冷库地基冻胀和地坪冻鼓的处理
张鑫鹏—冻土地区冻胀的原因分析及解决措施.doc
冻土地区冻胀的原因分析及解决措施土建室张鑫鹏2019-10-161 成因分析 (1)1.1 水结冰后膨胀 (1)1.2 毛细现象和冰晶体的形成 (1)2 影响冻胀的因素 (3)2.1 土质对冻胀的影响 (3)2.2 土中水分对冻胀的影响 (3)2.3 温度对冻胀的影响 (4)3 冻胀的破坏影响 (4)4 应对的解决措施 (5)4.1 置换法 (6)4.2 隔温法 (7)4.3 隔水法 (8)4.4 稳定土处理法 (8)5 结束语 (9)参考文献 (9)冻土地区冻胀的原因分析及解决措施张鑫鹏摘要：冻土地区路基的病害及其相应的防治措施一直是困扰工程的难题。
如冻胀、融沉等。
**处于北方严寒地区，在道路铺设，和基础设置等方面，受到冻胀的影响很大，往往为了解决冻胀问题花费更大精力和投资，并且存在特殊地质条件和投资控制等因素影响，有些项目无法完全避免冻胀的产生和影响，处理不当会给日后使用带来很大影响，根据冻胀原理和多年的经验教训，本文着重分析冻胀的起因和处理措施等，希望能为今后设计和施工带来更多帮助和解决思路。
关键词：冻土地区；冻胀；成因；解决措施1成因分析1.1水结冰后膨胀我们知道，水在摄氏零度结冰，体积比原体积大十分之一，水结冰的过程中体积增大，产生占位空间，挤动了其它物体，作用在其它物体上的力就是冻胀力。
这种单独的原位冻胀造成破坏力相对较小。
1.2毛细现象和冰晶体的形成土体的冻胀分为原位冻胀和分凝冻胀两种。
而对工程中破坏巨大的是由于外界水分迁移补给形成的分凝冻胀，是由毛细现象和冰晶体共同作用形成的。
毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着孔隙向上及其他方向移动的现象。
在形成毛细通道时就构成毛细水的上升。
当冰冻季节冻结时，土中水分向冻结区迁移并积聚，土颗粒孔隙中的自由水在0℃以下时，自由水首先冻结成冰晶体。
随着**温的继续下降，周围未冻结区土中的水分会向表层冻结冰晶体迁移积聚，使冻结区土层中水分逐渐增大，冻结后的冰晶体也不断增大，只要冻结区周围还存在着水源，并且还存在适当的水源补给通道即毛细通道，能够源源不断地补充给冰冻体所需的水分，在这一不平衡的引力不间断地作用下，未冰冻区的水分不断地向冰冻区迁移积聚，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土层在冰夹层作用下体积会发生膨胀，也就是冻胀。
试论建筑物基础的冻胀及防冻技术措施
试论建筑物基础的冻胀及防冻技术措施摘要:我国地域辽阔，各地区气候差异较大，因此在一些寒冷地区，由于气候的原因就会导致冻土的形成，也就是土体冻胀，土体冻胀会导致建筑物基础受到破坏，影响建筑物的使用期限，同时也对人类居住安全带来威胁。
因此，本文首先介绍了建筑基础及冻土的概念，随后对基础冻胀表现及冻胀力的形成做简要分析，最后根据冻土对建筑物产生的破坏特征，提出相应的防冻技术措施，意在为寒冷地区地基施工提供参考借鉴。
关键词:建筑物基础；冻胀；防冻技术措施在我国主要存在冻土的地区是青藏高原以及东北、西北等地，由于气候严寒，这些地区广泛的分布着多年冻土以及季节性冻土。
冻土在我国约占总面积的75%左右，其中多年冻土为21.5%，其余则是季节性冻土[1]。
无论是多年冻土或是季节性冻土都对建筑物的寿命造成严重的危害，例如，黑龙江位于我国东北部，在冬季时经常会发生土体冻胀现象，潮湿的土体遇冷后凝固，产生向上的应力导致土体冻胀，而在春季到来之时，冻土吸取热量而融化，导致土体下沉，如此周而复始。
虽然形成多年冻土和季节性冻土的地质条件不同，但形成的过程是一样的，都会对建筑物的基础造成破坏，因此，如何防范以及采取相应的防冻技术措施就显得尤为重要。
一、建筑物基础以及冻土的概念1.建筑物基础通常来说，建筑物基础就是指建筑物埋在地下的部分，它是将作用在建筑上的荷载以及建筑物自身的重量传给地基的一个桥梁[2]。
因此，基础施工的质量好坏，直接关乎建筑物的安全使用性能，若基础建造不好则会引发建筑物的不均匀沉降，致使建筑物墙体出现裂缝，严重影响建筑物使用的安全性。
2.冻土的概念冻土一般分为两种，即多年冻土和季节性冻土。
多年冻土是连续3年以上，常年在0℃以下长期处于冰冻状态的土质。
季节性冻土是在冬季低温状态下冻结，在夏季高温状态下解冻则称为季节性冻土。
一般含水的土体和岩石，自身都含有一定水分，这也称之为天然含水量，地基基础设计规范GBJ7-89中用（W）来表示。
冻胀地基土防冻胀措施
冻胀地基土防冻胀措施
在冻胀、强冻胀、特强冻胀地基上，应采用下列防冻害措施：
1.对在地下水位以上的基础，基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不应小于10cm.对在地下水位以下的基础，可采用桩基础，自锚式基础(冻土层下有扩大板或扩底短桩)或采取其他有效措施。
2宜选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。
对低洼场地，宜在建筑四周向外一倍冻深距离范围内，使室外地坪至少高出自然地面300-500mm。
3防止雨水、地表水、生产废水、生活污水浸入建筑地基，应设置排水设施。
在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流。
4在强冻胀性和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制上部建筑的长高比，增强房屋的整体刚度。
5当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙，以防止因土的冻胀将梁或承台拱裂。
6外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不宜小于3%，其下宜填入非冻胀性材料。
7对跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取相应的防护措施；按采暖设计的建筑物，当冬季不能正常采暖，也应对地基采取保温措施。
高寒地区冻胀现象分析及施工要点
5、越冬工程在入冬之前除按设计要求做好回填工作外，并要求基础周围不能被水浸泡。
6、施工期间严格控制回填材料的含水率和密实度、杜绝采用灌水等方式进行回填施工。
7、砌筑工程中，砖砌体浇水量要适当，气温降到5℃一下后不得浇水。在温度降到零度前，墙体含水率不得超过标准值。由于墙体含水率高时，温度达到零点以下后，会使墙体变形，墙面装修脱落，经过多次冻融，使墙体碎裂倒塌。
8、抹灰、铺粘瓷砖等湿作业必须在冬季施工前完成，且保证在气温低至5℃前使施工完成的成品、半成品的含水率低于冻胀限值。
9、屋面防水层的保护层及散水坡道等建筑构件，因结构强度较低，必须避免冬期施工，施工时要找好排水坡度，避免积水。
10、屋面保温层、外墙外保温层等保温材料避免泡水。
11、混凝土冬施要保证结构强度大于冻胀应力。
对于抹灰、粘贴磁砖等湿作业装修装饰工程原则上要避免冬季施工，高寒地区在气温达到零度前，施工完成的半成品或成品的含水率必须达到不冻胀要求（有足够的空隙量释放冰的膨胀量或结构强度大于膨胀应力）。
（二）对于道路的影响：
道路基础及地基土冻胀后，结构层向上隆起，路面将出现冻胀裂缝，造成结构层断裂，面层变形、渗水。融化后，基层及地基土含水率增大，土体结构发生破坏，基础承载力严重下降，特别是循环冻融后，道路将不能正常使用。
高寒地区冻胀现象分析及施工要点
摘要：冻胀对建筑物、道路及室外管网影响较大，高寒地区更为严重，会引起建筑物倒塌、道路塌陷及管网断裂，必须引起重视。本文就此进行了分析和探讨并总结了施工要点，为高寒地区施工提供参考。
关键词：高寒地区冻胀施工要点
一、冻胀的机理分析
水在4℃时体积最小，冰具有冷胀热缩的物理特性，温度越低，冰的体积越大。含水土壤在冻结过程中，土中的水冻结成冰，体积膨胀，膨胀率超过土体空隙率后，将引起土颗粒的相对位移，产生土体膨胀；同时也包括土冻结过程中下部未冻结土中的水分迁移并向冻结面富集，水分相对集中，水与土粒分异形成冰透镜体或冻夹层，使土体积膨胀，这种现象称为冻胀。
冻胀地基土防冻胀措施
冻胀地基土防冻胀措施冻胀是指土壤中水分的冻结膨胀和解冻收缩引起土壤体积的变化。
当土壤中的水分冻结时，水会由液态转变为固态，属于体积膨胀。
而当土壤解冻时，水则由固态转变为液态，导致土壤体积收缩。
这样的变化会对地基产生不利影响，如地面沉降、地基破坏等。
因此，为了防止冻胀对地基的危害，需要采取一系列的措施。
首先，应根据地基土壤的物理性质和环境条件进行合理的设计和施工。
不同地区的土壤性质和环境条件不同，因此需要针对性地进行地基设计。
工程师需要对土壤的含水量、孔隙率、颗粒结构等进行细致的分析，以确定合适的地基施工方案。
此外，地基设施的排水系统也需要精心设计，以便排除地下水，减少土壤含水量，降低冻胀的风险。
其次，应采用适当的改良技术来增强地基土壤的力学性质。
例如，可以使用物理改良方法，如夯实和加筋等。
夯实是指利用夯实设备对土壤进行振动压实，从而增加土壤的密实度和抗冻性。
加筋则是在地基土壤中加入钢筋、合成纤维等材料，以提高其抗冻性和抗胀裂性。
此外，还可以考虑使用化学改良方法，如添加胀缩剂、聚合物凝固土壤等，以改善地基土壤的性质。
第三，应采取保温措施以降低地基土壤的冻结温度，并阻止冻结膨胀的产生。
保温材料可以分为外部保温和内部保温两种。
外部保温主要是在地基上覆盖一层保温材料，如聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯发泡材料等，以减少热量的传导和外界温度的影响。
内部保温主要是通过在地基中添加保温材料，如膨胀剂、玻璃纤维等，来减少土壤的冻结温度。
最后，应进行定期的巡视和维护，并及时采取相应的修复措施。
冻胀地基土壤的稳定性是一个长期过程，需要进行定期的检查和维护。
遇到地基破坏或冻胀现象时，应及时采取修复措施，以防止进一步的损坏。
修复方法可以根据具体情况而定，如重新夯实地基、加固地基等。
综上所述，冻胀地基土防冻胀措施涉及地基设计、改良技术、保温措施和定期维护等方面。
通过合理的设计和施工，加强地基土壤的力学性质，采取保温措施以降低冻结温度，并定期进行巡视和维护，可以有效预防冻胀对地基的损害，保证工程的稳定性和安全性。
浅析建筑物基础的冻胀及防冻技术措施
浅析建筑物基础的冻胀及防冻技术措施我国幅源广大,土地辽阔,东北、西北等地广泛分布季节性冻土，青藏高原分布多年冻土。
我省黑龙江地处祖国东北部，在这块寒冷的地区，经常遇到土体冻胀，建筑物寿命受到严重的威胁及冻害影响。
1.冻土的概念及特性凡含有水的岩石及土体，均含有一定的水份，在地基基础设计规范GBJ7-89用（W）来表示天然的含水量。
冬季当温度降低到其冻结温度时，土中的孔隙水结成冰，伴随冰体的产生，固结了土体中微细的颗粒。
各种土体中冰的离析作用，将伴随着一系列非常复杂的物理及化学变化。
以及达到受力的改变。
水分增减，孔隙深液浓度的增大和土体不均匀变形，引起应力产生应变，这是符合材料力学的虎克定律。
这就是冻土产生的根本原因。
不同的土粒比重它的孔隙比是有区别的。
粘土的透水性能较差，吸水率较高，它的冻胀力也越大。
2.土冻胀过程哈市地区按规范（GBJ7-89）规定，季节性冻土标准冻深为2.0M。
冬季期间，潮湿的土体受冻后固结，产生向上的法向应力产生冻胀。
春融季节，冻土吸收外部的热量，出现融化，引起土体沉陷。
周而复始引起土体冻胀――沉陷。
尽管季节性冻土区或者长年冻土区地质条件不一，但这种过程同样存在。
他们的性质有相似的一面也有差别的一面。
对于象哈市地区这种冻土曲线特点应是自上而下单向冻结，冻结过程比较缓慢，往往需要四－六个月的时间，即十月末直至第二年的四月份左右，哈市也把此段视为冬季施工阶段。
最大冻结期间多在一至二月份。
当春暖花开冻土层处于上下双向融化（地热作用）融化速度较迅速，仅一、二个月的时间。
3.冻土地区建筑物的破坏特征3.1桩、柱下独立钢筋砼基础寒冷地区桩，柱下独立钢砼的基础，冻害相当普遍严重。
某地区的桩埋入土中长度为6M，每年冻拨约50MM左右，据多年统计，现已拨出1000MM左右。
国家标准（GB50204-92）规定：如平均气温低于50时，不得浇水养护，在冬季施工期中，环境气温较低，这种情况下使用薄膜养生液、防水纸或塑料薄膜等封闭材料来封闭混凝土中的多余拌合水，以实现混凝土的自然养护。
地基冻胀防冻措施
地基冻胀防冻措施引言地基冻胀是指土壤在低温条件下遭受冻胀后膨胀、收缩的现象。
这种现象常常会对建筑物、道路等基础设施造成严重的损害。
为了保护建筑物和基础设施的稳定性，采取一系列的防冻措施是必要的。
本文将介绍常见的地基冻胀防冻措施，并探讨它们的优劣和适用条件。
1. 积极排水措施积极排水是预防地基冻胀的重要措施之一。
通过合理的排水系统，可以有效地减少土壤中的水分含量，从而降低土壤的冻融性。
以下是几种常见的积极排水措施：•地下排水系统：地下排水系统是一种将地下水引导到下方排水系统的技术。
它通常由排水管道、排水井和泵站等组成。
地下排水系统可以快速排除土壤中的积水，减少土壤融化和冻结的次数，减轻地基冻胀的危害。
•雨水收集和利用系统：在建筑、道路等场所设置雨水收集设施，将雨水用于浇灌植物、洗车等活动中。
通过收集和利用雨水，可以减少土壤中的水分含量，降低地基的冻融性。
积极排水措施的优势在于其操作简单、有效性高。
但是，这些措施需要合理的设计和使用，以确保排水系统的顺畅运行。
2. 抗渗措施土壤渗透率是土壤吸水能力的一个指标。
渗透率较高的土壤更容易遭受冻胀破坏。
为了防止土壤的冻胀破坏，可以采取以下的抗渗措施：•增加渗透率：通过改变土壤的物理性质，例如增加砂的含量，可以提高土壤的渗透率。
渗透率越高，土壤吸水能力越强，土壤冻胀的风险越低。
•降低土壤含水率：提前降低土壤中的含水率，可以减少土壤在低温条件下的膨胀。
可以通过适时的排水，或者加入一定比例的砾石、沙子等材料来降低土壤含水率。
抗渗措施对于地基冻胀的防治非常有效。
然而，在具体实施中需要考虑土壤的类型、环境条件等因素，以确保抗渗措施的效果。
3. 增加保护层厚度通过增加保护层厚度，可以有效地降低地基冻胀的风险。
保护层是位于地基和土壤之间的一层可渗透或不可渗透的材料。
以下是两种常见的保护层材料：•复合材料：复合材料通常由聚乙烯薄膜、无纺布等材料组成。
复合材料具有良好的防水性能，可以有效地隔离地基和土壤之间的水分，在一定程度上防止土壤冻胀的发生。
冷库地面防止冻胀的措施
冷库地面防止冻胀的措施
为了防止冷库地面的冻胀，可以采取以下措施：
1. 使用加热系统：在地面下安装加热系统，通过电线或水管的加热来保持地面温暖，防止冻结和冻胀。
2. 选择合适的地面材料：选择具有较低热传导能力和较好的抗冻性能的地面材料，如混凝土等。
3. 加强隔热层：在冷库地面下方增加隔热层，减少热量向地下传导，防止地面冻结。
4. 加强排水系统：确保冷库地面有良好的排水系统，避免积水和冰冻导致的冻胀问题。
5. 控制地面温度：通过合理的温度控制系统，保持冷库地面的温度在适宜范围内，避免冻结和冻胀的发生。
6. 定期检查和维护：定期检查冷库地面的状况，修复和维护可能存在的问题，以防止冻胀和其他损坏。
以上措施可以有效地预防冷库地面的冻胀问题，保证冷库的正常运行和使用。
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上海冷科制冷冷库地基冻胀和地坪冻鼓的处理
冷库地基冻胀和地坪冻鼓的危害很大，而且比较常见，特别是在易于冻胀的土壤（如粘性土）和地下水位较高的情况下，它常是冷库进行大修的主要原因之一。
在冷库地坪开始出现冻鼓的情况时，如不及时采取措施，会由冷冻线往地下不断深入，以及土壤中的水分不断向受冻部位迁移，而使冻鼓情况不断发展，严重时会将地基抬起，而照成冷库结构的损坏，因此，在发现地坪冻鼓的情况后必须及时查明原因采取措施，加以修复。
地基冻胀和地坪冻鼓的修复，首先是对已经结冻的土壤进行解冻，然后，在针对建筑的损坏的情况分别进行修复，土壤解冻的方法有两种。
一.自然解冻法
即用提高冷库库房温度来使土壤解冻，这种方法对于冻胀不久的地坪来说不会带来什
么困难，但对于冻胀时间很长，冻结线已侵入很深，那么在是修复时必须十分谨慎，
否则容易发生事故。
自然解冻法通常是采用停止库房冷却，使库温升高进行解冻，解冻必须十分缓慢，以使融化出来的水分能全部自然地渗回周围的土壤中，不管在什么情况下，都必须使
库房的温度保持在冻结点以下，以便使解冻过程中冻土的下部往上逐步进行，一般在
库温提高到-4℃左右，并保持一定时间以后，冻土即从其下部开始渐渐融化。
在处理过
程中，应经常测量冷库柱子和地面的水平位置，并根据测量结果控制解冻过程。
与其
它各种快速解冻法比较，自然解冻法是最安全的，其缺点是需要较长的时间。
二.人工解冻法
即向地坪下的冻土施加人工热源，可用的热源有蒸汽、温水、热风、电热器等。
设有地下通风管的冷库，如果冻结线较浅，可采用蒸汽加热或热风的方法，若冻结
先较深，则需插入人工加热器，最好用电热器，加热部分应位于冻胀土壤的下部，
使冻土由下往上解冻，这样效果最好。
凡采用以上两种方法解冻过程中，在被冻胀变形的部位要适当施加压力，以利于恢复原位。
采用人工解冻方法并加压，地坪下土壤解冻恢复原位需要的时间较短，但因解冻快，必须特别注意采取安全措施。
若地坪冻鼓是由于管理、使用不当，冻鼓深度较浅，防潮隔热层和地下防冻措施未遭到破坏时，只需使地坪下冻土解冻，复位、然后修补地坪裂缝即可。
若地坪防潮隔热层或防冻措施已损坏，则应打开地坪进行修复；若地坪冻鼓是由于设计不周引起的，则应在大修时改变地坪设计或改变库房的使用性质。
当突土壤冻结深度超过基础埋深，基础上抬，引起上部结构损坏时，则必须在地基解冻后建筑结构另作专门的加固处理。