多年冻土地区建筑设计浅析

抗震设 防烈度 ６度 ， 计基本 地震 加速 度 ０ ０ ｇ 地 基基 础设 设 ．５ ， 岭地 区二十世 纪五六十年代 开始 修建 的一批建筑 物 ， 目 为止 类 ， 到 前 计等级为丙级 。 已几 乎全 部报废 、 重建 ， 量多 ， 失大 ， 国 民经济 的影 响是 不 数 损 对 可估量 的。
仅从设 计方面做简要叙述 。
许的融沉 、 强融沉 和融 陷土及 其夹 层 、 占地 面积不 大 的建筑 物地
基 ； 照预先融 化状 态设 计 ， 按 当冻土层 全部融 化时 ， 应按季 节冻 土 区的 自然特 点及 对建 筑 物 的危害
多年冻土又称永久冻 土 ， 是持续 三年或 三年 以上 的冻结 不融
当土壤保持 自然 冻结 状态 时 ， 其承 载力 比相 应 的融 土大 ， 若 ３ 漠 河机 场 内建筑 工程概 况 在漠河机场航站 区内共有大 大小小 建筑物 、 构筑 物 ２ ０个 ， 根 将建 筑物建在上面 ， 冻土受热融化 ， 地基 承载力 相应减 小并下 沉 ，
将导 致建筑物不均匀沉 降 ， 墙体变形 、 开裂等破坏 。
平均地温在 ０ｏ Ｃ以下 。
漠河机场航站区包 括航 站楼 内的建 筑物 均落 在多 年冻 土 融 沉性分 区区域 内 ， 根本 无法 避开此 区域 ， 这样 的地 区进 行建 设 在 工程 ， 其地基处理 、 础选 型 、 基 结构设 计 、 筑构 造设计 均 有特 殊 建
性 。下面结合漠河机场航管楼施工 图设计 工作 ， 设计 思路尤 其 把 是建筑构造概述如下 ， 同行们参考 。 供
收 稿 日期 ：０ １０ —０ ２ １ －６３
作者简介： 李艳萍（９３ ） 女 ， １７ 一 ， 工程师， 中国民航机场建设集团公司东北分公 司， 辽宁 沈阳 １０４ １０３
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２ Ｏ・
第３ ７卷 第 ２ ７期
２ １年 ９月 。１ ０
山 西 建 筑
１散水 ： ）
据使用功能合并为 １ ， ２个 其中航站楼 为建筑 面积最 大的建 筑 ， 建
０ ｌ 但是它为 １ 层框 架结 构 ， 构形式 比较单 一 ； 结 航 在多年冻土地 区进 行基 本建设 ， 果仅凭 个人在 未冻土 地基 筑面积 ２０ ０ｎ ， 如 ０ｍ ， ２ 并 ３ｉ 台 ， ｎ塔 ７层 设计 中的经验盲 目设计 ； 或者忽视 对冻胀力 作用下基 础稳定 性验 管综合楼建筑面积 １ ０ ２层 框架结 构 ， 有 ２ 主要 的设计参 数 ： 建筑结 构安全等 级为二 级 ， 构设计 结 算， 结果会不符合 冻土地基的客观 规律 ， 出现不合 理 、 施工不 当而 框架结构 ， 使用年限 ５ Ｏ年 ， 筑 场地 类 别 Ⅱ类 ， 筑 物抗 震设 防类 别 为 丙 建 建 导致 的融化下沉 、 建筑 物 失稳 。众 所周 知 的是 ： 黑龙 江省 大 兴安
的问题 是冻害 ， 它严 重危害各类工程 的建筑 物和构 筑物 。实 践证 室 持 明， 必须针对多年 冻土区的 自然特点 ， 采取 综合 防治 的办 法 ， 括 于多年冻土的年平 均气 温较 高、 温较 高 、 力层 范 围内地 基土 包 处于塑性冻结状态 、 在最 大 融化深度 范 围 内， 在变形 量为 不允 存 科研 、 设计 、 工和 管理诸 多 方面 的共 同努力 方 能取 得效果 。现 施
在建筑物施工 和使用期 间 ， 基土处 于逐渐 融化状 态 。这种 地
４ 工程地 质概 况
黑龙 江省 漠河机场生 活区《 土工程 勘察报 告》 工程 编号 ： 岩 （ 状 态主要适用 于在 最 大融 化范 围 内 ， 地基 为 不融沉 和 弱融沉 土 ， Ｓ ２０ ０ ； ｗ ０ ５ １ 勘察阶段 ： 详勘 ； 大兴安 岭勘察设 计院 ２ ０ ０ ５年 ８月 ） 内 持 力层 范 围内的地 基 土处 于塑性 冻结 状 态 ； 温较 高 、 室 占地 面积 容 ： 管综合楼 的地质情况是 ： 航 在季节冻 深 内， 分布 的主要土 层为
根据 Ｊ Ｊ１８９ 土地 区建 筑 地基 基础 设计 规范 和机 场冻 Ｇ １－８冻
土工程地质分 区， 管综合 楼工程 地基 按季 节性 冻土进 行设 计 ， 航
按逐渐融化状态 的原则进行处理 。 场 区内地基土有 融沉性 土 ， 在季 节冻 深 内有冻胀 性 土 ； 基础
图 ３ 地面构造 图
根据 工程 地质 报告和 专家 论证 意见 ， 结合 工程 实 际情 况 ， 航 管综合楼 工程 基础 形式采用现浇钢筋混 凝土独立 基础 ， 础埋深 基
为 ４ ０ｍ； ． 基础垫层下部 回填 ３ ０ｍｎ 砾砂 ， 实系 数为 ０ ９ ； ０ ｌ 夯 ． ７ 墙
体下 布置现浇钢筋々 昆凝土基础梁 ， 基础梁底 部预 留一定空 隙。侧
变形 、 开裂等破坏 。 关 键 词 ： 土危 害 ， 基 ， 结 状 态 ， 冻 地 冻 融化 状 态 ， 造 措 施 构
中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ． Ｔ ２ ８６ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
黑龙 江漠河县位于 黑龙 江省 西北部 、 国的最 北端 ， 祖 漠河 地 区为多年 连续 冻土区 。漠河机场 为 中国支 线机场 ， 我国位 置最 是
２ 地 面 处理 ： ）
性、 弱融沉性石质土 ， 故本 建筑 物工 程地基 采用 允许 逐渐融 化状 最少 ， 响最小 ， 影 避免出现不均匀 。
态进行设计 。
５ 冻 土地 区建 筑物 处理 方案
５ １ 地 基 处理 方案 的确 定 ．
对于该工程地域 的特殊性 ， 认真进行 现 场调研 。现 场考察大 兴安岭地 区及漠河 多年 冻 土区 的建筑形 式 ， 走访 当地设 计 院 ， 了
土上 限以上。地下水对 混凝 土无腐蚀 ， 对钢结构有弱腐蚀 。
种构 造做 法 的 目的是增 加基 层 的密实 度 ， 制垫 层 中粘土 的含 控 本建筑场地冻 土工程地 质条件较好 ， 地基多 年冻土属 不融沉 量 ， 面层整体性 ， 减少基础周围 的含水 量 ， 证基础 下的冻 土扰动 保
此种构造做法的 目的是增加地面 的整体 刚度 ， 免地面 的 避
在地面上 增加 一隔热 层 ， ５ 铺 Ｏ厚 聚 乙烯泡 沫 塑料板 ， 持力层为全风化凝灰岩 ， 地基承载力 特征值 厶 ＝１０ ｋ ａ 挖槽及 均匀沉降 ； ４ Ｐ ， 使室内的热空气不能 进入 地下 ， 破坏 底线 冻土 的恒温 环境 ， 少 减 基础施工过程 中 ， 基坑须做好 防护措施 ， 不得 进水 ； 基坑底及 四周 采用单模 土工 布防水 ； 在季节融化层 范围 内基础 侧面做 防冻胀处 冻土融化带来的危害 。
解多年冻土 区建筑物特 点 、 处理方案来 制定机场 内建筑物 的方案 设计 ， 并结合地 质测绘 部 门给 出的地质 评价 ， 对机 场航 站 区建筑 单体进行必要 的技 术措施 ， 避免 和减 少冻 土融化 下沉 ， 来 以及 由 于冻胀力作用下建筑物失稳 ， 建筑物裂缝 、 倾斜 和破 坏等危害。
航管综合楼做法 中特殊 性 中带有整 个航 站 区建筑 构造 做法
的普遍性。
２ 多年 冻 土地 区地 基设计 状 态 的选择 ２ １ 保 持 冻 结状 态 的设 计 ．
在建筑物施 工和使用期 间 ， 地基 土始终保 持冻结 状态 。这种 状态主要适用 于多年冻土 的年平均 温度低 于 一１ ０ｏ ． Ｃ的场地 ； 持 力层范 围内的地基 处于坚硬冻结 状态 的场 地 ； 大融 化深度 范围 最 内， 在融沉 、 存 强融沉 、 陷性 土及其 夹层 的地 基 ； 采暖 建筑 或 融 非 采暖温度偏低 ， 占地 面积 不 大 的建 筑 ； 最适 宜 的基础 形式 为架 空 通风基础 、 桩基础 和热桩 基础 ， 取 的措施 是用 粗颗 粒土 垫高 地 采
理， 对地表融沉和冻胀作用较强 的粉质 粘土层建 议进行挖 除换填
处理 ， 地面进行保温处理 。
３墙 体 ： ）
在窗下 口设置配筋 的加强 带 ， 来增 加墙 体 的整体 性 ， 免 由 避
于基础的不均匀沉降带来 的墙体开裂 （ 见图 ４ 。 ）
５２ 建筑 物基础 设 计及 防冻胀 有 效措 施 ．
的土层 。其表层冬 冻夏 融 ， 称季 节融 化层 。多 年冻 土分 为两 层 ： 上部是夏融冬冻 的活动层 ； 下部是 终年不 融 的多 年冻结 层。多年 冻土是寒冷气候 （ 均气 温小 于 ～ 年 ２℃ ） 的产 物 。它 的形 成有 区 着复杂的地质 、 地理及气候 因素 ， 冻土层 内含有 冰体或 纯冰层 ， 年
为保证该建筑地 面不融沉 ， 取换 填非 融沉 砂砾 石料 ， 采 上面 做保温隔热防水地 面 。在钢 筋混凝 土基 础板 上做保 温 隔热 防水 地面。具体是 ： 在正 常做法 的基础 上 ， 加 ６ 增 ０厚 Ｃ ５混凝 土内配 １
ｆ ＠２０双 向钢 筋 （ 图 ３ 。 ６ ０ 见 ）
地 面 保 温 层 的 保 护 层 保 温 隔热 层
较 大的建 筑 ； 最适宜 选用 压缩性 土为 持力 层 ， 用 能适应 不 均匀 采
沉 降的柔性结构 ； 用措 施 ： 采 加大 基础 埋深 、 采用 保温 隔 热地 板 ，
加强建筑物的整体性与空间刚度 。
在建筑物基础施工 时 ， 预先使 地基 土融 化 至计算 深 度 ， 适用
． 北、 纬度最高 的民用机 场 。在 多年 冻土 区进行 机 场建 设 ， 突 出 ２ ３ 预先 融化 状 态的设 计 最
第３ ７卷 第 ２ ７期
２０１ １年 ９ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｎ ． １３７ Ｎｏ． ２７
Ｓ ｐ ２ １ ｅ． ０ １
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文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）７ ０ １ — ３ １０ — ８ ５ ２ １ ２ —０ ９ ０ １
粉质 粘土 、 粘土 ， 粉质粘土属于强冻胀性 土 ； 石层属 于不冻胀 性 碎 土。在 多年 冻土层 内 ， 凝灰岩强风化层属于不融沉性 土。