4.3.2 建筑場地的分類應(yīng)符合下列要求：
1 地形坡度小于5°，或地形坡度為5°～14°且距坡肩水平距離大于10m的坡頂?shù)貛В瑧?yīng)為平坦場地；
2 地形坡度大于等于5°，或地形坡度小于5°且同一建筑物范圍內(nèi)局部地形高差大于1m的場地，應(yīng)為坡地場地。
4.3.3 場地具有下列工程地質(zhì)特征及建筑物破壞形態(tài)，且土的自由膨脹率大于等于40％的黏性土，應(yīng)判定為膨脹土：
1 土的裂隙發(fā)育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填有灰白、灰綠等雜色黏土。自然條件下呈堅硬或硬塑狀態(tài)；
2 多出露于二級或二級以上的階地、山前和盆地邊緣的丘陵地帶。地形較平緩，無明顯自然陡坎；
3 常見有淺層滑坡、地裂。新開挖坑（槽）壁易發(fā)生坍塌等現(xiàn)象；
4 建筑物多呈“倒八字”、“X”或水平裂縫，裂縫隨氣候變化而張開和閉合。
4.3.4 膨脹土的膨脹潛勢應(yīng)按表4.3.4分類。 表4.3.4 膨脹土的膨脹潛勢分類
4.3.5 膨脹土地基應(yīng)根據(jù)地基脹縮變形對低層砌體房屋的影響程度進(jìn)行評價，地基的脹縮等級可根據(jù)地基分級變形量按表4.3.5分級。
表4.3.5 膨脹土地基的脹縮等級
4.3.6 地基分級變形量應(yīng)根據(jù)膨脹土地基的變形特征確定，可分別按本規(guī)范式(5.2.8)、式(5.2.9)和式(5.2.14)進(jìn)行計算，其中土的膨脹率應(yīng)按本規(guī)范附錄E試驗確定。
4.3.7 地基承載力特征值可由載荷試驗或其他原位測試、結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定，并應(yīng)符合下列要求：
1 荷載較大的重要建筑物宜采用本規(guī)范附錄C現(xiàn)場浸水載荷試驗確定；
2 已有大量試驗資料和工程經(jīng)驗的地區(qū)，可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。
4.3.8 膨脹土的水平膨脹力可根據(jù)試驗資料或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。
條文說明
4.3 場地與地基評價
4.3.1 膨脹土場地的綜合評價是工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)，包括工程地質(zhì)特征、自由膨脹率及場地復(fù)雜程度三個方面。工程地質(zhì)特征與自由膨脹率是判別膨脹土的主要依據(jù)，但都不是唯一的，最終的決定因素是地基的分級變形量及脹縮的循環(huán)變形特性。
在使用本規(guī)范時，應(yīng)特別注意收縮性強的土與膨脹土的區(qū)分。膨脹土的處理措施有些不適于收縮性強的土，如地面處理、基礎(chǔ)埋深、防水處理等方面兩者有很大的差別。對膨脹土而言，既要防止收縮，又要防止膨脹。
此外，膨脹土分布的規(guī)律和均勻性較差，在一棟建筑物場地內(nèi)，有的屬膨脹土，有的不屬膨脹土。有些地層上層是非膨脹土，而下層是膨脹土。在一個場區(qū)內(nèi)，這種例子更多。因此，對工程地質(zhì)及土的膨脹潛勢和地基的脹縮等級進(jìn)行分區(qū)具有重要意義。
4.3.2 在場地類別劃分上沒有采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021規(guī)定的三個場地等級：一級場地（復(fù)雜場地）、二級場地（中等復(fù)雜場地）和三級場地（簡單場地），而采用平坦場地和坡地場地。膨脹土地區(qū)自然坡很緩，超過14°就有蠕動和滑坡的現(xiàn)象，同時，大于5°坡上的建筑物變形受坡的影響而沉降量也較大。房屋損壞嚴(yán)重，處理費用較高。為使設(shè)計施工人員明確膨脹土坡地的危害及治理方法的特別要求，將三級場地（簡單場地）劃為平坦場地，將二級場地（中等復(fù)雜場地）和一級場地（復(fù)雜場地）劃為坡地場地。膨脹土地區(qū)坡地的坡度大于14°已屬于不良地形，處理費用太高，一般應(yīng)避開。建議在一般情況下，不要將建筑物布置在大于14°的坡地上。
場地類別劃分的依據(jù)：膨脹土固有的特性是脹縮變形，土的含水量變化是脹縮變形的重要條件。自然環(huán)境不同，對土的含水量影響也隨之而異，必然導(dǎo)致脹縮變形的顯著區(qū)別。平坦場地和坡地場地處于不同的地形地貌單元上，具有各自的自然環(huán)境，便形成了獨自的工程地質(zhì)條件。根據(jù)對我國膨脹土分布地區(qū)的8個省、9個研究點的調(diào)查，從坡地場地上房屋的損壞程度、邊坡變形和斜坡上的房屋變形特點等來說明將其劃分為兩類場地的必要性。
1) 坡地場地
(1) 建筑物損壞普遍而嚴(yán)重，兩次調(diào)查統(tǒng)計見表1。
表1 坡地上建筑物損壞情況調(diào)查統(tǒng)計
(2) 邊坡變形特點
湖北鄖縣人民法院附近的斜坡上，曾布置了2個剖面的變形觀測點，測點布置見圖3，觀測結(jié)果列于表2。從觀測結(jié)果來看，在邊坡上的各測點不但有升降變形，而且有水平位移；升降變形幅度和水平位移量都以坡面上的點最大，隨著離坡面距離的增大而逐漸減小；當(dāng)其離坡面15m時，尚有9mm的水平位移，也就是說，邊坡的影響距離至少在15m左右；水平位移的發(fā)展導(dǎo)致坡肩地裂的產(chǎn)生。
圖3 湖北鄖縣人民法院邊坡變形觀測測點布置示意
表2 湖北鄖縣人民法院邊坡觀測結(jié)果
注：1.“＋”表示位移量增大，“－”表示位移量減??；
2.測點“邊1”～“邊2”間有一條地裂。
(3)坡地場地上建筑物變形特征
云南個舊東方紅農(nóng)場小學(xué)教室及個舊冶煉廠5棟家屬宿舍，均處于5°～12°的邊坡上，7年的升降觀測，發(fā)現(xiàn)臨坡面的變形與時間關(guān)系曲線是逐年漸次下降的，非臨坡面基本上是波狀升降。觀測結(jié)果列于表3。從觀測結(jié)果來看，臨坡面觀測點的變形幅度是非臨坡面的1.35倍，邊坡的影響加劇了建筑物臨坡面的變形，從而導(dǎo)致建筑物的損壞。
表3 云南個舊東方紅農(nóng)場等處5°～12°邊坡上建筑物升降變形觀測結(jié)果
表3中Ⅰ1棟建筑物：地形坡度為5°，一面臨坡，無擋土墻；Ⅱ2～Ⅱ5棟建筑物：地形坡度為12°，Ⅱ3～Ⅱ5棟兩面臨坡。Ⅱ2棟一面臨坡，有擋土墻。
(4)上述調(diào)查結(jié)果揭示了坡地場地的復(fù)雜性，說明坡地場地有其獨特的工程地質(zhì)條件：
圖4 坡地場地上的建筑物地質(zhì)剖面示意
① 地形地貌與地質(zhì)組成結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。一般情況下地質(zhì)組成的成層性基本與山坡一致，建筑物場地選擇在斜坡時，場地平整挖填后，地基往往不均勻，見圖4。由于地基土的不均勻，土的含水量也就有差異。在這種情況下，建筑物建成后，地基土的含水量與起始狀態(tài)不一致，在新的環(huán)境下重新平衡，從而產(chǎn)生土的不均勻脹縮變形，對建筑物產(chǎn)生不利的影響。
②坡地場地切坡平整后，在場地的前緣形成陡坡或土坎。土中水的蒸發(fā)既有坡肩蒸發(fā)，也有臨空的坡面蒸發(fā)。鑒于兩面蒸發(fā)和隨距蒸發(fā)面的距離增加而蒸發(fā)逐漸減弱的狀況，邊坡楔形干燥區(qū)呈近似三角形（坡腳至坡肩上一點的連線與坡肩與坡面形成的三角形）。若山坡上沖溝發(fā)育而遭受切割時，就可能形成二向坡或三向坡，楔形干燥區(qū)也相應(yīng)地增加。蒸發(fā)作用是如此，雨水浸潤作用同樣如此。兩者比較，以蒸發(fā)作用最為顯著，邊坡的影響使坡地場地楔形干燥區(qū)內(nèi)土的含水量急劇變化。東方紅農(nóng)場小學(xué)教室邊坡地帶土的含水量觀測結(jié)果表明：楔形干燥區(qū)內(nèi)土的含水量變化幅度為4.7％～8.4％，楔形干燥區(qū)外土的含水量變化幅度為1.7％～3.4％，前者是后者的(2.21～3.36)倍。由于楔形干燥區(qū)內(nèi)土的含水量變化急劇，導(dǎo)致建筑物臨坡面的變形是非臨坡面的1.35倍（表3）。這說明邊坡對建筑物影響的復(fù)雜性。
③場地開挖邊坡形成后，由于土的自重應(yīng)力和土的回彈效應(yīng)，坡體內(nèi)土的應(yīng)力要重新分布：坡肩處產(chǎn)生張力，形成張力帶；坡腳處最大主應(yīng)力方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，臨空面附近，最小主應(yīng)力急劇降低，在坡面上降為“0”，有時甚至轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力。最大最小主應(yīng)力差相應(yīng)而增，形成坡體內(nèi)最大的剪力區(qū)。
膨脹土邊坡，當(dāng)其土因受雨水浸潤而膨脹時，土的自重壓力對豎向變形有一定的制約作用。但坡體內(nèi)的側(cè)向應(yīng)力有愈靠近坡面而顯著降低和在臨空面上降至“0”的特點，在此種應(yīng)力狀態(tài)下，加上膨脹引起的側(cè)向膨脹力作用，坡體變形便向坡外發(fā)展，形成較大的水平位移。同時，坡體內(nèi)土體受水浸潤，抗剪強度大為衰減，坡頂處的張力帶必將擴展，坡腳處剪應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力更加集中，更加促使邊坡的變形，甚至演變成蠕動和塑性滑坡。
2)平坦場地
平坦場地的地形地貌簡單，地基土相對較為均勻，地基水分蒸發(fā)是單向的。形成與坡地場地工程地質(zhì)條件大不相同的特點。
3)綜上所述，平坦場地與坡地場地具有不同的工程地質(zhì)條件，為便于有針對地對坡地場地地基采取相應(yīng)可靠、經(jīng)濟的處理措施，把建筑場地劃分為平坦場地和坡地場地兩類是必要的。
4.3.3 當(dāng)土的自由膨脹率大于等于40％時，應(yīng)按本規(guī)范要求進(jìn)行勘察、設(shè)計、施工和維護(hù)管理。某些特殊地區(qū)，也可根據(jù)本規(guī)范劃分膨脹土的原則作出具體的規(guī)定。
規(guī)范還重申，不應(yīng)單純按成因區(qū)分是否為膨脹土。例如下蜀紀(jì)黏土，在武昌青山地區(qū)屬非膨脹土，而合肥地區(qū)則屬膨脹土；紅黏土有的屬于膨脹土，有的則不屬于膨脹土。因此，劃分場區(qū)地基土的脹縮等級具有重要的工程意義。
4.3.7 為研究膨脹土地基的承載力問題，在全國不同自然地質(zhì)條件的有代表性的試驗點進(jìn)行了65臺載荷試驗、85臺旁壓試驗、64孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗以及87組室內(nèi)抗剪強度試驗，試圖經(jīng)過統(tǒng)計分析找出其規(guī)律。但因我國膨脹土的成因類型多，土質(zhì)復(fù)雜且不均，所得結(jié)果離散性大。因此，很難給出一個較為統(tǒng)一的承載力表。對于一般中低層房屋，由于其荷載較輕，在進(jìn)行初步設(shè)計的地基計算時，可參考表4中的數(shù)值。
表4 膨脹土地基承載力特征值fak(kPa)
表4中含水比為天然含水量與液限的比值；表4適用于基坑開挖時土的天然含水量小于等于勘察取土試驗時土的天然含水量。
鑒于不少地區(qū)已有較多的載荷試驗資料及實測建筑物變形資料，可以建立地區(qū)性的承載力表。
對于高重或重要的建筑物應(yīng)采用本規(guī)范規(guī)定的承載力試驗方法并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗綜合確定地基承載力。試驗表明，土吸水愈多，膨脹量愈大，其強度降低愈多，俗稱“天晴一把刀，下雨一團(tuán)糟”。因此，如果先浸水后做試驗，必將得到較小的承載力，這顯然不符合實際情況。正確的方法是，先加載至設(shè)計壓力，然后浸水，再加荷載至極限值。
采用抗剪強度指標(biāo)計算地基承載力時，必須注意裂隙的發(fā)育及方向。在三軸飽和不固結(jié)不排水剪試驗中，常常發(fā)生浸水后試件立即沿裂隙面破壞的情況，所得抗剪強度太低，也不符合半無限體的集中受壓條件。此情況不應(yīng)直接用該指標(biāo)進(jìn)行承載力計。
4.3.8 膨脹土地基的水平膨脹力可采用室內(nèi)試驗或現(xiàn)場試驗測定，但現(xiàn)場的試驗數(shù)據(jù)更接近實際，其試驗方法和步驟、試驗資料整理和計算方法建議如下，該試驗可測定場地原狀土和填土的水平膨脹力。實施時可根據(jù)不同需要予以簡化。
1 試驗方法和步驟
1) 選擇有代表性的地段作為試驗場地，試坑和試驗設(shè)備的布置如圖5所示；
圖5 現(xiàn)場水平膨脹力試驗試坑和試驗設(shè)備布置示意(圖中單位：mm)
1—試驗坑；2—鋼筋混凝土井；3—非膨脹土；
4—壓力盒；5—抗滑梁；6—Ф127砂井；7—地表觀測點；
8—深層觀測點(深度分別為0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m)；9—磚砌墻；10—砂層
2) 挖除試驗區(qū)表層土，并開挖2m×3m深3m的試驗坑；
3) 試驗坑內(nèi)現(xiàn)場澆筑2m×2m高3.2m的鋼筋混凝土井，相對的一組井壁與坑壁澆灌在一起，另一組井壁與坑壁之間留0.5m的間隙，間隙采用非膨脹土分層回填，人工壓實，壓實系數(shù)不小于0.94。鋼筋混凝土井底部設(shè)置抗水平移動的抗滑梁；
4) 鋼筋混凝土井澆筑前，在井壁外側(cè)地表下0.5m、1.0m、1.5m、2.0m、2.5m處設(shè)置5層土壓力盒，每層布置12個土壓力盒（每側(cè)布置3個）；
5) 試驗坑四周均勻布置Ф127的浸水砂井，砂井內(nèi)填滿中、粗砂，深度不小于當(dāng)?shù)卮髿庥绊懠眲由疃龋也恍∮?m；
6) 浸水砂井設(shè)置區(qū)域的四周采用磚砌墻形成砂槽，槽內(nèi)滿鋪厚100mm的中、粗砂；
7) 布置地表和深層觀測點（圖5），以測定地面及深層土體的豎向變形。觀測水準(zhǔn)基點及觀測精度要求符合本規(guī)范附錄B的有關(guān)規(guī)定；
8) 土壓力盒、地表觀測點和深層觀測點在浸水前測定其初測值；
9) 在砂槽和砂井內(nèi)浸水，浸水初期至少每8h觀測一次，以捕捉最大水平膨脹力。后期可延長觀測間隔時間，但每周不少于一次，直至膨脹穩(wěn)定。觀測包括壓力盒讀數(shù)、地表觀測點和深層觀測點測量等。測點某一時刻的水平膨脹力值等于壓力盒測試值與其初測值之差；
10) 試驗前和試驗后，分層取原狀土樣在室內(nèi)進(jìn)行物理力學(xué)試驗和豎向不同壓力下的膨脹率及膨脹力試驗。
2 試驗資料整理及計算
1) 繪制不同深度水平膨脹力隨時間的變化曲線（圖6），以確定不同深度的最大水平膨脹力；
2) 繪制水平膨脹力隨深度的分布曲線（圖7）；
圖6 深度h處水平膨脹壓力隨時間變化曲線示意
圖7 水平膨脹力隨深度分布曲線示意
3) 同一場地的試驗數(shù)量不應(yīng)少于3點，當(dāng)最大水平膨脹力試驗值的極差不超過其平均值的30％時，取其平均值作為水平膨脹力的標(biāo)準(zhǔn)值；
4) 通過測定土層的豎向分層位移，求得土的水平膨脹力與其相對膨脹量之間的關(guān)系。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
