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冻土地基的处理方法

1．3．1多年冻土地基

1冻土的重要基本概念

1)冻土：凡温度为负温或零温，并含有冰的土均称为冻土。冻土按冻结状态持续时间，分为多年

冻土和季节冻土。

2)多年冻土：冻结状态持续两年及以上的土层称为多年冻土。分为衔接多年冻土(直接位于季节

融化层下的冻土)和不衔接多年冻土(季节冻结层的冻结深度浅于上限的多年冻土)。

3)多年冻土上限：夏季融化、冬季冻结的季节融化层底部深度为多年冻土上限。分为天然上限和

人为上限。

4)多年冻土下限：多年冻土层的底部称为多年冻土下限。下限处地温为零度。

5)多年冻土厚度：上限和下限之间的距离。多年冻土厚度是多年冻土的重要标志之一，它反映着

冻土的发育程度。冻土层的厚度对评价建筑物地基稳定性有着重要意义，是进行建筑地基基础设计不

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可缺少的依据。

6)地温年振幅：某一深度处地温一年中变化幅度的一半称为地温年较差。

7)年平均地温：地温年变化深度处的地温。

8)地温年变化深度：地温年较差为零的深度。

2工程地质勘察要求

1)气象资料：年平均气温、融化指数(冻结指数)、冬季月平均风速。

2)地温资料：年平均地温、标准融深(标准冻深)、秋末冬初地温沿深度的分布。

3)冻土的物理参数：于密度、总含水量、相对含冰量、盐渍度、泥炭化程度以及冻土构造。

4)冻土与未冻土的热物理参数：导热系数、容积热容量和导温系数。

5)冻土的强度性质：冻结强度、承载力、抗剪强度和体积压缩系数。

6)融化过程与融土的变形指标：融化下沉系数和融土体积压缩系数。

7)冻胀指标：冻胀率、冻切力和冻胀力(切向冻胀力、法向冻胀力和水平冻胀力)。

3冻土的分区与形态

1)按平面分布特征分区：

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①零星冻土区：冻土面积仅占5％～30％；

②岛状冻土区：冻土面积占40％～60％；

③断续冻土区：冻土面积占70％～80％；

④整体冻土区：冻土面积＞90％，厚度达30．0m以上。

2)竖向形态：

①衔接的冻土：季节性冻层深度到达多年冻土顶面，如青藏高原的多年冻土属这类；

②不衔接的冻土：季节性冻层深度较浅，达不到多年冻土层顶面。两者之间存在一层未冻结的融

土层。东北地区的部分多年冻土属这类。

4冻土的融沉和冻胀作用

1)融沉作用：地基融化后的下沉量超过建筑物的容许值时，建筑物基础和上部结构会发生融沉破

坏。融沉作用有大有小，多年冻土按融化下沉系数分为五类：不融沉土(＜1．0％)、弱融沉土(1．0％～

3．0％)、融沉土(3．0％～10．0％)、强融沉土(10．0％～25．O％)和融陷土(＞25．0％)。

2)冻胀作用：土中所含的水份在负温下结晶，生成各种形状的冰浸入体，导致土体积增大，当体

积膨胀受到约束时就会产生冻胀力，当建筑物恒载不能克服冻胀力时，建筑物将被隆起或破坏。冻胀

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作用有强有弱，季节冻土与多年冻土季节融化层土按平均冻胀率分为五级：不冻胀土(＜1．0％)、弱

冻胀土(1．0％～3．5％)、冻胀土(3．5％～6．0％)、强冻胀土(6．0％～12．0％)和特强冻胀土(＞

12．0％)。

5冻土地区地基设计的三个原则

1)原则一：保持地基土冻结状态的原则。主要适用于年平均地温低于—1．0℃的场地，持力层范

围内的地基土处于坚硬冻结状态，最大融化深度范围内存在融沉、强融沉和融陷性土及其夹层的地基，

非采暖或采暖温度低且占地面积不大的建筑物。

2)原则二：容许地基土逐年融化的原则。主要适用于年平均地温为—0．5℃～—1．0℃的场地，

持力层范围内的地基土处于塑性冻结状态，最大融化深度范围内为不融沉冻土或弱融沉冻土，室温较

高或占地面积较大的建筑，热管线或给排水管线对冻层产生热影响的地基。

3)原则三：地基土预先融化的原则。主要适用于年平均地温不低于—0．5℃的场地，持力层范围

内的地基土处于塑性冻结状态，最大融化深度范围内存在变形量超过允许值的融沉、强融沉及融陷土

地基，室温较高且占地面积不大的建筑物。

6冻土地基计算