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《建筑工程冬期施工规程》JGJT104-2011

《建筑工程冬期施工规程》JGJT104-2011
冻结法”、“负温冷拉”。 增加术语“起始养护温度”。 修订了术语“蓄热法”、“综合蓄热法”、“负温养 护法”。
2 术语(2)
蓄热法——混凝土浇筑后,利用原材料加热以及水泥 水化放热,并采取适当保温措施延缓混凝土冷却,在 混凝土温度降到0℃以前达到受冻临界强度的施工方 法。 综合蓄热法——掺早强剂或早强型复合外加剂的混凝 土浇筑后,利用原材料加热以及水泥水化放热,并采 取适当保温措施延缓混凝土冷却,在混凝土温度降到 0℃以前达到受冻临界强度的施工方法。
3.1.6 同一建筑物基槽(坑)开挖时应同时进行,基底不得留 冻土层。基础施工中,应防止地基土被融化的雪水或冰水浸泡。 (防止造成先期完成的基底土二次遭受冻结 )
3 建筑地基基础工程—3.2土方工程
冬期大面积土壤保温工程较为少见,常用采取的松土耙平法和雪 覆盖保温等方法浪费人工、能源和材料,现阶段基本上不采用; 小面积的土壤保温可采用保温材料覆盖法,通常的保温材料,如 炉渣、稻草、膨胀珍珠岩等均可,方法简单易行,无需在规程中 单列条文进行规定,故取消原“3.2 土壤的防冻与保温”一节相 关内容。
规程修订的原则
3. 遵循国家法律、法规有关规定,贯彻国标委有 关文件的精神与要求,充分体现 “节能减排”、 “环境保护”、“资源节约与利用”等宗旨。 4. 反映我国新出现的较成熟的新材料、新技术, 新工艺,同时,要展现施工技术规范的可操作 性、实用性,从而体现出本规范的合理性。
规程修订的主要技术内容
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 150mm,其含量不得超过30%。铺填时冻土块应分散开,并 应逐层夯实。 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,可以采用部分冻土回填,但限制其尺寸和含量,以保证冻 土融化后均匀融沉。)

冷冻法地层加固施工工法

冷冻法地层加固施工工法
盾构始发地层加固需要解决的技术问题,一是要保证打开地连墙时前方土体不坍塌,防止漏水。二是始发时,地层加固要为盾构始发后调整姿态创造条件,以防止盾构上仰、覆土失稳、地表隆沉等问题发生。根据设计提供盾构始发加固图采取下图所示的始发冻结加固形式。根据功能要求,冻结加固区分为两个部分,一是与地连墙紧贴的前冻土墙(封头冻土墙),其作用是保证打开始发口地连墙后前方土体不坍塌,不漏水;二是平衡段,由冻土拱和前冻土墙(平衡段冻土墙)组成,其作用是防止盾构始发后盾构机头上仰、覆土失稳和地表隆沉。
盐水循环和拔管示意图
⑵拔管顺序
①依次先拔第一、二排冻结管,不需完全解冻,冻结管拔至盾构上方,用钢管将其连接成网格,防止下沉,重新连接冻结系统继续冻结,防止盾构推进过程中浆液从融化的冻结孔中溢出。
②第三排冻结管,用于强制解冻,待冻土平均温度满足盾构推进时拔除该排冻结管至盾构上方,重新冻结。
③在隧道两侧的冻结管暂时不拔,待盾构穿过最后一道冻土墙后,再拔除该处冻结管并充填。
⑶适应性广。适用于任何含一定水量的松散岩土层,在复杂工程、水文地质如软土、含水不稳定层、流砂、高水压及高地压、埋深大等地层条件下冻结技术有效、可行。
⑷冻结工程施工最大的污染是钻孔时的少量的泥浆排出,冻结过程不向地层注入任何有害物质,冻结工程完毕后,地层自然融化恢复原有状况,不会在地层留下有碍于其它工程施工的地下障碍物,是一种“绿色”施工方法。
⑶其它
①拔管要在盾构进入洞口内,且安装好密封装置后进行,盾构头部距冻土墙不小于0.2m,以防影响拔管。
②在隧道范围内所有冻结管全部拔出后,盾构方可开始推进,防止盾构推进损坏冻结管,使其无法拔出。
5.2.6.
5.2.6.1.
设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时,要随时调节压力、温度等各状态参数,使机组在有关工艺规程和设计要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中,定时检测盐水温度、盐水流量和冻土墙扩展情况,必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结,要求一周内盐水温度降至-20℃以下。

地基基础处理技术第二章4冻土

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。

(完整)冻土线路地基与基础处理方案

(完整)冻土线路地基与基础处理方案

内容提要输电线路经过冻土地区,进行详细的地质调查和收资,掌握沿线冻土性质、融沉等级、地温分布、水文地质情况、季节冻结层的冻涨等级是关键。

季节性冻土地段,存在于本工程河谷、河漫滩、地下水埋藏较浅的地段,最大冻结深度范围内的粉土、粘性土及粉砂具有冻涨性,冻涨级别为冻涨-强冻涨。

本专题结合呼伦贝尔地区季节性冻土地段的特点和我院在同类地基上基础防冻设计的经验,对季节性冻土地区基础型式及地基处理方案进行了分析研究,在冻涨土地基选择了梯形斜面基础,在强冻涨且地下水位很浅的跨河及沼泽地段,浅基础无法施工的塔基,选择了钻孔灌注桩基础.多年冻土地段,根据呼伦贝尔地区多年冻土的类型、埋藏深度、融沉等级,提出了地基与基础的处理方案,在弱融沉的多冰冻土地基,采用了施工运行期允许融化的设计原则,推荐采用了梯形斜面基础,地基基底进行了清除多冰冻土的措施,防止地下冰融化导致的基础下沉。

在属融沉等级的富冰冻土地基,采用保持地基冻结状态的设计原则,利用冻结状态的多年冻土作地基,选择了钻孔灌注桩基础。

目录1呼伦贝尔段冻土分布及特点 (1)2季节性冻土地区线路地基与基础设计 (2)2。

1冻涨对送变电工程造成的危害 (2)2.2季节性冻土地区线路地基与基础设计的主要原则 (4)2.3季节性冻土地区线路地基与基础通常采取的处理措施 (4)2。

4季节性冻土地段地基与基础处理方案 (5)2.5季节性冻土地段地基与基础处理方案的选择 (8)3多年冻土地区线路地基与基础设计 (9)3。

1多年冻土融沉对送电线路造成的危害 (10)3。

2多年冻土地区线路地基与基础设计的主要原则 (11)3.3多年冻土的融沉性分析 (11)3。

4多年冻土地区线路地基与基础设计方案 (15)3。

5多年冻土地区线路地基与基础设计方案的选择 (15)4结论性意见 (16)1 呼伦贝尔段冻土分布及特点本工程线路穿行于呼伦贝尔市的鄂温克旗、新巴尔虎左旗,穿越大兴安岭,属严寒地区。

(完整word版)冻土处理方案

(完整word版)冻土处理方案

K3+753.5~K3+895.5段强夯路基冻土施工处理方案张石高速公路二期工程L2合同段2006年3月4日路基冻土施工处理方案工程概况:我部承担施工的L2合同段工程K3+753.5~K3+895.5段路基基底须进行重锤强夯处理,共须处理约5000m2,设计强夯冲击能为1000k N·m,我部计划该段的施工于今年3月上旬开始,但目前正处于冰冻时期,该段路基表层经现场调查仍有约30cm 后的冻土未解冻,若不采取专项地基基底处理将影响路基的填土质量。

现就该段的处理方案呈报如下。

1、试夯:施工前应按设计要求在现场选取一块小面积(约30m2)进行试夯,试夯可在一处进行。

在试夯过程中,应测量夯点每夯击一次的下沉量,最后两击的平均沉量小于5cm时则该点试夯结束。

试夯结束后,应从夯击终止时的夯面起至其下4m深度内,每隔50cm取土样进行室内实验,测定土的湿陷系数指标。

湿陷系数δS<0.015时,则该点试夯就达到设计要求。

试夯过程中,技术员应作好试夯过程中各项技术参数的记录工作,如锤重、落距、每击夯击沉降量、每点夯击遍数等。

2、正式强夯及地基处理:若试夯完成湿陷系数达到设计要求,则可以进行大面积的强夯工作。

强夯按照相关技术要求来进行,分三遍先后进行既:主夯、副夯和满夯。

强夯时的冲击能较设计提高200K N·m,以加大夯击效果。

强夯地基的处理范围须大于基础的平面尺寸,左右两边超出基础填方起坡线的宽度加3m。

主副夯点间距取d=4m,呈梅花型交错布置。

主副夯之间间歇一定的时间,满夯前应保证最后两击沉降量不大于5cm,否则应再增加1遍。

强夯夯击遍数为3遍,夯面以上宜布置一定厚度的灰土垫层。

强夯结束后检查强夯施工记录,基础内每个夯点的累计沉量,不得小于试夯时各夯点平均沉量的95%;在施工过程中,前一遍(主夯点)夯击之后,用新土或周围土将主夯点夯击坑回填,再进行下遍副夯点夯击(副夯击点布置在主夯击点中间),即采取间隔分遍夯击的办法。

冻土工程特性及其冻土地基施工方法

冻土工程特性及其冻土地基施工方法

存 在的 自然条件不 同 , 又可将 多年 冻土 分为 : 纬度 多年 冻 高 土、 高海拔多年冻土 ; 按与下卧土层 的关系 , 可将季 节冻土 分
为季 节 冻 结 层 和 季节 融 化 层 。
冻土是一种 温度 敏感 性土体 , 冻土 区工程建设 中不 可 在
避 免 地 会 遇 到土 层 处 于 冻结 、 冻 结 、 在 冻 结 、 在 融 化 以 未 正 正
填土颗粒间隙 , 当土 中的水冻 结成 冰时 , 而 体积 一般 会增大
9 , 土 中水 的体 积 膨 胀 到 足 以引 起 颗 粒 问 的 相 对 位 移 时 % 当
沉所引起 的各种 危害 。要 想在 工程 建设 中对 冻土 所引起 的 危害加 以防范 , 首先 应该了解其工程特性。
就会引起土的冻胀 。冻胀 的严 重性 在于 已冻土 中 由于未冻 水分不断地迁移积聚 , 特别是当负温持 续条件及有 充分 的水
文 章 编 号 :0 7— 5 6 2 1 )2— 14— 2 10 7 9 (0 0 0 0 3 0
冻 土 工 程 特 性 及 其 冻 土 地 基 施 工 方 法
刘铁 银
( 黑龙 江 省 水 利 水 电勘 测设 计研 究 院 , 尔 滨 10 8 ) 哈 5 0 0

要: 冻土作为一种特 殊类 型的地基土 , 其强度和变形特性 与其他类 型土具有较 大差别 , 章阐述 了冻 土的一些工程 特性 , 文 以及
应变速率的改变而发 生很 大变化 : 当温度 降低 时 , 土 的强 冻 度随之增加 ; 当荷载 作用历 时延 长时 , 颗粒 问胶结 冰产 生塑 流而具 有流变性 , 这一特点使得冻土 的瞬时强度 大而长期强 度小 ; 随应变速率的加大 , 冻土强度 增大 , 破坏类 型表现 出由

第二章地基处理及加固

第二章地基处理及加固
另外,强夯法施工时振动大、噪声大,对邻近建筑物 的安全和居民的正常生活有一定影响,所以在城市市区或 居民密集的地段不宜采用。
1、机具设备 强夯施工的机具设备主要有起重设备、夯锤、脱钩装置
等。起重设备多采用自行式、全回转履带式起重机,起重 能力多为10~40t,由于起重能力较小,一般采用滑轮组 和脱钩装置来起落夯锤。近年来普遍采用在起重机臂杆端 部设置辅助门架的措施,这样既可以防止落锤时机架倾斜, 又能提高起重能力。
夯锤的质量应根据加固土层的厚度、土质条件及落距 等因素确定。夯锤的材料可用铸钢(铁)或在钢板壳内填 筑混凝土。夯锤形状有圆形(锥底圆柱形、平底圆柱形、 球底圆台形等)和方形(平底方形),方锤落地时,
2、施工要点 1)正式施工前应做强夯试验(试夯)。根据勘察资料、
建筑场地的复杂程度、建筑规模和建筑类型,在拟建场地 选取一个或几个有代表性的区段作为试夯区。试夯结束待 孔隙水压力消散后进行测试,对比分析夯前、夯后试验结 果,确定强夯施工参数,并以此指导施工。
第一节 地基处理及加固
一、换土地基 二、强夯地基 三、重锤夯实地基 四、振冲地基 五、地基局部处理及其他加固方法简介
一、换土地基
当建筑物的地基土为软弱土、不均匀土、湿陷性土、膨 胀土、冻胀土等,不能满足上部结构对地基强度和变形的 要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,常采用换土法 (也称为换土垫层法)处理。即将基础下一定范围内的土 层挖去,然后换填密度大、强度高的砂、碎石或灰土等, 并分层夯(振、压)实至设计要求的密实度。换土法的处 理深度通常控制在3m以内时较为经济合理。
2)强夯前应平整场地,周围做好排水沟,标出夯点布 置并测量场地高程。当地下水位较高时,宜采取人工降水 使地下水位低于坑底面以下2m;或在地表铺一定厚度的 砂砾石、碎石、矿渣等粗颗粒垫层,其目的是在地表形成 硬层,支承起重设备,确保机械设备通行和施工,同时还 可加大地下水和地表面的距离,防止夯击时夯坑积水。

冻土线路地基与基础处理方案

冻土线路地基与基础处理方案

冻土线路地基与基础处理方案冻土是指在永久冻土(或季节性冻土)区域内,地下其中一深度范围内的土壤层保持着负温度,并且不能长期处于液态状态。

由于冻土的特殊性质,其在工程建设中需要进行特殊处理,以确保地基和基础的稳定性和安全性。

下面是关于冻土线路地基和基础处理方案的一些主要内容。

1.填方处理:在冻土地区进行填方处理时,需要确保填方土的密度和含水率能够达到稳定的状态。

通常采用的方法是,选择合适的土方机械和施工方法,通过合理的震动、振实和夯实等措施,确保填方土的稳定性,并尽可能降低土的含水率,以减少冻胀和松软现象的发生。

2.微风化带处理:冻土区域多存在有机质较高的微风化带。

微风化带具有强大的吸放水能力,容易引起地基变形和沉降。

为了防止微风化带对地基稳定性的影响,可以采取以下措施:在微风化带上部分采取排水措施,以减小其含水量;降低微风化带的承载力,可以通过适当加深基础下层来实现。

3.基础处理:在冻土地区进行基础处理时,需要注意以下几点:-选择合适的基础类型:在低温多孔隙和季冻土地带,浅埋基础可能受到冻胀和冻胀的影响,因此可采用深基础,如桩基。

-地基加固:可以采用土工合成材料,如地下水泥搅拌桩,增加地基的稳定性和承载力。

-抗冻胀措施:可以采用控制冻温度和防止冻胀的方法,如在基础下部放置绝热材料,以降低冻胀的影响。

4.热水处理:对于冻土地区,特别是极寒地区,可以采取热水处理的方法来防止冻胀。

通过将热水引入地基和基础中,提高土壤温度,使其在冬季保持较高温度,从而防止土壤冻胀。

5.监测和维护:在冻土线路建设完工后,需要定期监测和维护,以确保地基和基础的稳定性。

监测包括地基沉降、冻胀等情况的监测,维护包括及时处理冻胀、沉降等问题,并采取相应的维修措施,确保线路的安全运行。

综上所述,冻土线路地基和基础处理方案需要根据具体情况灵活应用,以确保线路的安全和稳定。

在实际操作中,可根据当地的气候和地质条件,采用合适的措施和技术,以提高工程的质量和可靠性。

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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。

(2)按水平分布分:(a)整体多年冻土:在较大的地区内呈整体分布。

(b)断续多年冻土:在冻土层中有岛状的不冻层分布。

(c)岛状多年冻土:呈岛状分布在不冻土区域内。

(3)按冻结发展趋势分:(a)发展型冻土:由于地质、气候等因素的影响,多年冻土的厚度和分布范围仍在继续发展。

(b)退化型冻土:由于上述因素的影响,多年冻土的厚度和分布范围在退化减小。

退化的规律是:先地势高处后低处,先阳坡后阴坡,先粗粒土后细粒土。

(二)按冻结状态分1.坚硬冻土:土中未冻水含量很少,土粒为冰牢固胶结,土的强度高、压缩性小,在荷载作用下,表现脆性破坏,与岩石相似,当土的温度低于下列数值时,易呈坚硬冻土,粉砂-0.30C,粉土-0.60C,粉质粘土-1.00C,粘土-1.50C。

2.塑性冻土:虽被冰胶结但仍含有多量未冻结的水,具有塑性,在荷载作用下可以压缩,土的强度不高。

当土的温度在零度以下至坚硬冻土温度的土限之间、饱和度Sr≤80%时,常呈塑性冻土。

3.松散冻土:由于土的含水量较小,土粒未被冰所胶结,仍呈冻前的松散状态,其力学性质与未冻土无多大差别。

砂土和碎石土常呈松散冻土。

二、冻土的物理力学及热学性质(一) 冻土的物理力学1.冻土的总含水量:是指冻土中所有冰和未冻水的总质量与冻土骨架质量之比。

即天然温度的冻土试样,在100~1050C下烘至恒重时,失去的水的质量与干土的质量之比。

2.冻土的重度:在冻结状态下,保持天然含水量及结构的土单位体积的重量,称为冻土的重度。

3.含冰量:衡量冻土中含冰量多少的指标,有质量含冰量,体积含冰量和相对含冰量。

4.未冻水含量:是指冻土中未冻水的质量与干土的质量之比。

对于一定的土,其未冻水含量仅取决于温度条件,而与土的含水量无关。

(二)冻土的力学性质1.冻土的融化压缩:冻土融化过程中在无外荷作用的情况下,所产生的沉降称为融化下沉(简称融陷)。

用相对融陷量—融沉系数(亦称融化系数)A4表示。

冻土融化后,在外荷作用下所产生的压缩变形称为融化压缩。

用单位荷载下的相对变形量——融化压缩系数a o表示。

2.冻胀量:土的冻胀是土冻结过程中土体积增大的现象。

土的冻胀性以冻胀率η(冻胀变形量与冻结深度之比,以百分数表示)来衡量。

3.法向和切向冻胀力:地基土冻结时,随着土体的冻胀,作用于基础底面向上的抬起力,称为基础底面的法向冻胀力,简称法向冻胀力。

平行向上作用于基础侧表面的抬起力,称为基础侧面的切向冻胀力,简称切向冻胀力。

4.冻结力:冻土与基础表面通过冰晶胶结在一起,这种胶结力称为基础与冻土间的冻结强度,简称冻结力。

在实际使用和量测中通常以这种胶结的抗剪强度来衡量。

5.冻土的抗剪强度:是指冻土在外力作用下,抵抗剪切滑动的极限强度。

而冻土的抗剪强度不仅与外压力有关,而且与土温及荷载作用历时有密切关系。

(三)冻土的热学性质1.比热:冻土的比热是1g土温度改变10C所需要的热量。

2.导热系数:是表示土体导热能力的指标。

当土层两表面温差为10C时,在单位时间内通过一单位面积,一单位厚度土层的热量,即为该土层的导热系数。

单位为W/m·K(瓦/米·开)或W/m. 0C (瓦/米. 0C)3.导温系数:表示土中某一点在相邻点温度变化的作用下改变自身温度的能力。

在数值上等于岩土导热系数(λ)与容积热容量(c.γd)的比值。

三、冻土的工程性质及地基评价(一)季节性冻土的工程性质及地基评价1.工程性质,冻土作为建筑物地基,在冻结状态时,具有较高的强度和较低的压缩性或不具压缩性。

但冻土融化后则承载力大为降低,压缩性急剧增高,使地基产生融陷;相反,在冻结过程中又产生冻胀,对地基均为不利。

冻土的冻胀和融陷与土的颗粒大小及含水量有关,一般土颗粒愈粗,含水量愈小,土的冻胀和融陷性愈小;反之则愈大。

2.冻土按冻胀性分类:季节性冻土的冻胀性按不同土质、冻前天然含水量、冻结期间地下水位距冻结面的最小距离以及平均冻胀率来划分冻胀类别,如表2-4-1所示。

季节性冻土的冻胀性分类表2-4-1注: 1 w p---塑限含水量(%);w---在冻土层内冻前天然含水量的平均值;2 盐渍化冻土不在表列;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 碎云类土当充填物大于全部质量的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。

(二)多年冻土的工程性质和地基评价1.按融沉性分级和评价:多年冻土根据融化下沉系数δ0的大小,多年冻土可分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级,现列表2-4-2如下:多年冰冻土融沉性分级表2-4-2注: 1 总含水量w0包括冰和未冻冰;2 本表不包括盐渍化冻土、冻结泥炭化土、腐殖土、高塑性粘土。

表中:不融沉土(Ⅰ类土)为除基岩之外的最好的地基土。

一般建筑物可不考虑冻融问题。

弱融沉土(Ⅱ类土)为多年冻土较良好的地基土。

融化下沉量不大,一般当基底最大融深控制在3.0m 之内时,建筑物均未遭受明显破坏。

融沉土(Ⅲ类土),作为建筑物地基时,一般基底融深不得大于1.0m 。

因这类土不但有较大的融沉量和压缩量,而且,冬天回冻时,应采取专门措施,如深基、保温、防止基底融化等。

强融沉土(Ⅳ类土),往往会造成建筑物的破坏。

因此,原则上不允许地基土发生融化,宜采用保持冻土的原则设计或采用桩基等。

融陷土(Ⅴ类土),因含有大量的冰,所以不但不容许基底融化,还应考虑它的长期流变作用,需进行专门处理,如采用砂垫层等。

2.场地的选择:对于重要的一、二级建筑物的场地,应尽量避开饱冰冻土、含土冰层地段和冰椎、冰丘、热融湖(塘)、厚层地下冰、融区与多年冻土区之间的过渡带。

宜选择下列地段:(1)坚硬岩层、少冰冻土及多冰冻土的地段; (2)地下水位或冻土层上水位低的地段; (3)地形平缓的高地。

3.地基承载力的确定:应区别保持冻结地基和容许融化地基,结合当地经验用载荷试验或其他原位测试方法综合确定,对次要建筑物可根据邻近工程经验确定。

四、冻土地基的设计与防冻害措施(一)季节性冻土地区地基设计与防冻害措施 1.设计原则基础埋深的确定:对于不冻胀的基础埋深,可不考虑冻深的影响;对于弱冻胀、冻胀和强冻胀土的基础最小埋深,可按下式确定:max min h z d d -= (2-4-1)式中:d min ——基础最小埋深;h max ----基础底面下允许残留冻土层的最大厚度,按表2-4-3确定。

Z d ----设计冻深,按下式计算。

ze zw zs d z z ψψψ⋅⋅⋅=0 (2-4-2)式中:Z 0——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《建筑地基基础设计规范》附录F 采用;Ψzs ——土的类别对冻深的影响系数,按表2-4-4采用; Ψzw ——土的冻胀性对冻深的影响系数,按表2-4-5采用; Ψze ——环境对冻深的影响系数,按表2-4-6采用;建筑基底下允许残留冻土层厚度h max (m)表2-4-3注: 1 本表只计算法向冻胀力,如果基侧存在切向冻胀力,应采取防切向力措施。

2本表不适用于宽度小于0.6m的基础,矩形基础可取短边尺寸按方形基础计算。

3表中数据不适用于淤泥、淤泥质土和欠固结土。

4表中基底平均压力数值为永久荷载标准值乘以0.9,可以内插。

土的类别对冻深的影响系数Ψzs表2-4-4土的冻胀性对冻深的影响系数Ψzw表2-4-5环境对冻深的影响系数Ψze表2-4-6当冻深范围内地基由不同冻胀性土层组成时,基础最小埋深可按下层土确定,但不宜浅于下层土的顶面。

2.防冻害措施: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l0cm。

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。

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