季节性冻土处理
季节性冻土对工程的影响及防范措施资料讲解
季节性冻土对工程的影响及防范措施冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月），季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。
地球上多年冻土，季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。
因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。
中国冻土可分为季节冻土和多年冻土。
季节冻土占中国领土面积一半以上，其南界西从云南章凤，向东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。
季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3 米，往南随纬度降低而减少。
多年冻土分布在东北大、小兴安岭，西部阿尔泰山、天山、祁连山及青藏高原等地，总面积为全国领土面积的1/5 强。
冻土地区气温低，土层冻结，降水少，流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著，冻融作用则成为冻土地貌发育的最活跃因素。
随着冻土区温度周期性地发生正负变化，冻土层中水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏，沉积物受到分选和干扰，冻土层发生变形，产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程，称为冻融作用。
它包括融冻风化、融冻扰动和融冻泥流作用。
融冻泥流是冻土地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。
一般发生在数度至十余度的斜坡上。
当冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物质，达到饱和或过饱和状态，从而使上层土层具有一定的可塑性，在重力的作用下，沿着融冻界面向下缓慢移动，形成融冻泥流，年平均流速一般不足1米。
由于泥流顺坡蠕动时，各层流速不一，表层流速大于下层，所以有时可把泥炭、草皮等卷进活动层剖面中，产生褶皱和圆柱体等构造形态。
季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层。
自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。
季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结、夏季全部融化。
我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米，占国土面积的53.5%,其南界西从云南章凤，向东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。
季节性冻土施工方案
1.季节性冻土施工范围1.1.季节性冻土定义和成因当温度为0℃或负温，含有冰且土颗粒呈胶结状态的土称为冻土。
土层冬季冻结，夏季全部融化，冻结延续时间一般不超过一个季节，称为季节性冻土层，其下边界线称为冻深线或冻结线。
路基土质、水分及冻结条件的不均一性，会产生不均匀冻胀，冻胀造成地面开裂；春季融化时，土体处于饱和状态，土颗粒间摩擦力降低至消失，在荷载作用下则千出现下沉、翻浆冒泥等病害。
1.2.季节性冻土范围目前我国东北地区既有铁路冻害比较普遍、严重，路基冻胀和融沉使路基产生不均匀变形，破坏轨道的平顺性，成为影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一，也给铁路养护维修千万很大的困难。
2.季节性冻土路基工程施工对策2.1.季节性冻土路基防冻胀措施为防止路基结构冻胀变形，主要是改善路基结构和填料及周围水分疏导，从形成起因减少冻胀力和冻胀性来防治冻胀，主要采取如下措施：2.1.1.填筑非冻胀填料设隔防渗层路基面以下冻结深度范围内填筑非冻胀性填料(非冻胀填料为细颗粒含量小于15%的A、B组碎石类土，基床表层70cm填级配碎石)，于基床表层下部铺设两布一膜不透水工布，土工布上下各设置0.1m中粗砂垫层。
基床底层采用A、B组填料和C组块石、砾石类填料，有效的阻隔地表水渗入基床底层。
2.1.2.排水设施降、排水在地下水埋深较浅段且路基高度小于季节性冻胀地段，考虑毛细水强烈上升高度，路基两侧设置降排水盲沟设施，使地下水降至季节冻深以下。
对边沟积水的路段，尤其是低填方段设置集水坑将积水排除，挖方地段路基，加大边沟坡纵向排水坡度，将积水引导排到路基以外。
2.1.3.防冻胀护道为防止冻胀破坏路堤边坡，对地下水位较高地段，路堤坡脚两侧设置防冻胀护道，按设设计尺寸(高、宽均为2m),大于最大冻结深度。
2.2.季节性冻土路基施工工艺流程及要点季节性冻土施工工艺流程如下图。
2.2.2.季节性冻土路基施工要点路基施工开工前，应在全面理解设计要求和设计交底的基础上，进行现场调查和核对。
季节性冻土处理
季节性冻土处理季节性冻土是指冻结在土层表面的一层土壤，这种现象通常存在于寒带和高山环境中。
季节性冻土的存在也常常带来各种问题，如采矿和建造等方面的限制等。
为了解决这些问题，采取了多种方法来处理季节性冻土。
概述季节性冻土处理有多种方法，包括重度打压、降温剂和重氮化合物等。
其中，重度打压是一种被广泛应用的方案，该方法通过利用重型设备压实季节性冻土，使其不在表面露出。
而降温剂是一种将能够降低土壤温度的添加剂。
重氮化合物则是一种添加到含有季节性冻土的土壤中，以降低它的冰点。
重度打压重度打压是一种通过使用大型重型设备（如铲车、挖掘机等）将季节性冻土压实的技术。
这种方法可以使季节性冻土在长达数年的时间中不再出现在表面。
在实施重压冻土处理措施的地方，需要首先对目标区域进行认真的勘察，以确定最佳钻探点和钻探深度。
同时，需要对勘察结果进行分析，以确定合适的施工方法和适当的压实设备。
降温剂降温剂是一种添加到季节性冻土的土壤中的物质，通过降低土壤温度来防止其结冰。
这种方法在施工过程中非常简单，因为只需要在相关区域撒布降温剂，然后通过使用轻型设备（如拖拉机或手推车）将其混入土壤中即可。
降温剂有多种类型，包括甲醛、丙酮和环氧树脂等。
重氮化合物重氮化合物是一种添加到含有季节性冻土的土壤中的化学物质。
这种物质可以通过降低季节性冻土的冰点来防止其在表面露出。
实施重氮化合物处理措施需要进行特别考虑。
必须在施工前，进行详细的风险评估和计算。
如果重氮化合物被错误地添加或管理，可能会导致土壤污染和环境破坏。
季节性冻土是一个社会和环境问题，它对工业和社会活动的进行带来了很多限制和不便。
为了解决这些问题，需要采取一系列不同的方法，如重度打压、降温剂和重氮化合物等。
实施这些方法的前提条件都是进行详细的风险评估和计算，并对季节性冻土区域进行认真的勘察，以确定最佳的措施。
软土路基(季节性冻土)施工方案
一、工程概况本合同段软土路基桩号为K1+191+200~ 320,YK191+335.446~ 385,YK195+670~ 685,YK196+260~300,YK196+370~385,YK196+390~430,ZK191 +335.446~479.541,ZK196+229.037~249.554,K197+110~125共9段，主要为季节性冻土，设计处理措施为清除换填，换填材料为碎砾石土和砂砾石，换填底部设置防渗土工布，换填平均深度约为0.4m至0.8m之间，换填面积约9198m³。
二、编制依据本施工技术方案主要依据《四川省汶川至马尔康高速公路两阶段施工图设计》、《路基施工规范》等。
三、施工准备情况（一）现软基路基施工机械设备已满足施工要求，具体施工机械见下表：附表1：路基施工机械设备配备表（二）路基施工人员配备表此分项工程所需人员已到位，现安全、技术、质检人员施工人员已到场，具体见下表：附表1：路基施工人员配备表（一）、软土路基（季节性冻土）处理方法季节性冻土路基采取：①路基尽量以填方形式通过，并尽可能使填筑高度在1.5m以上；②采用排水沟和纵、横向渗沟加强地面和地下水并降低地下水位；③路基填料采用粗颗粒类土；④路面结构采用15cm沥青混凝土+20cm水泥稳定碎石基层+36cm水泥稳定碎石底基层+15cm级配碎石垫层。
路堤填筑高度小于1.5m的季节性冻土路段，视为零填路基，其路床范围内（路基顶面80cm以内）一律采用碎石或砂砾石材料填筑，并于路基顶面设置一层防渗土工布。
同时根据地形和地下水位的具体情况，加深排水沟和在排水沟下设纵向渗沟，并每隔30~50m设置你一道横向渗沟将地下水引出路基之下，并降低地下水位（见下图）（2）挖方的季节性冻土路段，将路床范围内（路基顶面80cm以内）的原有土方挖除，用碎石或砂砾石材料换填，并于路基顶面设置一层防渗土工布，路基两侧边沟下设纵向渗沟，并每隔30~50m设置你一道横向渗沟将地下水引出路基之下，并降低地下水位（见下图）（二）、软土路基（季节性冻土）施工方法1、施工工艺流程施工工艺流程见下图12、软土路基（季节性冻土）施工（1）施工准备施工前应对换填的范围和深度进行核实，当采用机械挖除换填时，应预留30～50cm的保护层由人工清理。
季节性冻土地基病害与整治策略分析
季节性冻土地基病害与整治策略分析路基是道路的重要组成部分，它是公路的基础，其强度和稳定性直接影响到整条道路的使用效果。
因此。
提高路基的强度和稳定性是控制整个道路施工质量的关键。
这就决定了当道路穿过季节性冻土地段时，必须对路基进行必要的处理，以防止季节性冻土对路基造成危害。
一、季冻区路基病害1. 冻胀引起的破坏当冬季赴温传入地下，路基中水分（包括通过路基土中毛细管上升到路基内部的地下水及孔隙中原有的部分水分）冻结成冰，并形成冰夹层、多晶体冰晶等形式的冰侵入体，水分冰冻后体积将增加5%～10%，引起土颗粒的相对移动，使土体体积产生不同程度的扩张现象。
如果冻胀力大于基底上的荷载，路基就可能被抬起，形成冻胀丘及隆岗等一些地形外貌。
2. 融沉翻浆在季节性冻土地区水文地质条件不良地段，冬季路基土体由于冰冻作用，使其含水量增大，春季化冻时路基中水分不能及时排除，形成潮湿软弱状态（翻浆），并且土体在融化固结过程中会产生局部地面的向下运动，使路基承载能力严重下降，危害道路的使用性能，不利于道路安全、正常、舒适运行。
二、成因分析路基的病害是与气温、土质及水源条件密切相关的，主要发生在气候严寒、具有季节冻结深度的地区，其土质以细颗粒的粘性土为主，往往富含水分。
分析季节性冻土区路基病害产生的原因主要有以下几个方面1. 气温秋末初冬，形成较大的温差梯度。
由于土中薄膜水具有自高温向低温转移的特性，较大的地温差，将使深部的土中水向基床上聚集，结成扁冰体。
初冬气候温和，降温缓慢，使冻结线在基床上层滞留时间较长，造成水分向上聚集的有利条件。
春寒较长，晚春气温急剧回升，基床上部土融化较快，大量的融冻水分无法排出，又来不及蒸发，形成流塑状泥浆。
2. 水源秋末多雨，冻结前土基原始含水量大。
土层冻结具“开系统”条件，地下水位在冻层附近。
地表排水系统不畅，积水较多，或路基有道碴槽积水，向基床渗透聚集。
路基内部毛细水密布，不能及时排出。
冬季侧沟积雪较多，春融期又遇降水，造成融冻层湿度恶化。
浅谈季节性冻土的处理措施
改善 了路基土的排水 固结条件 ， 有利于加快填土期 的路基沉
降， 减少工后沉降。 ４土工合成材料加筋体 改善 了软土 地基的受力 及变形 ． 状况 ， 了作用在 地基 上的水平荷 载 ， 高 了地基 的竖向承 善 提 载力 ， 约束了地基表层 的水平位移 ， 提高 了地基承载力。
害早 期 损 坏 。 ２ 处 理 措 施
路基土中存在 着无数 的毛细管 ， 地下水主要通过路 基中 的毛细管上升到路基 内部 ， 当负温传人 地下 ， 地表 中的 自由
水首先冻结成冰晶体 ， 随着 气温的继续 下降 ， 合水的最外 结
收 稿 日期 ：０７一ｌ ２ ２０ ２— Ｏ
解决季节性冻土的危 害 ， 据其成 因分 析 ， 根 只要 消除毛
Ｖｏ ． １ ． １ Ｏ ＮＯ ２
Ａｐ ｒ．２００ ８
文 章 编 号 ： ０ ３ １ （０ ８ ０ —０４一ｏ １ ８— ８２ ２０ ） ２ ２ ０ ３
浅谈 季节 性 冻 土 的处 理 措 施
赵 喜 明
（ 抚顺市公路工程 质量监督站 ， 辽宁抚顺 １３０ ） １０ ６
摘 要
ｔ ｎ ｔ ａｍｅ ｔ ｈ ｓａ ｔ ｌ ｌｏ ａ ａｙ ｅ ｅ ｅ ｅ ｔ ｆ ｈ ｐ Ｈ ａ ｏ ｆ ｅ ｓ ｎ ｈ ｔ ｎ ｔ ｅｐ ａ ｔ ｅ ｏ ｎ ｋ ｎ Ｂ ｎ ａ ａ ｈ ｃ ｐ ｉ ｅ ｔ ｎ ．Ｔ ｉ ｒ ｃｅ ａｓ ｎ ｌｚ ｓｔ ｆ ｃ ｅ ａ ｐ ｃ ｆ ｎ ｏ ｏ ｙ ｔ ｅｉ ｉ ｒ ｃｉ ｆ ｏ ｒ ｉ ｈ ｏｔ ｉ ｇ ｃ ｈ ｃ Ｙｉ ｇ ｏ ｉ ｈ ｉＲｏ ｄ ｗ ｈ ａ ・ ｉ ｐ ｉｄ ｇ ｏ ｙ ｔ ｅｉ ｏ ｔｅ ｔｅ ｔ ｎ ｆ ｏ ｏ ｎ ａ ｏ ． ｌ ｅ ｓ ｎｈ ｔ ｔ ｈ ｒ ａｍｅ ｔｏ ｆ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｅ ｃ ｓｔ ｉ
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。
季节性浅冻地区冻土路基处理探讨
季节性浅冻地区冻土路基处理探讨谢聪(西南交通大学 四川成都 610031)摘要：季节性浅冻地区由于冻土较浅，冻结一般在路基外部进行，路基在冻融循环过程中形成冻土核和未冻土核，从而使路基产生不均匀沉降变形。
参考当地标准冻深，设想将路基分为冻融区和非冻区，在两区间设导流导温通道从而进行冷热能量交换，并在非冻区外设隔水层阻隔自由水进入，路基外部冻融区实现冻融循环功能，非冻区主要承担道路传来荷载起承重作用。
关键词：冻融循环 隔水层 标准冻深 冻融区 非冻区 能量交换区中图分类号：U416.1文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2022)12(b)-0093-04Discussion on the Treatment of Frozen Soil Subgrade inSeasonally Shallow Frozen AreasXIE Cong(Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan Province, 610031 China)Abstract:Due to the shallow frozen soil in the seasonal shallow freezing area, freezing is generally carried out out‐side the subgrade. Frozen soil cores and unfrozen soil cores are formed in the process of freezing and thawing cycles of the subgrade, resulting in uneven settlement deformation of the subgrade. With reference to the local standard freezing depth, it is envisaged to divide the subgrade into freeze-thaw area and non freezing area. The two sections are provided with diversion and thermal conductivity channels to exchange cold and hot energy, and an imperme‐able layer is set outside the non freezing area to prevent free water from entering. The freeze-thaw area outside the subgrade realizes the function of freeze-thaw cycle. The non freezing area mainly bears the load transmitted from the road to play a load-bearing role.Key Words: Freeze-thaw cycle; Aquifers; Standard freezing depth; Freeze thaw area; Non frozen area; Energy ex‐change area路基是路面的基础，是道路的重要组成部分，路基的主要作用是承受路面静荷载及交通运行的动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散。
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季节性冻土的处理
1、由于本合同段全线属季节性冻土区，其中K218+000~K225+700段较为严重，海子山海拔4300米以上，每年9月中旬开始冻结，冻结厚度0.2米，随温度的降低，冻结深度逐渐加大，来年3月份全部融化，最大冻结深度达3米，该路段以块石土，含砾低液限粉土和细粒土质砾为主，在初春季节受水、雪融水影响，地下水们较高，易形成冻害，造成路基翻浆、沉陷，使刚性路面错缝或拆断，冻融使桥梁、涵洞发生少量下沉和不均匀下沉，引起开裂破坏。
因此，冻土的冻胀及融化都会对工程带来危害，必须采取必要的防治措施，贯彻以防为主，防治结合原则，如提高路基标高、设碎石垫层或盲沟，在路基两侧设保温护道，挖积雪、降水坑等方法。
2、翻浆地区路基首先必须注意切实做好路基排水，保证路基填土高度和压实要求，由于施工过程中排水措施不好，或完工后未形成完整有效的排水系统，至使往往通车后不久，季冻区路面损坏，因此如何防止路基表面水渗入，降低地下水们，减少路基原始含水量，切断聚冰过程过程中水的供给源，在施工中应充分考虑，给予足够的重视，做好路槽范围内的排水，设置碎石隔水层，做好路基防排水及保温措施，一般应保证边沟底距路基边缘的高差不小于1.5米，路基采用粗颗粒砂砾土填筑，基底设置一层50厘米厚砂砾石或碎石透水层，路基填方高度小于1.5米零填路段或零挖路段，路床范围冻融层细颗粒（<0.02mm）含量>5%时应予以清除，换填碎石或碎砾石，设置一层防渗土工布，并应加深排水沟，降低地下水位。
2．1 换填土：换填土采用水稳性好，冻稳性好，强度高的粗颗粒填料换填路基上部，换填选料原则：冻胀时路面不产生有害变形，冻融时路床承载力不下降，换填厚度应控制在最大冻深的70%~100%。
2．2 横向盲沟降水：道路纵坡大于3%的坡腰翻浆路段，当路面基层采用透水性材料时，为能及时排出透水层内的纵向水流和春融期土基化冻时的多于水份，可在路槽下设置横向盲沟可设置成人字形，纵向间距一般为10米，沟深20~40厘米，宽40~50厘米，填以砾等透水性良好材料，出口按一般盲沟处理。
2．3 管式渗沟降水：挖方地段为降低路基附近的地下水位，采用有管渗沟为拦截并排除，流向路基的层间水，采用截水渗沟疏排。
为防止渗沟被淤塞，根据现地条件，必要时可采用土工布外覆盖层以维护渗沟的通畅。
2．4 砂（砾）垫层：铺设砂（砾）垫层防治翻浆作用在于隔断毛细水上升，冻融期具有蓄水排水作用，且在冻结或融化时，砂（砾）垫层的体积变化不大，因而可减轻路面冻胀和融沉。
2．5 土工布排水：采用土工布排水是在路基上部一定深度平铺过滤型土工布，其上铺填30~40厘米砂砾层，然后继续填土至路基顶面。
2．6 设置隔离层：为防止翻浆，可在路基一定深度处设置隔离层，隔离层宜高出地表水面25厘米，有效厚度一般为20厘米，用碎石、砾石、土工布等铺成，为防淤塞，可在上、下设3%~4%的横坡以利排水，不透水隔层多适用于不透水路面的路基中。