膨胀土地基

膨胀土地基指土的粘粒成分中含有较多的强亲水性矿物，并具有一定膨胀势能的地基。膨胀土主要分布在北美西部、亚洲南部、澳洲及非洲等半干旱地区；在中国黄河流域及西南诸省也有程度不同的分布。膨胀土裂隙发育，呈半坚硬状态，易给人以良好地基的假象。

膨胀土地基勘察

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3个阶段。

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，采取适量的扰动土样，测定其自由膨胀率，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做出工程地质评价。

工程地质调查应包括下列内容：初步查明膨胀土的地质时代、成因和胀缩性能；划分地貌单元，了解地形形态；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；调查地表水排泄积聚情况、地下水类型、多年平均水位及其变化幅度；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；调查当地建设经验，分析建筑物损坏的原因。

初步勘查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。

（1）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1/5000～1/1000。

（2）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。

（3）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50kPa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。

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。

膨胀土地基判别

膨胀土的判别是解决膨胀土地基勘察、设计的首要问题。判别膨胀土的主要依据是工程地质特征和自由膨胀率δef，《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112—2013）给出判别标准为：场地具有下列工程地质特征及建筑物破坏形态，且土的自由膨胀率不小于40%的黏性土，应判定为膨胀土。

1）土的裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填有灰白、灰绿等杂色黏土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态。

2）多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘的丘陵地带。地形较平缓，无明显自然陡坎。

3）常见有浅层滑坡、地裂。新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等现象。

4）建筑物多呈“倒八字”形、“X”形或水平裂缝，裂缝随气候变化而张开和闭合。

膨胀土的胀缩性强弱对建筑物的危害程度不同，因此判定为膨胀土后，还要进一步确定膨胀土的胀缩性强弱。《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112—2013）按自由膨胀率δef的大小划分土的膨胀潜势强弱，以判别土的胀缩性高低。

膨胀土地基计算

根据场地的地形、地貌条件，可将膨胀土建筑场地分为：①平坦场地，地形坡度小于5°；或地形坡度为5°～14°，且距坡肩水平距离大于10m的坡顶地带；②坡地场地，地形坡度不小于5°；或地形坡度小于5°，但同一建筑物范围内局部地形高差大于1m。膨胀土地基的胀缩变形量可按式计算。

位于平坦场地的建筑物地基，承载力可由现场浸水荷载试验、饱和三轴不排水试验或《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112—2013）承载力表确定，变形则按胀缩变形量控制。而位于斜坡场地上的建筑物地基，除按上述计算控制外，还应进行地基的稳定性计算。

膨胀土地基胀缩等级

膨胀土固有的特性是胀缩变形，土的含水率是胀缩变形的重要条件。自然环境不同，对土的含水率影响将随之有异，必然导致胀缩变形的显著区别。平坦场地和坡地场地各处于不同的地形地貌单元之上，具有各自的自然物理环境，便形成了独自的工程地质条件。现以平坦场地的膨胀土地基为主，将地基的膨胀、收缩的影响程度进行划分，评价其地基的胀缩等级。我国规范还规定以50kPa压力下测定土的膨胀率，计算地基分级变形量，作为划分胀缩率等级标准。

评价膨胀土地基，应根据其膨胀、收缩变形对低层砖混结构的影响程度进行。《膨胀土地区建筑技术规范》（GB 50112—2013）规定以50kPa压力下测定的土的膨胀率计算地基分级变形量sc，作为划分胀缩等级的标准。

膨胀土地基工程措施

膨胀土地基的工程建设应根据当地的气候条件、地基胀缩等级、场地工程地质和水文地质条件，结合当地建筑施工经验，因地制宜采取综合措施，一般从以下两个方面考虑。

1.设计措施

（1）建筑场地。应避开地质条件不良的地段，如浅层滑坡、地裂发育、地下水位变化剧烈的地段。尽量布置在地形条件比较简单、土质较均匀、胀缩性较弱的场地。坡地建筑应避免大开挖，依山就势建造，同时应利用和保护天然排水系统，并设置必要的排洪、借流和导流等排水措施，加强隔水、排水措施，防止局部浸水和渗漏现象。

（2）建筑措施。建筑体型力求简单。在地基土显著不均匀处、建筑平面转折处和高差较大处以及建筑结构类型不同处，应设置沉降缝。民用建筑层数宜多于1～2层，以加大基底压力，防止膨胀变形。合理确定建筑物与周围树木间距离，绿化时避免选用吸水量大、蒸发量大的树种。

（3）结构措施。结构上应加强建筑物的整体刚度，承重墙体宜采用拉结较好的实心砖墙，不得采用空斗墙、砌块墙或无砂混凝土砌体，避免采用对变形敏感的砖拱结构、无砂大孔混凝土和无筋中型砌块等。基础顶部和房屋顶层宜设置圈梁，其他层隔层设置或层层设置。建筑物的角段和内外墙的连接处，必要时可增设水平钢筋。

（4）地基基础措施。加大基础埋深且不应小于1m。当以基础埋深为主要防治措施时，基础埋置深度宜超过大气影响深度或通过变形验算确定。较均匀的膨胀土地基，可采用条基；基础埋深较大或条基基底压力较小时，宜采用墩基。可采用地基处理方法减小或消除地基胀缩对建筑物的危害，常用的方法有换土垫层、土性改良、深基础等。换土应采用非膨胀性黏土、砂石或灰土等材料，厚度应通过变形计算确定，垫层宽度应大于基底宽度。土性改良可通过在膨胀土中掺入一定量的石灰来提高土的强度；也可采用压力灌浆将石灰浆液灌注入膨胀土的裂缝中起加固作用。当大气影响深度较深，膨胀土层较厚，选用地基加固或墩式基础施工困难时，可选用桩基础穿越。

2.施工措施

膨胀土地区的建筑物，应根据设计要求、场地条件和施工季节，做好施工组织设计。在施工中应尽量减少地基中含水量的变化，以减少土的胀缩变形。基坑开挖施工宜分段快速作业，避免基坑岩土体受暴晒或泡水。雨季施工应采取防水措施。当基坑开挖接近基底设计标高时，宜预留150～300mm厚土层，待下一工序开始前挖除；基坑验槽后应及时封闭坑底和坑壁；基坑施工完毕后应及时分层回填夯实。

由于膨胀土坡地具有多向失水性和不稳定性，坡地建筑比平坦场地的建筑破坏严重，故应尽量避免在坡坎上建筑。若无法避开，则应通过排水措施、支护措施等将环境整治后再开始兴建建筑物。