地基土的冻胀性分类
季节性冻土的冻胀力及水工建筑物防冻害措施
季节性冻土的冻胀力及水工建筑物防冻害措施作者：付洪光喻松柏来源：《农民致富之友》2010年第20期一、冻胀力的形成：影响土的冻胀因素很多，主要是水、土、温、压因素。
其中水、土是主要因素。
土的冻胀是由于土体中含水量超过起始冻胀含水量，在负温下孔隙水部分冻结，对土骨架将产生挤压力。
如果未冻水没有向外排泄条件，土开始冻胀。
但如果能将其余未冻水挤走，以上体积增量将由孔隙中剩余空间所容纳，土体也不会产生冻胀。
如果冻胀过程中有外水补给发生了强烈的水分迁移，生成大量的冰夹层，将产生强烈的冻胀。
经观测：冰夹层的厚度大致等于冻胀量。
沿冻深分步的冰夹层基本上代表了冻胀量沿冻深的分步情况。
上层土的冻夹层厚而稀，而下层土的冰夹层薄而密。
土壤粒径、级配及温度变化，外水补给，外荷载的大小等都直接影响冻胀的程度。
当土粒的粒径为0.05～０.002mm之间，土中水分迁移剧烈，土的冻胀量比较大，这种土的吸引水分能力强。
土体中水分的迁移是靠结晶力、吸附力、毛细力、温度差和表面能差产生薄膜水移动，其中冰结晶力、毛细力和表面能差是水分迁移的主要动力。
土体冻结时，冻结面附着土颗粒的水膜被冰晶体吸薄，为了维持颗粒表面能的平衡，其他土颗粒的水膜向较薄的颗粒表面移动，为达能量的平衡，不断的移动，不断的冻结，放出潜热结晶成冰。
季节性冻土地区经过多次冻融循环，土的孔隙比是比较大的，冻结期土经过不均匀的冻胀，冻结面是一个凹凸不平的曲面，在冻层由于冻胀而上抬的过程中凹面处形成孔缝，造成负压区，迁移的水聚集到此而结晶成冰夹层。
这种冰夹层体积膨胀9％，产生了内压力，这种对基础挤压和抬起的能力称之谓冻胀力。
1、封闭式和开敞式冻胀的区别：（1）封闭式冻胀：在没有外水补给的条件下，土体中原驻水引起的冻胀为封闭式冻胀，当土体中原驻水小于起始冻胀含水量(粘土W0=13.0)冻结时不但没有冻胀，反而产生冻缩。
表现地面出现下降，体积缩小。
当土体中原驻水大于起始冻胀含水量W0时，在没有外水补给的条件下，虽然产生冻胀，但冻胀量不大。
冻胀性评价
3.5.2土体工程地质特征工作区内以第四系全新统滑坡堆积(Q4del)成因的含碎石粉质粘土、粉质粘土为主，其上为一层黄土。
黄土：灰褐色、黄褐色，干～稍湿，主要由粉粒组成，表层含植物根系，干强度低，韧性低，结构松散。
本次勘查揭露黄土总体厚度1.5～9.4m，主要分布于滑坡体范围及周边区域。
粉质粘土：呈红褐色、灰褐色，硬塑状态，主要由粘粒和粉粒组成，表面稍有光泽，切面粗糙，韧性一般，干强度中等。
本次勘查揭露粉质粘土总体厚度3.5～5.8m，主要分布于HP01滑坡体中部。
含碎石粉质粘土：黄褐色，硬塑状态，主要由粘粒及粉粒组成，约含20%～35%的强风化基岩碎石，碎石粒径20mm～60mm。
表面稍有光泽，切面较粗糙，韧性一般，干强度一般，结构较致密。
无摇振反应。
主要分布于滑坡体土层中下部。
根据试验分析，黄土的天然含水率24.6%，天然密度1.93g/cm3，天然抗剪指标c值29.1kpa，φ值15.5°，粉质粘土的天然含水率24.8%，天然密度1.96g/cm3，天然抗剪指标c值30.5kpa，φ值15.4°，含碎石粉质粘土的天然含水率26.5%，天然密度1.97g/cm3，天然抗剪指标c值29.2kpa，φ值16.4°。
本地区处于祁连山脉以南，属于高寒区，标准季节冻土深度1.84m，区域地下水埋藏深，季节性冻土内土层含水量低，一般呈干燥或稍湿，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）附录G中表G.0.1，并结合该滑坡群土体实验数据，得出区域土体冻胀性为不冻胀～弱冻胀，冻胀等级为Ⅰ级～Ⅱ级。
季节性冻土对建筑物基础影响不大。
表3-3 地基土的冻胀性分类土的名称冻前天然含水量ω（%）冻结期间地下水位距冻结面的最小距离hw（m）平均冻胀率η（%）冻胀等级冻胀类别粘性土ω≦ωp+2>2.0η≦1.0Ⅰ不冻胀≦2.0Ⅱ弱冻胀ωp+2<ω≦ωp+5>2.0 1.0<η≦3.5≦2.0Ⅲ冻胀ωp+5<ω≦ωp+9>2.03.5<η≦6.0≦2.0Ⅳ强冻胀ωp+9<ω≦ωp+15>2.06.0<η≦12.0≦2.0Ⅴ特强冻胀ω>ωp+15不考虑η>12.01。
地基土的冻胀性分类
η≤1
Ⅰ 不冻胀
≤1.0 >1.0
1<η≤3.5 Ⅱ 弱冻胀
≤1.0 >0.5
3.5<η≤6 Ⅲ
冻胀
≤0.5
6<η≤12 Ⅳ 强冻胀
ω≤14 14<ω≤19 19<ω≤23
>1.0 ≤1.0 >1.0 ≤1.0
>1.0 ≤1.0
η≤1
Ⅰ
1<η≤3.5 Ⅱ
3.5<η≤6 Ⅲ 6<η≤12 Ⅳ
不冻胀 弱冻胀
>2.0 ≤2.0 >2.0 ≤2.0 >2.0 ≤2.0 >2.0 ≤2.0 不考虑
η≤1 1<η≤3.5 1<η≤3.5 3.5<η≤6
6<η≤12
η>12 η≤1 1<η≤3.5
3.5<η≤6
6<η≤12
η>12
Ⅰ 不冻胀 Ⅱ 弱冻胀 Ⅱ 弱冻胀
Ⅲ 冻胀
Ⅳ 强冻胀
Ⅴ 特强冻胀 Ⅰ 不冻胀 Ⅱ 弱冻胀
水位以上的细砂（粒径小于0.075mm颗粒含量不大于10%时）均按不冻胀考虑。
土的名称
碎（卵）石、砾、 粗、中砂（粒径小 于0.075mm颗粒含 大于（1粒5%径）小，于细砂
颗粒0.0含75量m大m 于 10%）
粉砂
地基土的冻胀性分类
冻前天然 含水量ω(%)
ω≤12 12<ω≤18
ω>18
冻结期间地下水位
距冻结面的 最小距离hw(m)
平均冻胀 率η(%)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冻胀等级
冻胀类别
>1.0
Ⅲ
冻胀
地基土冻胀影响
小桥涵基础埋深还应考虑，冲刷深度和冰冻深度在满足地基稳定和变形要求的前提下，地基宜浅埋，当上层地基的承载力大于下层土时，宜利用上层做持力层。
除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m。
高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。
在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不一小于建筑物高度的1/18~1/20。
位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋置深度应满足抗滑要求。
基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋置在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施。
当基础埋置在易风化的岩层上，施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。
当存在相邻建筑物时，新建建筑物的基础埋置深度不宜大于原有建筑基础。
当埋置大于原有建筑基础时，两基础间应保持一定净距，其数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。
当上述要求不能满足时，应采取分段施工，设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物基础[1]。
4相关计算编辑确定基础埋深应考虑地基的冻胀性。
地基的冻胀性类别应根据冻土层的平均冻胀率η的大小，按本规范附录G0.1查取。
季节性冻土地基的设计冻深zd应按下式计算：zd=z0·ψzs·ψzww·ψze式中 zd——设计冻深。
若当地有多年实测资料时，也可：zd=h’-△z，h’和△z分别为实测冻土层厚度和地表冻胀量；z0——标准冻深。
系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年实测最大冻深的平均值。
当无实测资料时，按本规范F采用；ψzs——土的类别对冻深的影响系数ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数ψze——环境对冻深的影响系数注：环境影响系数一项，当城市市区人口位20~50万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于50万小于或等于100万时，按城市市区取值；当城市市区人口超过100万时，按城市市区取值，5km以内的郊区应按城市近郊取值。
二级建造师继续教育部分试题答案
冬期施工技术班级：2020年主项班（仅限水利水电工程主项专业）[共120学时，已含必修60学时+选修60学时]考试时长：15分钟，总分：10分，合格分数：6分单选题：(共4题，每题1分)1、冬期施工准备工作主要包括（）A .材料准备B .组织措施C .编制冬期施工方案D .现场准备2、对于大面积回填土和有路面的路基及其人行道范围内的平整场地填方，可采用含有冻土块的土回填，但冻土块的粒径不得大于（），其含量不得超过30%。
A .100mmB .150mmC .200mmD .300mm3、砌体工程的抗冻砂浆使用温度不得低于（）A .0℃B .5℃C .8℃D .10℃4、砌筑工程的冬期施工方法以（）为主。
A .冻结法B .外加剂法C .暖棚法D .蓄热法多选题：(共3题，每题1分)5.冬期施工的基本原则有（）A .确保工程质量B .一切以进度为主C .安全生产，避免安全事故的发生D .节省成本E .经济合理，减少能源消耗6.地基土的冻胀性分类，可分为（）A .不冻胀B .弱冻胀C .冻胀D .强冻胀E .特强冻胀7.冻土地基可采用( )、( )、( )、( )等施工。
A .干作业钻孔桩B .挖孔灌注桩C .沉管灌注桩D .预制桩E .人工挖孔桩判断题：(共3题，每题1分)8.构筑物及有路面的道路，路基范围内管沟可以用冻土回填。
对错9.冬期施工时，砌体砂浆会在负温下冻结，砂浆中的水泥由于水分冻结而停止水化作用，这将影响砂浆后期强度和粘结力。
对错10.基坑土方开挖应待桩身混凝土达到设计强度时方可进行。
对错劲性混凝土结构施工技术班级：2020年主项班（仅限水利水电工程主项专业）[共120学时，已含必修60学时+选修60学时]考试时长：15分钟，总分：10分，合格分数：6分单选题：(共4题，每题1分)1、劲性混凝土结构的基本构件（）。
A .混凝土B .梁C .柱D .梁和柱2、劲性混凝土结构在苏联则被称为（）。
地基基础处理技术第二章4冻土
第四节冻土一、冻土的分类冻土是指温度等于或低于摄氏零度、且含有冰的各类土。
根据其冻结时间和冻结状态可将冻土分成多种类型。
(一) 按冻结时间分1．季节性冻土季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结，夏季全部融化，呈周期性冻结、融化的土。
季节性冻土在我国的华北、西北和东北广大地区均有分布。
因其周期性的冻结、融化，对地基的稳定性影响较大。
季节性冻土根据其结构形式，又可分为：(1)整体结构：土在冻结时，土中水分有向温度低的地方移动的性能。
整体结构冻土是由于温度骤然降低，冻结较快，土中水分来不及移动即冻结，冰粒散布于±颗粒间，肉眼甚至看不见，与土粒成整体状态。
融化后土仍保持原骨架，建筑性能变化不大。
(2)层状结构：地表温度不很低，且有变化，土中水分冻结一次，融化一次，又冻结一次，则形成层状结构冻土。
这种土融化后骨架整个遭受破坏，对建筑性能影响较大。
(3)网状结构：由于地表不平，冻结时土中水分除向低温处移动外，还受地形影响，使水分向不同方向转移，而形成冰呈网状分布的冻土，这种土一般含水、含冰量较大，融化后呈软塑或流塑状态。
(4)扁豆体和楔形冰结构：由于季节性冻结和融化，土中水分向表层低温处移动，往往在冻层上限冻结成扁豆体状冰层，当冻土层向深度发展，扁豆体状冰层即夹于冻土层之中。
当岩层或土层具裂隙时，水即在裂隙中成冰楔体。
此类结构的冻土，承受荷载时易沿冰体滑动。
2．多年冻土多年冻土是指冻结状态持续多年(一般是二年或二年以上以上)不融的冻土。
多年冻土常存在地面以下一定深度，其上部接近地表部分，往往亦受季节性影响，冬冻夏融，此冬冻夏融的部分常称为季节融冻层。
因此，多年冻土地区常伴有季节性的冻结现象。
多年冻土根据其垂直构造、水平分布和冻结发展趋势，又可分为下列几种类型：(1)按垂直构造分：(a)衔接的多年冻土：冻土层中没有不冻结的活动层，冻层上限与受季节性气候影响的季节性冻结层下限相衔接。
(b)不衔接的多年冻土：冻层上限与季节性冻结层下限不衔接，中间有一层不冻结层。
2019年西南大学0737《基础工程》作业答案
1、当新建筑物基础深于旧建筑物基础时，新、旧建筑物相邻基础之间应保持的距离不宜小于两相邻基础地面高差的（）。
1.3~4倍2.1~2倍；3.2~3倍；4.0.5~1倍；2、当土的冻胀性类别为强冻胀土时，在冻土地基上的不采暖房屋基础的最小埋深应为（）。
1.浅于或等于设计冻深；2.深于设计冻深；3.不受设计冻深影响。
4.等于设计冻深；3、多层砌体承重结构设置圈梁时，若仅设置两道，则应（）。
1.在房屋中部适当楼层窗顶或楼板下面各设置一道2.在基础面附近和顶层窗顶或楼板下面各设置一道3.在基础面附近和底层窗顶或楼板下面各设置一道4.在顶层和下一层窗顶或楼板下面各设置一道4、强夯法一般不宜加固（）。
1.弱风化岩2.碎石土3.粘性土4.杂填土5、除岩石地基以外，基础埋深不宜小于（）。
1.0.1m；2.0.5m3.0.2m；4.0.4m；6、预制桩的垂直偏差应控制的范围是（）。
1.1﹪之内2.3﹪之内3. 1.5﹪之内4.2﹪之内7、下列哪一种情况可减少基底的附加应力？（）1.调整建筑物某些部位的标高2.设置圈梁3.减小建筑物长高比4.设置地下室或帮地下室8、指出下列措施中哪项不能提高单桩竖向承载力（）。
1.增加桩长2.加大桩径3.采用扩底桩4.提高桩身配筋9、计算地基变形时，施加于地基表面的压力应采用（）。
1.基底压力2.基底净压力3.基底附加压力4.基底反力10、混凝土灌注桩的桩身混凝土强度等级不得低于（）。
1.C202.C153.C354.C2511、持力层下有软弱下卧层，为减小由上部结构传至软弱下卧层表面的竖向应力，应（）。
1.加大基础埋深，减小基础底面积2.加大基础埋深，加大基础底面积3.减小基础埋深，加大基础底面积4.减小基础埋深，减小基础底面积12、下列措施中，（）不属于减轻不均匀沉降危害的措施。
1.建筑物的体型应力求简单2.设置沉降缝3.相邻建筑物之间应有一定距离4.设置伸缩缝13、若流动性淤泥土层中的桩发现有颈缩现象时，一般可采用的处理方法是（）。
基础工程简答题与参考答案(完整版)
1、地基基础设计应满足哪些原则？2、基础设计时，合理分析方法与常规分析方法的主要区别是什么？3、什么叫基础的“架越作用”？其影响因素是什么？4、考虑上部结构刚度的影响，将建筑结构分几类？5、简述无筋扩展基础（刚性基础）的特点。
6、什么是地基、基础？什么叫天然地基？7、验算建筑物沉降是否在容许范围内，为什么首先要区分变形特征？8、当拟建相邻建筑物之间轻（低）重（高）悬殊时，应采取怎样的施工顺序？为什么？9、设计刚性基础时，地基承载力越大，刚性角是越大还是越小？为什么？10、天然地基上浅基础有哪些类型？11、什么叫地基土的冻胀性？冻胀对建筑物有什么危害？地基土冻胀性分类所考虑的因素是什么？确定基础埋深则，是否必须把基础底面放到冰冻深度之下？12、基础平均压力、基底平均附加压力、基底平均净反力在基础工程设计中各用在什么情况？13、地下水位变化对浅基础工程有何影响？14、什么是地基承载力特征值？15、什么是地基土的标准冻深？16、试述刚性基础和柔性基础的区别。
17、何谓基础的埋置深度？影响基础埋深的因素有哪些？18、何谓补偿基础？19、确定地基承载力的方法有哪些？20、何谓软弱下卧层？试述验算软弱下卧层强度的要点。
21、什么情况下需进行地基变形验算？变形控制特征有哪些？22、何谓上部结构与地基基础的共同作用？23、由于地基不均匀变形引起的建筑物裂缝有什么规律？24、减轻建筑物不均匀沉降危害的措施有哪些？三、简答1、答（1）在防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性方面，应有足够的安全度。
（2）控制地基的特征变形量不超过规范允许值，（3）满足基础结构的强度、刚度和耐久性。
2、答常规分析方法仅考虑了地基、基础和上部结构之间满足静力平衡条件，忽略了彼此之间的变形协调条件；而合理的分析方法以三者同时满足静力平衡和变形协调两个条件为前提。
3、答刚性基础能跨越基础底中部，将所承担的荷载相对集中地传至基底边缘的现象叫作基础的“架越作用”。
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弱冻胀
12<ω≤ 18
>1.0
≤1.0
3.5<η≤ 6
Ⅲ
冻胀
ω>18
>0.5
≤0.5
6<η≤ 12
Ⅵ
强冻胀
粉砂
ω≤14
>1.0
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤1.0
1<η≤ 3.5
Ⅱ
弱冻胀
14<ω≤19
>1.0
≤1.0
3.5<η≤ 6
Ⅲ
冻胀
19<ω≤23
>1.0
≤1.0
6<η≤ 12
Ⅵ
强冻胀
ω>23
不考虑
η> 12
地基土的冻胀性分类
土的名称
冻前天然含水量ω(%)
冻结期间地下水位距冻结面的最小距离hw(m)
平均冻胀率η(%)
冻胀等级
冻胀类别
碎(卵)石,
砾,粗,中砂(粒径小于0.075mm颗粒含量大于15%),
细砂 (粒径小于0.075mm颗粒含量大于10%)
ω≤12
>1.0
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤1.0
1<η≤ 3.5
Ⅰ
不冻胀
≤2.0
1<η≤ 3.5
Ⅱ
弱冻胀
ωp+2<ω≤ωp+5
>2.0
≤2.0
3.5<η≤ 6
Ⅲ
冻胀
ωp+5<ω≤ωp+9
>2.0
≤2.0
6<η≤ 12
Ⅵ
强冻胀
ωp+9<ω≤ωp+15
>2.0
≤2.0
η>12
Ⅴ
特强冻胀
ω >ωp+15
不考虑
注：
1.ωp---塑限含水量(%);ω---在冻土层内冻前天然含水量的平均值;
Ⅴ
特强冻胀
粉土
ω≤19
>1.5
η≤1
Ⅰ
不冻胀
≤1.5
1<η≤ 3.5
Ⅱ
弱冻胀
19<ω≤22
>1.5
1<η≤ 3.5
Ⅱ
弱冻胀
≤1.5
3.5<η≤ 6
Ⅲ
冻胀
22<ω≤26
>1.5
≤1.5
6<η≤ 12
Ⅵ
强冻胀
26<ω≤30
>.5
≤1.5
η≤ 12
Ⅴ
特强冻胀
ω>30
不考虑
粘性土
ω≤ωp+2
>2.0
η≤1
2.盐渍土不在表列;
3.塑性指数大于22时,冻胀性降低一级;
4.粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时,为不冻胀土;
5.碎石类土当填充物大于全部质量的40%时,其冻胀性按充填物土的类别判断;
6.碎石土,砾砂,粗砂,中砂(粒径小于0.075mm颗粒含量不大于15%),细砂(粒径小于0.075mm颗粒含量不大于10%)均按不冻胀考虑.