关于贵阳地区红粘土大气影响急剧层深度的计算

李光耀

（贵州省建筑设计研究院有限责任公司 贵州省贵阳 550003）

1 前言

红粘土在贵州省境内广泛分布，其液限及塑限、天然含水率、孔隙比、液性指数物理指标高，具有一定的胀缩性，并随土层深度的增加呈现“上硬下软”的特性。对于荷载不大的多层和低层建筑物，采用基础浅埋的方式，利用上部硬塑和可塑状态的红粘土作地基持力层，具有较大的经济利用价值。

贵州红粘土裂隙发育，典型的特征是失水后收缩和复浸水膨胀，不能恢复到原位，以收缩变形为主。受大气蒸发力（气温变化）及降雨量影响，土体自身具有胀缩性，其膨胀量或收缩量不断累积，超过一定数值后，对于低层建筑物的基础，产生不均匀沉降，导致建筑物开裂，因此，《岩土工程勘察规范（2009版）》（GB50021-2001）要求建筑物基础埋置深度应大于大气影响急剧层深度。查阅很多的手册及参考书籍，都没有查到贵阳区域红粘土大气影响急剧层的深度数值。本文依据国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》（GB50112-2013）规定，对贵阳地区的红粘土大气影响急剧层的深度进行计算，明确贵阳地区利用硬塑和可塑状态的红粘土作多（低）层建筑物的地基持力层的基础埋置深度，供大家参考使用。

c-全年中干燥度大于1且月平均气温大于0℃的月份的蒸发力与降雨量差值之总和（mm），干燥度为蒸发力与降雨量之比值。

（5）土的湿度系数（ψω）

ψω=1.152-0.726×α-0.00107×c=1.152-0.726×0.289-0.00107×23.1=0.917。

（6）根据表2大气影响深度（m）所示，贵阳地区大气影响深度为3.0m。

表2 大气影响深度（m）

（7）大气影响急剧层深度

根据GB50112-2013第5.2.13条，贵阳地区大气影响急剧层深度=3.0×45%=1.35m。

2 大气影响急剧层深度

3 红粘土地基处理建议与措施

2.1 大气影响深度

大气影响深度指在大自然气候、气温作用下，由降雨量、地温、大气蒸发力等因素引起在土体纵向方向上的膨胀、收缩量的变化的有效深度，其数值由贵阳地区土的深层位移变形、地温观测、含水量观测等资料综合确定。

2.2 大气影响急剧层深度

大气影响急剧层深度为大气影响特别显著的深度，一般为大气影响深度的45%。

2.3 贵阳地区的蒸发力及降雨量

查阅规范附录H，贵阳地区的蒸发力及降雨量如表1所示。

从表1可知，贵阳地区干燥度大于1的月份的蒸发力及降雨量仅有1月份、2月份及3月份，其蒸发力分别为：21.0mm、25.0mm、51.8mm；其降雨量分别为：19.7mm、21.8mm、33.2mm。

2.4 湿度系数（ψω）计算

（1）全年蒸发力之和=21.0+25.0+51.8+70.3+90.9+92.7+116.9+110.1+74.4+46.7+28.1+21.1=749mm。

（2）九月至次年二月蒸发力之和=74.4+46.7+28.1+21.1+21.0+25.0=216.3mm。

（3）α=216.3/749=0.289

α-九月至次年二月蒸发力之和/全年蒸发力之和（月平均气温小于0℃的月份不统计在内）。

（4）c=（21.0-19.7）+（25.0-21.8）+（51.8-33.2）=1.3+3.2+18.6=23.1mm。

由于红粘土具有胀缩性，故《岩土工程勘察规范（2009版）》（GB50021-2001）要求建筑物基础埋置深度应大于大气影响急剧层深度，若不满足规范要求，建议对红粘土地基进行地基处理，宜符合以下原则：

（1）根据红粘土的胀缩特性以及构造物的结构类型因地制宜采取相应的处理措施尽量做到技术先进、经济合理。

（2）保证构造物的安全和正常使用。同一构造物尽量不要跨越不同的地貌单元；不同土层构造物体形应力求简单不要局部突出或拐弯过多。

（3）若基础埋深较深，可选用桩基础，一般而言，基础埋深不应小于当地红粘土的风化深度，采用扩大基础面积或采用加大基础埋深来提高承载力，且基础底面采用不透水材料进行换填或封闭，或尽量增大基底压力，减少胀缩性，避免建筑物产生不均匀沉降现象。

（4）地裂是红粘土地区的一种特有的现象。地裂发育规模大小不等，长度从数米至数百米，深度从数厘米到数米，在其上的地面建筑全部产生破坏现象。对于地裂发育的地段，应避免采用红粘土作地基持力层，修建建筑物。

4 结束语

利用硬塑、可塑状态红粘土做天然地基持力层，减少软弱下卧层的基底压力而言，建筑物基础埋深宜浅埋；但考虑大气降雨、蒸发力等因素影响下，红粘土地基会产生胀缩性，基础埋深大于大气影响急剧层深度。本文计算贵阳地区大气影响急剧层深度为1.35m。若地面下1.35m内有岩土组合地基，且岩土分界面厚度差异性较大，红粘土状态厚度分布不均匀，建筑物基础在大气降水及大气蒸发的作用下，易产生不均匀沉降现象，为避免此现象产生，必须对红粘土地基采取相应的地基处理措施与建议，供大家参考交流。

表1 贵阳地区的蒸发力及降雨量（mm）