GBJ 112-1987 膨胀土地区建筑技术规范.pdf
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1、建标中华人民共和国国家标准膨胀土地区建筑技术规范北京中华人民共和国国家标准膨胀土地区建筑技术规范主编部门 中华人民共和国城乡建设环境保护部批准部门 中华人民共和国国家计划委员会施行日期 年 月 日关于发布 膨胀土地区建筑技术规范 的通知计标 号根据原国家建委 建发设字第 号文的要求 由城乡建设环境保护部会同有关部门共同编制的 膨胀土地区建筑技术规范 已经有关部门会审 现批准 膨胀土地区建筑技术规范为国家标准 自 年 月 日起施行本规范由城乡建设环境保护部管理 其具体解释等工作由城乡建设环境保护部中国建筑科学研究院负责 出版发行由中国计划出版社负责国家计划委员会年 月 日编制说明本规范是根据原国
2、家建委 建发设字第 号文的通知由我部中国建筑科学研究院会同全国有关勘察 设计单位共同编制的规范编制组在总结膨胀土地区已有工程建设实践经验和科研成果的基础上 经进一步深入调查研究 提出了规范征求意见稿在全国广泛地征求意见 并经几次讨论和修改 最后由我部会同有关部门审查定稿本规范共分总则 勘察 设计 施工和维护管理五章 并附有膨胀土工程特性指标室内试验等六个附录本规范属初次编制 请各单位在执行过程中注意总结经验 积累资料 随时将遇到的问题和修改意见寄交中国建筑科学研究院地基基础研究所 北京安外小黄庄 以供今后修订时参考城乡建设环境保护部年 月 日主要符号桩端面积基础外边缘至坡肩水平距离基础底面宽度
3、基础埋置深度大气影响深度地基承载力的标准值桩侧与土的摩擦力的设计值桩端单位面积的承载力的设计值承台和土的自重设计斜坡高度土样的原始高度土样浸水膨胀稳定后的高度桩锚固在非膨胀土层内长度作用于地基上的压力土的膨胀力作用于单桩桩顶的竖向荷载作用于桩基承台顶面上的竖向荷载地基土的胀缩变形量地基土的分级变形量地基土的膨胀变形量地基土的收缩变形量桩身周长在大气影响急剧层内桩侧土的胀切力土样原有体积土样在水中膨胀稳定后的体积土的天然含水量土的塑限含水量计算深度地基土的收缩系数土的自由膨胀率在一定压力作用下土的膨胀率土的线缩率计算胀缩变形量的经验系数计算膨胀变形量的经验系数计算收缩变形量的经验系数土的湿度系数
4、目录第一章 总 则第二章 勘 察第一节 一般规定第二节 土的工程特性指标第三节 场地与地基评价第三章 设 计第一节 一般规定第二节 地基计算第三节 总平面设计第四节 坡 地第五节 基础埋深第六节 地基处理第七节 建筑与结构第八节 管 道第四章 施 工第一节 一般规定第二节 地基和基础施工第三节 建 构 筑物施工第五章 维 护 管 理附录一 膨胀土工程特性指标室内试验附录二 中国部分地区的蒸发力及降水量表附录三 现场浸水载荷试验要点附录四 使用要求严格的地面构造附录五 建筑物变形观测方法附录六 本规范用词说明附加说明第一章总则第条为使膨胀土地区的工程建设做到技术先进 经济合理 保证建筑物的安全和
5、正常使用 特制订本规范第条本规范适用于膨胀土地区的工业与民用建筑的勘察 设计 施工和维护管理第条膨胀土应是土中粘粒成份主要由亲水性矿物组成 同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土第条膨胀土地区的工程建设 必须根据膨胀土的特性和工程要求 综合考虑气候特点 地形地貌条件 土中水份的变化情况等因素 因地制宜 采取治理措施第条膨胀土地区的工程建设 除应遵守本规范外 尚应符合国家现行的有关标准 规范的要求第二章勘察第一节一般规定第条工程地质勘察阶段应与设计阶段相适应 可分为选择场址勘察 初步勘察和详细勘察三个阶段对场地面积不大 地质条件简单或有建设经验的地区 可简化勘察阶段 但应达到详细勘
6、察阶段的要求 对地形地质条件复杂或有成群建筑物破坏的地区 必要时还应进行专门性的勘察工作第条选择场址勘察 应以工程地质调查为主 辅以少量探坑或必要的钻探工作 了解地层分布 采取适量扰动土样测定自由膨胀率 初步判定场地内有无膨胀土 对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价第条工程地质调查应包括下列内容一 初步查明膨胀土的地质时代 成因和胀缩性能二 划分地貌单元 了解地形形态三 查明场地内有无浅层滑坡 地裂 冲沟和隐伏岩溶等不良地质现象四 调查地表水排泄积聚情况 地下水类型 多年水位和变化幅度五 收集当地多年气象资料 包括降水量 蒸发力 干旱持续时间 气温和地温等 了解其变化特点六 调查当地建设
7、经验 分析建筑物损坏的原因第条初步勘察阶段应确定膨胀土的胀缩性 对场地稳定性和工程地质条件作出评价 为确定建筑总平面布置 主要建筑物地基基础方案及对不良地质现象的防治方案提供工程地质资料 其主要工作应包括下列内容一 工程地质条件复杂并且已有资料不符合要求时 应进行工程地质测绘 所用的比例尺可采用二 查明场地内不良地质现象的成因 分布范围和危害程度预估地下水位季节性变化幅度和对地基土的影响三 采取原状土样进行室内基本物理性质试验 收缩试验 膨胀力试验和 压力下的膨胀率试验 初步查明场地内膨胀土的物理力学性质第条详细勘察阶段应详细查明各建筑物的地基土层及其物理力学性质 确定其胀缩等级 为地基基础设
8、计 地基处理 边坡保护和不良地质地段的治理 提供详细的工程地质资料第条野外勘探及试验工作 除按国家现行岩土工程勘察规范有关规定进行外 尚应符合下列要求一 取土勘探点 应根据建筑物类别 地貌单元及地基土胀缩等级分布布置 其数量不应少于勘探点总数的 详细勘察阶段 在每栋主要建筑物下不得少于 个取土勘探点二 采取原状土样 应从地表下 处开始 在 至大气影响深度内每米取样 件 土层有明显变化处 宜加取土样 大气影响深度以下 取样间距可适当加大三 重要的和有特殊要求的建筑场地 必要时应进行现场浸水载荷试验 进一步确定地基土的膨胀性能及其承载力第二节土的工程特性指标第条膨胀土的工程特性指标 应符合下列规定
9、一 自由膨胀率人工制备的烘干土 在水中增加的体积与原体积的比 按下式计算式中 土样在水中膨胀稳定后的体积土样原有体积二 膨胀率在一定压力下 浸水膨胀稳定后 试样增加的高度与原高度之比 按下式计算式中 土样浸水膨胀稳定后的高度土样的原始高度三 收缩系数原状土样在直线收缩阶段 含水量减少 时的竖向线缩率按下式计算式中 收缩过程中与两点含水量之差对应的竖向线缩率之差收缩过程中直线变化阶段两点含水量之差四 膨胀力原状土样在体积不变时 由于浸水膨胀产生的最大内应力上述特性指标的试验 应按本规范附录一的规定进行第三节场地与地基评价第条进行膨胀土场地的评价 应查明建筑场地内膨胀土的分布及地形地貌条件 根据工
10、程地质特征及土的自由膨胀率等指标综合评价 必要时 尚应进行土的矿物成份鉴定及其他试验第条具有下列工程地质特征的场地 且自由膨胀率大于或等于 的土 应判定为膨胀土一 裂隙发育 常有光滑面和擦痕 有的裂隙中充填着灰白灰绿色粘土 在自然条件下呈坚硬或硬塑状态二 多出露于二级或二级以上阶地 山前和盆地边缘丘陵地带 地形平缓 无明显自然陡坎三 常见浅层塑性滑坡 地裂 新开挖坑 槽 壁易发生坍塌等四 建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合第条膨胀土的膨胀潜势 可按表 分为三类膨胀土的膨胀潜势分类表自由膨胀率 膨胀潜势弱中强第条根据地形地貌条件 建筑场地可分为下列两类一 平坦场地 地形坡度小于 地形坡度大于 小于
11、距坡肩水平距离大于 的坡顶地带二 坡地场地 地形坡度大于或等于 地形坡度虽然小于但同一座建筑物范围内局部地形高差大于第条膨胀土地基评价 应根据地基的膨胀 收缩变形对低层砖混房屋的影响程度进行 地基的胀缩等级 可按表分为三级膨胀土地基胀缩等级表地基分级变形量 级别第条地基分级变形量应按公式 和计算 式中膨胀率采用的压力应为第三章设计第一节一般规定第条膨胀土地基的设计 可按建筑场地的地形地貌条件分为下列两种情况一 位于平坦场地上的建筑物地基 按变形控制设计二 位于坡地场地上的建筑物地基 除按变形控制设计外 尚应验算地基的稳定性第条平坦场地上的建筑物地基设计 应根据建筑结构对地基不均匀变形的适应能力
12、 采取相应的措施 木结构 钢和钢筋混凝土排架结构 以及建造在常年地下水位较高的低洼场地上的建筑物 可按一般地基设计第条对烟囱 窑 炉等高温构筑物应主要考虑干缩影响 并根据可能产生的变形危害程度 采取适当的隔热措施 对冷库等低温建筑物应采取措施 防止水份向基底土转移引起膨胀第条凡符合下列情况 应选择部分有代表性的建筑物 从施工开始就进行升降观测 竣工后 移交使用单位继续观测一 级膨胀土地基上的建筑物二 用水量较大的湿润车间三 坡地场地上的重要建筑物四 高压 易燃或易爆管道支架或有特殊要求的路面 轨道等其观测方法应按附录五的规定进行对高层建筑物的地下室侧墙及高度大于 的挡土墙 宜进行土压力观测第二
13、节地基计算第条膨胀土地基变形量 图 可按下列三种情况分别计算一 当离地表 处地基土的天然含水量等于或接近最小值时 或地面有覆盖且无蒸发可能时 以及建筑物在使用期间 经常有水浸湿的地基 可按膨胀变形量计算二 当离地表 处地基土的天然含水量大于 倍塑限含水量时 或直接受高温作用的地基 可按收缩变形量计算三 其他情况下可按胀缩变形量计算第条地基土的膨胀变形量 应按下式计算式中 地基土的膨胀变形量计算膨胀变形量的经验系数 宜根据当地经验确定 若无可依据经验时 三层及三层以下建筑物可采用基础底面下第 层土在该层土的平均自重压力与平均附加压力之和作用下的膨胀率 由室内试验确定第 层土的计算厚度自基础底面至
14、计算深度内所划分的土层数 图计算深度应根据大气影响深度确定 有浸水可能时 可按浸水影响深度确定第条地基土的收缩变形量 应按下式计算bdziznhiQ(a)室外标高基底标高1mziznZn4mw1=w1-wwPwiw1-wwPwn-0.01wi(b)(c)图 地基土变形计算示意图式中 地基土的收缩变形量计算收缩变形量的经验系数 宜根据当地经验确定 若无可依据经验时 三层及三层以下建筑物可采用第 层土的收缩系数 应由室内试验确定地基土收缩过程中 第 层土可能发生的含水量变化的平均值 以小数表示自基础底面至计算深度内所划分的土层数 图计算深度可取大气影响深度 当有热源影响时 应按热源影响深度确定在计
15、算深度内 各土层的含水量变化值 应按下式计算式中 地表下 处土的天然含水量和塑限含水量 以小数表示土的湿度系数第 层土的深度计算深度 可取大气影响深度注 在地表下 土层深度内 存在不透水基岩时 可假定含水量变化值为常数 图在计算深度内有稳定地下水位时 可计算至水位以上第条膨胀土湿度系数 应根据当地 年以上的土的含水量变化及有关气象资料统计求出 无此资料时 可按下式计算式中 膨胀土湿度系数 在自然气候影响下 地表下处土层含水量可能达到的最小值与其塑限值之比当地 月至次年 月的蒸发力之和与全年蒸发力之比值 我国部分地区蒸发力及降水量值 可按本规范附录二采用全年中干燥度大于 的月份的蒸发力与降水量差
16、值之总和注 干燥度为蒸发力与降水量之比值第条大气影响深度 应由各气候区土的深层变形观测或含水量观测及地温观测资料确定 无此资料时 可按表采用大气影响深度表土的温度系数 大气影响深度注 大气影响深度是自然气候作用下 由降水 蒸发 地温等因素引起土的升降变形的有效深度大气影响急剧层深度系指大气影响特别显著的深度大气影响急剧层深度 可按表 中的大气影响深度值乘以 采用第条地基土的胀缩变形量 应按下式计算式中 计算胀缩变形量的经验系数 可取第条地基土的承载力 可按下列规定确定一 对荷载较大的建筑物用现场浸水载荷试验方法确定 载荷试验方法可按本规范附录三的规定进行二 采用饱和三轴不排水快剪试验确定土的抗
17、剪强度时 可按国家现行建筑地基基础设计规范中有关规定计算承载力三 已有大量试验资料地区 可制订承载力表 供一般工程采用 无资料地区 可按本规范附录三的表列数据采用第条基础底面压力的确定 应符合下式要求在轴心荷载作用下在偏心荷载作用下式中 基础底面处的平均压力设计值地基承载力设计值基础底面边缘的最大压力第条地基土的计算变形量 应符合下式要求式中 天然地基或人工地基及采用其他处理措施后的地基变形量计算值建筑物的地基容许变形值 可按表 采用第条膨胀土地基变形量取值 应符合下列规定一 膨胀变形量 应取基础某点的最大膨胀上升量二 收缩变形量 应取基础某点的最大收缩下沉量三 胀缩变形量 应取基础某点的最大
18、膨胀上升量与最大收缩下沉量之和四 变形差 应取相邻两基础的变形量之差五 局部倾斜 应取砖混承重结构沿纵墙 内基础两点的变形量之差与其距离的比值第条位于坡地场地上的建筑物的地基稳定性 应按下列规定进行验算一 土质均匀且无节理面时按圆弧滑动法验算二 土层较薄 土层与岩层间存在软弱层时 取软弱层面为滑动面进行验算三 层状构造的膨胀土 如层面与坡面斜交 且交角小于时 验算层面的稳定性验算稳定性时 必须考虑建筑物和堆料的荷载 抗剪强度应为土体沿滑动面的抗剪强度 稳定安全系数可取建筑物的地基容许变形值表结构类型相对变形种类 数值变形量砖混结构 局部倾斜房屋长度三到四开间及四角有构造柱或配筋砖混承重结构局部
19、倾斜工业与民用建筑相邻柱基框架结构无填充墙时框架结构有填充墙时当基础不均匀升降时不产生附加应力的结构变形差变形差变形差注 为相邻柱基的中心距离第三节总平面设计第条场址选择应符合下列要求一 具有排水畅通或易于进行排水处理的地形条件二 避开地裂 冲沟发育和可能发生浅层滑坡等地段三 坡度小于 并有可能采用分级低档土墙治理的地段四 地形条件比较简单 土质比较均匀 胀缩性较弱的地段五 尽量避开地下溶沟 溶槽发育 地下水变化剧烈的地段第条总平面设计宜符合下列要求一 同一建筑物地基土的分级变形量之差 不宜大于二 竖向设计宜保持自然地形 避免大挖大填三 挖方和填方地基上的砖混结构房屋 应考虑挖填部分土中水分变
20、化所造成的危害四 应考虑场地内排水系统的管道渗水或排水不畅对建筑物升降变形的影响五 对变形有严格要求的建筑物 应布置在膨胀土埋藏较深胀缩等级较低或地形较平坦的地段第条场地内的排洪沟 截水沟和雨水明沟 其沟底均应采取防水处理 以防渗漏 排洪沟 截水沟的沟边土坡 应设支挡 防止坍滑第条地下排水管道接口部位应采取措施防止渗漏管道距建筑物外墙基础外缘的净距不得小于第条建筑场地平整后的坡度 在建筑物周围的范围内 不宜小于第条场地内的绿化 应根据气候条件 膨胀土等级结合当地经验采取下列相应的措施一 在建筑物周围散水以外的空地 宜多种植草皮和绿篱二 在距离建筑物 以内可选用低矮 耐修剪和蒸腾量小的果树 花树
21、或松 柏等针叶树三 在湿度系数小于 或孔隙比大于 的膨胀土地区种植桉树 木麻黄 滇杨等速生树种 应设置灰土隔离沟 沟与建筑物距离不应小于第四节坡地第条建筑场地符合本规范第 条二款的规定时 建筑物应按坡地建筑进行设计第条坡地建筑设计应遵守下列规定一 根据工程地质 水文地质条件和坡地上的荷载 按本规范第 条的要求验算坡体的稳定性二 考虑坡体的水平移动和坡体内土的含水量变化对建筑物的影响三 对不稳定斜坡或根据坡体结构可能产生滑动的斜坡 必须采取可靠的防治滑坡措施第条防治滑坡应根据工程地质 水文地质和施工影响等 分析可能产生滑坡的主要因素 结合当地建设经验 采取下列措施一 设置支挡 根据计算的滑体推力
22、和滑动面或软弱结构面的位置 设置一级或多级抗滑挡土墙 挡土桩或采取其他措施 挡土墙基础应埋置在滑动面或软弱结构面以下二 排水措施 必须设置排水沟防止地面水浸入坡体 必要时 尚应采取防渗措施 对裂缝必须进行灌浆处理三 设置护坡 可根据当地经验在坡面干砌或浆砌片石 设置支撑盲沟 种植草皮等第条挡土墙 图 的设计 应符合下列规定一 墙背碎石或砂卵石滤水层的厚度 不应小于二 基坑坑底应用混凝土封闭 墙顶面宜做成平台并铺设混凝土防水层三 挡土墙应设变形缝和泄水孔 变形缝间距四 墙背填土宜选用非膨胀性土及透水性较强的填料 并应分层夯填五 挡土墙高度不宜大于第条对于高度小于 的挡土墙 其排水条件及填筑材料符
23、合本规范第 条的要求时 其主动土压力可采用楔体试算法确定 计算时不考虑土的水平膨胀力 破裂面上的抗剪强度指标应采用饱和快剪强度 当土体中有明显通过墙址的裂隙面h防渗排水沟泄水孔垫层砂卵石滤水层图 挡土墙示意图或层理面时 尚应以该面为破裂面验算土压力第条坡地上建筑物的地基设计 符合下列条件时 可按平坦场地上建筑物的地基进行设计一 按本规范第 条设置挡土墙 且建筑物基础外边缘距挡土墙距离大于二 布置在挖方地段的建筑物外墙至坡脚支挡结构的净距离大于第五节基础埋深第条确定基础埋深 应综合考虑下列条件一 场地类型二 膨胀土地基胀缩等级三 大气影响急剧层深度四 建筑物的结构类型五 作用在地基上的荷载大小和
24、性质六 建筑物的用途 有无地下室 设备基础和地下设施 基础的型式和构造ahd七 相邻建筑物的基础埋深注 在地震区的高层建筑物基础埋深 应经地基稳定性验算后确定第条膨胀土地基上建筑物的基础埋置深度 不应小于第条平坦场地上的砖混结构房屋 以基础埋深为主要防治措施时 基础埋深应取大气影响急剧层深度 或通过变形计算确定 必要时 可根据建筑 结构类型和使用要求 选取适当的其他处理设施第条以宽散水为主要防治措施 散水宽度在 级膨胀土地基上为 在 级膨胀土地基上为 时 建筑物基础埋深可为第条当坡地坡角小于 基础外边缘至坡肩的水平距离大于或等于 时 基础埋深 图 可按下式确定式中 基础埋置深度设计斜坡高度设计
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