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1、第24卷第1期有色金属设计Vol.24No.11997NONFERROUSMETALSDESIGN1997*膨胀土上的桩基础设计邓丽萍(云南锡业公司研究设计院)摘要说明了膨胀土的特性,阐述了在膨胀土上桩基础的设计原理及计算方法。关键词膨胀土特性桩基础设计方法下沉,浅基础下沉同样给建筑带来危害。由1膨胀土的特性此可见,膨胀土对建筑物造成的危害实质上是上举力与地基土的收缩所致,因此,在基膨胀土一般系指粘粒成分主要由强亲础设计中应考虑这两个因素。水性矿物组成、具有吸水膨胀和失水收缩特从外观看,在自然条件下,膨胀土多呈性,且胀缩性
2、能较大的粘性土。由于具有膨硬塑或坚硬状态,具黄、红、灰白等色,常呈胀和收缩的特性,当利用这种土作为建筑物斑状,进一步分析还发现土中裂隙较发育,地基时,如果对它的特性缺乏认识,或在设有竖向、斜交和水平3种。距地表1～2m计和施工中没有采取必要措施,会给建筑物内,常有竖向张开裂隙,裂隙面呈油脂或蜡造成危害。状光泽,时有擦痕或水渍,裂隙中常充填灰含水量是膨胀土发生膨胀变化的关键绿、灰白色粘土。膨胀土地区旱季地表常出因素。尽管某一粘土具有高的膨胀潜势,如现地裂,雨季则裂缝闭合。果它的含水量保持不变,则不会有体积变为了避免大范围地基
3、调查所需要的昂化,但当粘土的含水量发生变化时,它就会贵费用,已经设计了简单的室内试验来鉴别发生垂直和水平两个方向的体积变化。当初膨胀土(包括化学成分和物理性质)。膨胀土始含水量低的膨胀土吸收水分时,体积发生探孔土样试验包括鉴别试验、含水量试验、膨胀,而初始含水量高的膨胀土失去水分时干容重及筛分试验等。其体积收缩,若再受湿时,又会重新膨胀。总在确定膨胀土的工作中,最关键和最具之,膨胀土具有吸水膨胀,失水收缩的特点,有意义的是确定膨胀潜势,即对膨胀压力的膨胀或收缩的结果将导至建筑物破坏。在膨确定,当膨胀压力确定后,上举力也相应
4、确胀土上建造房屋,若基础处理不当,就会带定。通过评价膨胀潜势能,就可以针对其膨来很大的危害。如地板开裂隆起,墙体出现胀性的强弱做出相应的基础设计,在膨胀土不同宽度的裂缝等,甚至造成建筑物的报上采用具有足够恒载和充分锚固的桩基础。废。当膨胀土吸水膨胀时,对基础产生上举力,上举力就是对建筑物造成危害的力。同*收稿日期:1996-05-10时还必须指出,当膨胀土失水收缩对地基土28有色金属设计第24卷通常采用估计膨胀土的可能体积变化来评表水仅能浸入约0.6m。因损坏的上下水管价膨胀土的膨胀潜势能,见附表。道会造成比地面水严重的湿
5、润,地表水便通附表估计膨胀土的可能体积变化过坚硬的裂开粘土的缝隙渗流,水倾向于沿200#筛通液限可能膨胀桩身壁渗入周围土。为设计需要,按《膨胀土膨胀程度过量(%)(%)量(%)上的基础》的要求,假设可能湿润深度为1.>95<60>10很高5m。60～9540～605～10高总上举力为30～6030～401～5中V=2rfu(D-d)(1)<30<30<1低式中r—桩的半径:d—不受湿润影响土层厚度;D—桩总长度;2膨胀土上桩基础的设计u—膨胀压力;f—砼与土之间的上举系数,取在膨胀土上采用桩基础,应用比较简便0.15;的
6、方法把结构荷载传递到稳定的地基上或V—总上举力。不受湿度变化的稳定地带。桩受力特征为桩2.2锚固力周围土的总上举力及锚固力,见附图。图中锚固力由桩所承受的恒载压力及沿着D-d为受湿润影响区,一般为1.5m。承台桩没有受湿部分的表面摩擦力所组成,它保梁下空隙为10～15cm,U为上举力,u为膨持桩不被拉出地面,在安全桩设计中,锚固胀力,D为桩长,d为不受湿润影响区,P为力必须平衡上举力。承载压力,S为摩擦力。锚固力为2W=rp+2rsd(2)式中p—单位恒载压力;s—桩周的表面摩擦力;W—总锚固力。其余符号同前。2.3合
7、理的桩公式合理的桩公式可以通过作用在桩上的总上举力等于总锚固力推导出来,即22rfu(D-d)≤rp+2rsd(3)2或p≥〔fu(D-d)-sd〕r2.4桩纵向钢筋的配置附图桩的受力情况由于桩下部是依靠表面摩擦锚入粘土2.1上举力(或基础),而上举力作用在桩的湿润部份,上举力倾向于将桩拔出地面,这种上举桩内产生拉应力,桩中配置钢筋用来抵抗湿力是土膨胀压力的直接作用,它与湿润区深化区土层膨胀所引起的拉力,应全长配筋才度有关,正确确定湿润区的深度显得特别重能防止受拉破坏。要。野外试验表明,膨胀土是难于浸透的、地按《膨胀
8、土上的基础》的要求,其配筋率第1期李东宇:压力容器设计中的两个问题29取0.6%～1.0%。害在一定范围内存在着,因此,必须对膨胀桩基础是一种解决膨胀土的方法,它能土的特性、膨胀土对建筑造成危害的机理及使基础延伸至含水量相对稳定的部位。桩基在设计中如何消除它的危害等问题进行研础受力明确,设计简单,可使浅
