值4 设计4.1 一般规定4.1.1～4.1.3 主要参照《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）有关条文制定。

4.2 地基计算4.2.1 用缩限含水量、胀限含水量判断膨胀土地基是否采用只作计算膨胀变形量或收缩变形量的依据，更符合实际。

4.2.2 膨胀变形量计算公式形式与《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）公式相似，不同的是《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）采用膨胀率实测值指标，而本条是采用膨胀率修正值指标。

采用膨胀率修正值指标，有以下优点： 1 可消除试验误差； 2 便于计算机取值；3 有利寻求各指标的之间的关系。

根据55组红粘土的膨胀率曲线分析，得出红粘土a 、b 与δeo 、δe 50的经验关系式为)4ln(18895.2)3ln(5139.247225.1500e e a δδ+-++-= （R ＝0.933）202001291.0024192.02065.0e a b δ++= （R=0.608）根据80组粘土、泥岩的膨胀率曲线分析得出a 、b 与δeo 、δe 50经验关系式为)4ln(15713.1)2ln(390507.163729.0500e e a δδ+-++-= （R=0.868） 500035494.000672.0312215.0e e b δδ+-= （R=0.454）以上式中δeo 、δe 50的单位均为％。

4.2.3 收缩变形量的计算，至今没有一个很好的计算公式，只是在《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）公式的基础上加以改进，使计算结果更接近实际。

土层的含水量变化值，本条提供两种计算方法，即直线法和曲线法。

直线法：引用《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）中的计算公式进行改进，算至含水量变化幅度为0.005的深度，并增加条件限值。

当含水量变化Δωi>ωi －ωsi 时，取Δωi ＝ωi －ωsi 。

曲线法：是根据邓江推导公式得到的。

具体导出公式如下：假设条件：a ）膨胀土为各向同性；b)饱和土体。

根据土的物理指标的相互关系，有sw g g =ω，dxdydz dg dV dg V g ss s d ===γ ，dxdydz dg d s γ= ……（4.2.3-1） 1==eGS r ω，G e ω=，此时w w w G e g γωγ==，有ωγd G dg w w = (4.2.3-2)设dxdy=1，由式（4.2.3-1）得 dz dg d s γ=dzd G dg dg d w s w γωγω==……………（4.2.3-2） 由式(4.2.3-3)对ω微分，得dzd d G d d w γωγω)(=…………………………(4.2.3-3)因为 d ω=Δω，含水量变化幅度随深度递减，用 –dz 代替dz ，由式(4.2.3-3)得wd G dz d γγωω-=∆∆ 两边积分，得C G zwd +-=∆γγωln …………………………(4.2.3-4) 当z=1m 时，Δω＝Δω1，得1ln ωγγ∆+=wdG C 将C 值代入式（4.2.3-4），得ee wdwdG z G z γγγγωωωω)1(1)1(1----∆=∆=∆∆ …………………………（4.2.3-5）∵Δω1＝ω1－ψw ωpeG w d +=11γγ ∴)11()(1ez EXP p w +---=∆ωψωω ……………………(4.2.3-6)图4.2.3 含水量变化幅度随深度变化示意图式中g w ――水质量； g s ――颗粒质量； V ――土体积；γd ――土的干密度； G ――土颗粒比重； S r ――饱和度； Z ――深度；Δω1――地表下1m 处土的含水量变化值； e ――土的孔隙比。