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6.6 多年冻土


6.6.1 含有固态水,且冻结状态持续二年或二年以上的土,应判定为多年冻土。

6.6.2 根据融化下沉系数Jo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,并应符合表6.6.2的规定。冻土的平均融化下沉系数δ0可按下式计算:

表6.6.2 多年冻土的融沉性分类

多年冻土的融沉性分类
续表 6.6.2
续表6.6.2

6.6.3 多年冻土勘察应根据多年冻土的设计原则、多年冻土的类型和特征进行,并应查明下列内容:
1. 多年冻土的分布范围及上限深度;
2. 多年冻土的类型、厚度、总含水量、构造特征、物理力学和热学性质;
3. 多年冻土层上水、层间水和层下水的赋存形式、相互关系及其对工程的影响;
4. 多年冻土的融沉性分级和季节融化层土的冻胀性分级;
5. 厚层地下冰、冰椎、冰丘、冻土沼泽、热融滑塌、热融湖塘、融冻泥流等不良地质作用的形态特征、形成条件、分布范围、发生发展规律及其对工程的危害程度。

6.6.4 多年冻土地区勘探点的间距,除应满足本规范第4章的要求外,尚应适当加密。勘探孔的深度应满足下列要求:
1. 对保持冻结状态设计的地基,不应小于基底以下2倍基础宽度,对桩基应超过桩端以下3—5m;
2. 对逐渐融化状态和预先融化状态设计的地基,应符合非冻土地基的要求
3. 无论何种设计原则,勘探孔的深度均宜超过多年冻土上限深度的1.5倍;
4. 在多年冻土的不稳定地带,应查明多年冻土下限深度;当地基为饱冰冻土或含土冰层时,应穿透该层。

6.6.5 多年冻土的勘探测试应满足下列要求:
1. 多年冻土地区钻探宜缩短施工时间,宜采用大口径低速钻进,终孔直径不宜小于108mm,必要时可采用低温泥浆,并避免在钻孔周围造成人工融区或孔内冻结;
2. 应分层测定地下水位;
3. 保持冻结状态设计地段的钻孔,孔内测温工作结束后应及时回填;
4. 取样的竖向间隔,除应满足本规范第4章的要求外,在季节融化层应适当加密,试样在采取、搬运、贮存、试验过程中应避免融化;
5. 试验项目除按常规要求外,尚应根据需要,进行总含水量、体积含冰量、相对含冰量、未冻水含量、冻结温度、导热系数、冻胀量、融化压缩等项目的试验;对盐渍化多年冻土和泥炭化多年冻土,尚应分别测定易溶盐含量和有机质含量;
6. 工程需要时,可建立地温观测点,进行地温观测;
7. 当需查明与冻土融化有关的不良地质作用时,调查工作宜在二月至五月份进行;多年冻土上限深度的勘察时间宜在九、十月份。

6.6.6 多年冻土的岩土工程评价应符合下列要求:
1. 多年冻土的地基承载力,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;
2. 除次要工程外,建筑物宜避开饱冰冻土、含土冰层地段和冰椎、冰丘、热融湖、厚层地下冰,融区与多年冻土区之间的过渡带,宜选择坚硬岩层、少冰冻土和多冰冻土地段以及地下水位或冻土层上水位低的地段和地形平缓的高地。

条文说明

6.6 多年冻土

6.6.1 我国多年冻土主要分布在青藏高原、帕米尔及西部高山(包括祁连山、阿尔泰山、天山等),东北的大小兴安岭和其他高山的顶部也有零星分布。冻土的主要特点是含有冰,本次修订时,参照《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ 118—98),对多年冻土定义作了调整,从保持冻结状态3年或3年以上改为2年或2年以上。
多年冻土中如含易溶盐或有机质,对其热学性质和力学性质都会产生明显影响,前者称为盐渍化多年冻土,后者称为泥炭化多年冻土,勘察时应予注意。

6.6.2 多年冻土对工程的主要危害是其融沉性(或称融陷性),故应进行融沉性分级。本次修订时,仍将融沉性分为五级,并参考《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ 118—98),对具体指标作了调整。

6.6.3多年冻土的设计原则有“保持冻结状态的设计”、“逐渐融化状态的设计”和“预先融化状态的设计”。不同的设计原则对勘察的要求是不同的。在多年冻土勘察中,多年冻土上限深度及其变化值,是各项工程设计的主要参数。影响上限深度及其变化的因素很多,如季节融化层的导热性能、气温及其变化,地表受日照和反射热的条件,多年地温等。确定上限深度主要有下列方法:
1. 野外直接测定:
在最大融化深度的季节,通过勘探或实测地温,直接进行鉴定;在衔接的多年冻土地区,在非最大融化深度的季节进行勘探时,可根据地下冰的特征和位置判断上限深度;
2. 用有关参数或经验方法计算:
东北地区常用上限深度的统计资料或公式计算,或用融化速率推算;青藏高原常用外推法判断或用气温法、地温法计算。
多年冻土的类型,按埋藏条件分为衔接多年冻土和不衔接多年冻土;按物质成分有盐渍多年冻土和泥炭多年冻土;按变形特性分为坚硬多年冻土、塑性多年冻土和松散多年冻土。多年冻土的构造特征有整体状构造、层状构造、网状构造等。多年冻土的冻胀性分级,按现行《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ 118—98)执行。

6.6.4 多年冻土勘探孔的深度,应符合设计原则的要求。参照《冻土地区建筑地基基础设计规范》(JGJ 118—98)做出了本条第1、2款的规定。多年冻土的上限深度,不稳定地带的下限深度,对于设计也很重要,亦宜查明。饱冰冻土和含土冰层的融沉量很大,勘探时应予穿透,查明其厚度。

6.6.5 对本条作以下几点说明:
1. 为减少钻进中摩擦生热,保持岩芯核心土温不变,钻速要低,孔径要大,一般开孔孔径不宜小于130mm,终孔孔径不宜小于108mm;回次钻进时间不宜超过5min,进尺不宜超过0.3m,遇含冰量大的泥炭或黏性土可进尺0.5m;
钻进中使用的冲洗液可加入适量食盐,以降低冰点;
2. 进行热物理和冻土力学试验的冻土试样,取出后应立即冷藏,尽快试验;
3. 由于钻进过程中孔内蓄存了一定热量,要经过一段时间的散热后才能恢复到天然状态的地温,其恢复的时间随深度的增加而增加,一般20m深的钻孔需一星期左右的恢复时间,因此孔内测温工作应在终孔7天后进行;
4. 多年冻土的室内试验和现场观测项目,应根据工程要求和现场具体情况,与设计单位协商后确定;室内试验方法可按照 现行国家标准《土工试验方法标准》(GB/T 50123)的规定执行。

6.6.6 多年冻土地基设计时,保持冻结地基与容许融化地基的承载力大不相同,必须区别对待。地基承载力目前尚无计算方法,只能根据载荷试验、其他原位测试并结合当地经验确定。除了次要的临时性的工程外,一定要避开不良地段,选择有利地段。

  • 上一节:6.5 填土
  • 下一节:6.7 膨胀岩土
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