冻土分类与勘察要求冻土地区建筑地基基础设计.docx

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冻土分类与勘察要求冻土地区建筑地基基础设计

冻土分类与勘察要求冻土地区建筑地基基础设计

3.1冻土名称与分类

3.1.1作为建筑地基的冻土，根据持续时间可分为季节冻土与多年冻土；根据所含盐类与有机物的不同可分为盐渍化冻土与冻结泥炭化土；根据其变形特性可分为坚硬冻土、塑性冻土与松散冻土；根据冻土的融沉性与土的冻胀性又可分成若干亚类。

3.1.2盐渍化冻土

3.1.2.1盐渍化冻土的盐渍度ζ应按下式计算：

3.1.2.2盐渍化冻土的强度指标应按附录Ａ表Ａ.0.2-2、表Ａ.0.3-2的规定取值。

3.1.2.3盐渍化冻土盐渍度的最小界限值按表3.1.2的规定取值。

3.1.3冻结泥炭化土

3.1.3.1冻结泥炭化土的泥炭化程度ξ应按下式计算：

3.1.3.2冻结泥炭化土的强度指标应按附录Ａ表Ａ.0.2-3、表Ａ.0.3-3的规定取值。

3.1.3.3当有机质含量不超过15％时，冻土的泥炭化程度可用重铬酸钾容量法，当有机质含量超过15％时可用烧失量法测定。

3.1.4坚硬冻土的压缩系数α不应大于0.01ＭＰａ－１，可近似看成不可压缩土；塑性冻土的压缩系数α应大于0.01ＭＰａ-１，受力时应计入压缩变形量。

粗颗粒土的总含水量不大于3％时，应确定为松散冻土。

3.1.5季节冻土与多年冻土季节融化层土，根据土冻胀率η的大小可分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀土五类，并应符合表3.1.5的规定。

冻土层的平均冻胀率η应按下式计算

3.1.6根据土融化下沉系数δo的大小，多年冻土可分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷土五类，并应符合表3.1.6的规定。

冻土层的平均融化下沉系数δ0可按下列计算：

3.2冻土地基勘察要求

3.2.1对季节冻土与多年冻土季节融化层，应沿其深度方向每隔500ｍｍ取一个原状或扰动土样，试验天然含水量、塑限，液限；在基础拟埋深之下土层，还应提供：

①粘性土：

重度、有机质含量；②粉土：

重度、颗分与有机质含量；③砂土：

土粒相对密度、最大和最小密度、重度。

确定地基承载力及评定冻胀等级。

3.2.2.对多年冻土钻探取样、运输、贮存以及试验等过程中，应采取防止试样融化的措施。

3.2.3对季节冻土地基钻探的钻孔深度可与非冻土地基的钻探要求相同；多年冻土地基钻探的钻孔深度，对按第4.1.2条保持冻结状态设计的地基，不得小于基底之下2倍基础宽的深度，对桩基础宜超过桩下端3-5ｍ；对按第4.1.2条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有关要求。

3.2.4对多年冻土地基，根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7规定的安全等级、冻土工程地质条件以及地温特征等的不同情况，应选取下列设计需要的资料：

（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）冻土物理参数：

干密度、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、导温系数、容积热容量；

（５）冻土强度指标：

冻结强度、抗剪强度、承载力、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、融土体积压缩系数。

3.2.5对安全等级为一级和重要的二级建筑物（砌体承重结构和框架结构层数超过7层），所在多年冻土场区宜进行原位试验及地温观测。

2术语、符号

2.1术语

2.1.1切向冻胀力tangentialfrost-heaveforces

地基土在冻结膨胀时，沿切向作用在基础侧表面的力。

2.1.2法向冻胀力normalfrost-heaveforces

地基土在冻结膨胀时，沿法向作用在基础底面的力。

2.1.3水平冻胀力horizontalfrost-heaveforces

地基土在冻结膨胀时，沿水平方向作用在结构物或基础表面上的力，包括沿切向和法向的作用。

2.1.4冻结强度freezingstrength

土与基础侧表面冻结在一起的剪切强度。

2.1.5冻土抗剪强度shearstrengthoffrozensoil

冻结土体抵抗剪应力的强度。

2.1.6冻土frozenground（soil、rock）

含有冰的土（岩）。

2.1.7多年冻土perenniallyfrozenground,permafrost

冻结状态持续二年或二年以上的土（岩）。

2.1.8季节冻土seasonallyfrozenground

地表层冬季冻结、夏季全部融化的土（岩）。

2.1.9盐渍化冻土salinefrozenground

冻土中当易溶盐的含量超过规定的限值时称盐渍化冻土。

2.1.10冻结泥炭化土frozensoilofpeatification

冻土中当土的泥炭化程度超过规定的限值时称冻结泥炭化土。

2.1.11衔接多年冻土connectedfrozenground

直接位于季节融化层之下的多年冻土。

2.1.12不衔接多年冻土detachmentoffrozenground

季节冻结层的冻结深度浅于上限的多年冻土。

2.1.13整体状构造massivecryostructure

冻土内没有肉眼能看得到较大冰体的构造。

2.1.14层状构造layeredcryostructure

冻土内的冰呈层状分布的构造。

2.1.15网状构造reticulatedcryostructure

冻土内由不同大小、形状和方向的冰体形成大致连续网格的构造。

2.1.16冰夹层icelayers

层状和网状构造冻土中的薄冰层。

2.1.17包裹冰iceinclusion

除胶结冰外，土中的孔隙冰、冰夹层、冰透镜体等的地下冰体。

2.1.18未冻水含量unfrozen-watercontent

在一定负温条件下，冻土中未冻水的质量与干土质量之比。

2.1.19起始冻结温度initialtemperatureoffreezing

2.1.20冻土地温特征值characteristicvalueofgroundtemperature

冻土中年平均地温、地温年变化深度、活动层底面以下的年平均地温、年最高地温和年最低地温的总称。

2.1.21地温年振幅annualamplitudeoftemperatureinground

地表或地中某点，一年中地温最高和最低值之差的一半。

2.1.22年平均地温meanannualgroundtemperature

地温年变化深度处的地温。

2.1.23冻土含水量（冻土总含水量）watercontentinfrozensoil

冻土中所含冰和未冻水的总质量与土骨架质量之比，用百分数表示。

2.1.24相对含冰量relativeicecontent

冻土中冰的质量与全部水质量之比。

2.1.25冻结界（锋）面freezingfront

正冻地基土中位于冻结前沿起始冻结温度处的平（曲）面。

2.1.26融土thawedsoil（rock、ground）

冻土自融化开始到已有应力下达到固结稳定为止，这一过渡状态的土体。

2.1.27季节冻结层seasonalfreezinglayer

每年寒季冻结、暖季融化，其年平均地温大于０℃的地表层，其下卧层为非冻结层或不衔接多年冻土层。

2.1.28季节融化层（季节活动层）seasonallythawedlayer

每年寒季冻结、暖季融化，其年平均地温小于０℃的地表层，其下卧层为多年冻土层。

2.1.29标准冻深standardfreezingdepth

非冻胀粘性土，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。

2.1.30标准融深srandardtthawingdepth

衔接多年冻土地区，对非融沉粘性土、地表平坦、裸露的空旷场地中，不少于十年实测最大融深的平均值。

2.1.31多年冻土天然上限natualpermafrosttable

天然条件下，多年冻土层顶板的埋藏深度。

2.1.32多年冻土人为上限artificialpermafrosttable

人为条件影响下，多年冻土层顶板的埋藏深度。

2.1.33地温年变化深度（年零较差深度）depthofzeroannualamplitudeofgroundtemperature

地表以下，地温在一年内相对恒定的深度。

2.1.34热融滑塌thawslumping

分布在自然坡面上的地下冰层，受热融化时，上覆土体沿坡面下滑的现象。

2.1.35冻结指数freezingindex

一年中低于０℃的气温与其相应持续时间乘积的代数和。

2.1.36融化指数thawingindex

一年中高于０℃的气温与其相应持续时间乘积的代数和。

2.1.37开敞系统opensystem（freezing）

土在冻结过程中，冻层下部水分向冻结界面不断迁移的系统。

2.1.38封闭系统closedsystem（freezing）

土在冻结过程中，没有外来水分进行补充的系统。

2.1.39自然通风基础的通风模数ventilationmodulusofnaturalventilationfoundation

为通风空间中进气孔与排气孔的总面积与房屋平面外部轮廓所包面积的比值。

2.1.40热桩（热管桩）themalpile（pileofheatpipe）

内部采用了液汽两相转换对流循环热虹吸（重力式低温热管）装置的桩基。

2.1.41热棒基础themalprobefoundation

将重力式低温热管插入基础中或放置侧面的基础系统。

2.1.42融化盘thawbulbunderheatedbuilding

采暖建筑物下，多年冻结地基土的一部分发生融化，形如盘、盆状，故称融化盘。

2.2符号

2.2.1作用与作用效应

2.2.2抗力与材性

2.2.3几何参数

2.2.4计算参数

2.2.5其它

1总则

1.0.1为了在冻土地基上进行建筑地基基础的合理设计，确保建筑物的安全和正常使用，做到技术先进和经济合理，制定本规范。

1.0.2本规范适用于季节冻土和多年冻土地区中工业与民用建筑地基基础的设计。

1.0.3季节冻土地区建筑地基基础的设计，在夏季应满足现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的规定。

1.0.4在冻土地基上进行建筑地基基础的设计时，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。