膨胀土判别指标-地基基础设计问题解析

【规范规定】

《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112—2013）

2.1.1 膨胀土expansive soil

土中黏粒成分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黏性土。

2.1.2 自由膨胀率free swelling ratio

人工制备的烘干松散土样在水中膨胀稳定后，其体积增加值与原体积之比的百分率。

2.1.3 膨胀潜势swelling potentiality

膨胀土在环境条件变化时可能产生胀缩变形或膨胀力的量度。

2.1.4 膨胀率swelling ratio

固结仪中的环刀土样，在一定压力下浸水膨胀稳定后，其高度增加值与原高度之比的百分率。

2.1.5 膨胀力swelling force

固结仪中的环刀土样，在体积不变时浸水膨胀产生的最大内应力。

2.1.6 膨胀变形量value of swelling deformation

在一定压力下膨胀土吸水膨胀稳定后的变形量。

2.1.7 线缩率linear shrinkage ratio

天然湿度下的环刀土样烘干或风干后，其高度减少值与原高度之比的百分率。

2.1.8 收缩系数coefficient of shrinkage

环刀土样在直线收缩阶段含水量每减少1%时的竖向线缩率。

2.1.9 收缩变形量value of shrinkage deformation

膨胀土失水收缩稳定后的变形量。

2.1.10 胀缩变形量value of swelling-shrinkage deformation

膨胀土吸水膨胀与失水收缩稳定后的总变形量。

2.1.11 胀缩等级grade of swelling-shrinkage

膨胀土地基胀缩变形对低层房屋影响程度的地基评价指标。

2.1.12 大气影响深度climate influenced layer

在自然气候影响下，由降水、蒸发和温度等因素引起地基土胀缩变形的有效深度。

2.1.13 大气影响急剧层深度climate influenced markedly layer

大气影响特别显著的深度。

2.2.1 作用和作用效应

P_e——土的膨胀力；

p_k——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值；

P_kmax——相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值；

Q_k——对应于荷载效应标准组合，最不利工况下作用于桩顶的竖向力；

s_c——地基分级变形量；

s_e——地基土的膨胀变形量；

s_es——地基土的胀缩变形量；

s_s——地基土的收缩变形量；

V_e——在大气影响急剧层内桩侧土的最大胀拔力标准值。

2.2.2 材料性能和抗力

f_a——修正后的地基承载力特征值；

f_ak——地基承载力特征值；

q_sa——桩的侧阻力特征值；

q_pe——桩的端阻力特征值；

ω₁——地表下1m处土的天然含水量；

ω_p——土的塑限含水量；(www.xing528.com)

γ_m——基础底面以上土的加权平均重度；

δ_ef——土的自由膨胀率；

δ_ep——某级荷载下膨胀土的膨胀率；

δ_s——土的竖向线缩率；

λ_s——土的收缩系数；

ψ_w——土的湿度系数。

2.2.3 几何参数

A_p——桩端截面积；

d——基础埋置深度；

d_a——大气影响深度；

h_i——第i层土的计算厚度；

h₀——土样的原始高度；

h_w——某级荷载下土样浸水膨胀稳定后的高度；

l——建筑物相邻柱基的中心距离；

l_a——桩端进入大气影响急剧层以下或非膨胀土层中的长度；

l_p——基础外边缘至坡肩的水平距离；

u_p——桩身周长；

v₀——土样原始体积；

v_w——土样在水中膨胀稳定后的体积；

z_i——第i层土的计算深度；

z_en——膨胀变形计算深度；

z_sn——收缩变形计算深度；

β——设计斜坡的角度。

2.2.4 设计参数和计算系数

ψ_e——膨胀变形量计算经验系数；

ψ_es——胀缩变形量计算经验系数；

ψ_s——收缩变形量计算经验系数；

λ——桩侧土的抗拔系数。

【解析】

大致可将膨胀土的判别指标分为三类：第一类依据膨胀土潜在的膨胀势来衡量，指标有膨胀力P_e、膨胀性指标K_e、压实指标K_d和吸水指标K_w；第二类是依据土的表观膨胀率来评价，这类指标有自由线膨胀率δ_e、自由体膨胀率δ_ef、有荷膨胀率δ_ep、线收缩率δ_si、收缩系数λ_s和体缩率δ_V等；第三类是矿物成分及含水量等间接性指标，如活动性指数K_A、缩限ω_s和缩性指数I_s等。膨胀土的判别标准详见表9-2，当有某一项达到或超过表中的临界值时，即可判定为膨胀土。

表9-2 膨胀土的判别标准

（续）

注：表中符号代表的含义如下：

I_p——塑性指数；

Δδ_si——收缩过程中与两点含水量之差对应的竖向收缩率之差（%）；

e_L、e_p——分别为液限和塑限时的孔隙比；

ω_L、ω_p、ω_s——分别为液限、塑限和缩限；

ω_sr、Δω——分别为土样饱和时含水量和收缩过程中直线变化阶段两点含水量之差（%）；

h₀——试样原始高度（mm）；

h_t、h_p——分别为试样在无荷载和有荷载条件下浸水膨胀稳定后的高度（mm）；

h_s——试样烘干后的高度（mm）；

V_we、V₀——分别为试样浸水膨胀稳定后的体积和试样原有体积（mL）。