季节性冻土地基处理方案及实例 摘要：季节性冻土具有冬季冻结和夏季融化的特性，其工程特性表现为冻胀及 融陷，对建筑物地基影响较大，本文结合工程实例，探讨了季节性冻土的地基处 理方案。 关键词：季节性冻土；地基处理；工程实例 季节性冻土是指按冻结状态持续时间，地壳表层冬季冻结而在夏季又全部融 化的土。依据土的类别、冻前天然含水率、冻结期间地下水位距冻结面的最小距离、平均冻胀率划分为不冻胀、弱胀冻、胀冻、强胀冻、特强胀冻五级。 季节性冻土作为建筑物地基，在冻结状态下，具有较高的强度和较低的压缩 性或不具压缩性。但融化后地基承载力大为降低，压缩性急剧增高，使地基产生 融沉；相反，在冻结过程中又产生冻胀，对地基不利。冻土的冻胀和融沉与土的 颗粒大小及含水量有关，一般土颗粒愈粗，含水量愈小，土的冻胀和融沉性愈小，反之则愈大。季节性冻土具有周期性融化、冻结现象，对地基的稳定性影响较大。 某易地扶贫搬迁项目按照规划及设计要求共建住宅 41 户，均为一层砖混结构，每户住宅由房屋、围墙及大门组成。该项目已交工两年有余，住户均已入住。但 大门在冬季由于地面隆起导致大门不能顺利开启，进入春季地面下降，大门可正 常使用，但大门和围墙连接处及大门门洞已出现裂缝及破损现象。分析原因，该 现象为地基土冻胀引起。 一、场地地层概况 根据野外钻孔编录，结合室内土工试验分析，场地地基土由耕土层①、粉 质粘土层②组成，各层土特征描述如下： 耕土层①（Q4ml）：黑褐色，不均匀，稍密，稍湿，结构疏松，富含有机质及植物根系，密实程度较差。层厚 0.50-1.00m。 粉质粘土层②（Q42al）：灰褐色，均匀，湿，呈可塑状态，局部可见砂砾 石颗粒和生物碎屑，含植物根系，水平层理，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。最大揭露厚度 9.50m，最大揭露深度 10.00m。 二、水文地质条件 场地最大揭露深度为 10.00 米，未发现地下水。 三、原因分析 1、地基土内水份在冬季由于温度降低结冰导致体积增大，引起地面膨胀，进入春季由于温度升高，地基土内冰体消融导致体积变小，引起地面缩减。本场地 情况符合地基土冻胀概念。 2、场地内粉质粘土层②含水量大，其含水量ω（%）介于21.9%-24.6%，平 均值为 23.1%，塑限含水量ωp（%）介于 16.9%-181%，平均值为 17.5%，依据 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-211)的有关规定，该地基土为冻胀等级为 Ⅲ级，冻胀类别为胀冻，易引起地基土冻胀。 3、场地海拔高度较高，介于 2070-2080m，冬季天气较冷，平均气温低于-10℃，是地基土冻胀的外部原因。 四、地基处理深度确定 由于拟建场地位置较为偏僻，没有当地气象资料参考，依据拟建场地海拨高 度较城区（标准冻结深度 1.00 米）高 350 米左右推断，当地标准冻结深度为 1.20 米，因此地基处理深度按照 1.20 米计算。 五、地基处理的几种措施
1.季节性冻土施工范围 1.1.季节性冻土定义和成因 当温度为0℃或负温，含有冰且土颗粒呈胶结状态的土称为冻土。土层冬季冻结，夏季全部融化，冻结延续时间一般不超过一个季节，称为季节性冻土层，其下边界线称为冻深线或冻结线。 路基土质、水分及冻结条件的不均一性，会产生不均匀冻胀，冻胀造成地面开裂；春季融化时，土体处于饱和状态，土颗粒间摩擦力降低至消失，在荷载作用下则千出现下沉、翻浆冒泥等病害。 1.2.季节性冻土范围 目前我国东北地区既有铁路冻害比较普遍、严重，路基冻胀和融沉使路基产生不均匀变形，破坏轨道的平顺性，成为影响铁路运行速度和安全的重大隐患之一，也给铁路养护维修千万很大的困难。 2.季节性冻土路基工程施工对策 2.1.季节性冻土路基防冻胀措施 为防止路基结构冻胀变形，主要是改善路基结构和填料及周围水分疏导，从形成起因减少冻胀力和冻胀性来防治冻胀，主要采取如下措施： 2.1.1.填筑非冻胀填料设隔防渗层 路基面以下冻结深度范围内填筑非冻胀性填料(非冻胀填料为细颗粒含量小于15%的A、B组碎石类土，基床表层70cm填级配碎石)，于基床表层下部铺设两布一膜不透水工布，土工布上下各设置0.1m中粗砂垫层。基床底层采用A、B组填料和C组块石、砾石类填料，有效的阻隔地表水渗入基床底层。
2.1.2.排水设施降、排水 在地下水埋深较浅段且路基高度小于季节性冻胀地段，考虑毛细水强烈上升高度，路基两侧设置降排水盲沟设施，使地下水降至季节冻深以下。对边沟积水的路段，尤其是低填方段设置集水坑将积水排除，挖方地段路基，加大边沟坡纵向排水坡度，将积水引导排到路基以外。 2.1. 3.防冻胀护道 为防止冻胀破坏路堤边坡，对地下水位较高地段，路堤坡脚两侧设置防冻胀护道，按设设计尺寸(高、宽均为2m),大于最大冻结深度。 2.2.季节性冻土路基施工工艺流程及要点 季节性冻土施工工艺流程如下图。
各地冻土xx 【冻土带范围】： 我国冻土带主要分布在北纬30度以北的广大地区，此线以南几乎不见冻土。西部川陕地区由于山脉地形屏障，北纬33度以南未出现过冻土现象。 【主要测站最大冻土xx】 杭州5厘米；上海至武汉一线8-10厘米；合肥11厘米；济南—西安45厘米；北京85厘米；兰州—银川103厘米；呼和浩特、沈阳120厘米以上；哈尔滨200厘米；长春150厘米；丹东、大连90厘米。 【冻土xx的影响】 冻土气象观测资料对建筑、工程施工、交通运输和农田水利建设都具有重要意义。在季节性冻土地区埋设输油管道和自来水管等地下管道时，需在冬季采取加热或绝热措施，或者深埋至最大冻土层以下，以免有冻裂的危险，但过深则会造成人力、物力的浪费；房屋地基也要在最大冻土深度以下，以保证坚固安全；春季冻土融化使道路返浆，不便行走和运输、并对农业生产和人民生活造成重大影响。 冻土最深的地方是在大兴安岭北部、新疆和青藏高原，例如，内蒙古的二连浩特和新疆的乌恰都在300厘米以上，位于新疆天山腹地的和静县巴音布鲁克气象站，曾记录到439厘米的深度，是我国冻土记录中的冠军。 在高山或高原上的冻土，有些年份常延至盛夏才能融化，还有至9月份未化完的，新的一年的冻土过程又开始了，实际上这些地区已逐渐向永久冻土层过渡。大约在年平均气温低于—5度，便会有永冻土存在，青藏公路昆仑山北坡、西藏北部安多地区永久冻土层厚达80—100米； 山西省海拔2896米的五台山气象站1976年修建上山公路，在顶段一米深也有经夏不化的永冻土存在。 我国xx面积约有
214.8万平方公里，主要集中在青藏高原和大小兴安岭地区。
国道318线公路改建季节性冻土路基的施工技术 国道318线公路改建季节性冻土路基的施工技术 关键词：公路工程;软土路基;施工技术 【摘要】国道318线是四川通往西藏的主要通道，在西部大开发战略中具有重要地位。本路段处于高海拔地区，由于季节性冻土的原因使得公路改建较为困难，本文就国道318线公路改建季节性冻土路基的施工进行了简要论述。 【关键词】高海拔地区；季节性冻土；路基施工 一、工程概况 国道318线是四川和西藏间的省际干线公路，是国家实施西部大开发战略8条干线公路之一，四川东俄洛至海子山段公路是西部大开发省际公路通道成都至樟木口岸的重要组成部分，是四川通往西藏的主要通道。本路段处于高海拨地区地形地质复杂，公路病害多，整体路况差，通行能力弱。加快实施改建，在政治、经济、军事等方面均具有十分重要的意义。D10合同段位于四川省甘孜州雅江县境内，处于海拔4200～4600m高程，受气候影响较大，年、日温差大，无霜期短，虽总体降水量小，但降雨集中。冬季冰雪覆盖无法施工，有效施工期短。有季节性冻土路基183段，处治长度24000m。其路基施工有两个重点：一是要保证通风路堤填筑密实有效，高边坡路堑开挖、换填处理良好；二是要尽量控制季节性冻土路基施工质量，防止引起冻胀、融陷、滑坍等病害[1]。 二、季节性冻土及成土条件 季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层。自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。 形成的主要条件是气候，最显而易见的是气温。此外，维度、地形地貌（即海拔高度）、土壤湿度、地层岩性、地表覆盖条件等对季节性冻土的形成均产生影响[2]。 三、季节性冻土对路基的危害 冻土的危害主要分为冻胀和融陷两种，冻土是指土冻结时由于所
中铁某局永冻土层路基施工技术 永冻土地区公路路基施工技术中铁某局第四工程处 2001 年 9 月目录 《1、永冻土地区公路路基施工技术》项目合同 ; 《2、永 冻土地区公路路基施工技术》研究报告 ; 《3、永冻土地 区公路路基施工技术》测试资料 ; 《4、永冻土地区公路 路基施工技术》建设单位意见 ; 《5、永冻土地区公路路 基施工技术》主要参考文献。中铁某局科技开发计划项目合同项目名称 : 301 国道博克图—牙克石段 A 合同段永冻土地区公路路基施工技术研究负责单位:中铁某局第四工程处项目负责人:起止年限 : 二 OOO 年至二 OO 一年一、研究现状及简要说明永冻土即多年冻土，在我国，多年冻土主要分布在内蒙古自治区和黑龙江省大小兴安岭一带以及青藏高原和甘肃、新疆高山区。我国冻土力学研究开始于二十世纪六十年代，五十年代初期，道路建筑事业迅速发展，由于技术标准低，没有采用有效的防抗冻措施，致使道路的冻胀翻浆破坏大量出现，严重阻碍交通运输业的发展。人们通过野外道路实际情况调查，因地制宜的采取换填石灰土、粉煤灰土、天然沙砾等方法处理道路的冻胀翻浆，取得了一定成绩。近年来我国也有许多冻土工作者提出各种计算冻深、 冻胀量、冻胀力的公式。 188 5 年俄国工程师斯图金伯格提出了冻土水分迁移假说，将冻胀形成同土的毛细管作用相联系。1916-19 30 年由美国学者泰伯研究出结晶力作用下迁移理论使水分迁移理论向前跨出一大步。 ”概念，将地下水、土颗粒美国学者贝斯考提出了冰析出和冻胀的土颗粒“临界尺寸
性质、毛细管性质综合起来评价土的冻胀情况。 195 7 年美国学者潘纳提出一个假说，认为水冰边界上的吸力和水向生长起来的冰晶的迁移决定于土系的孔隙尺寸，他将土中水分迁移和冰析出、同土的分散程度和孔隙率紧密联系起来。另外，也有一些学者将水分迁移变化、冰析出、土冻胀和冰结锋面的水分冷却、自由能、土水势的变化联系起来，探讨冻胀问题。应该说，现今的研究是试验、理论并举，并都已有了长足的进步，并有相当一部分成果应用于工程实践，但是理论与实践仍未能很好的统一，缺乏相互支持，没有形成完整的永冻土地区路基施工方案，和具体的施工细则。我处承建的 301 国道博克图至牙克石段二级公路 K18900 0 — K199000 及K201000— K 217000，全长 2 6.60 9km，跨越大兴安岭，海拔高度 729 米至 1037 米。公路沿线属于温带大陆性气候，年最高气温 36.5? ，最低气温— 46.7? ，全年无霜期仅有 137 天，冰冻深度 ? 3 米，最大积雪厚度 3 1 厘 米。公路地处零星岛状永冻土带，永冻土主要分布在山间谷地、河漫滩、阶地及阴坡植被覆盖地带，在公路里程上体现为 K190 000— K20 4000 以及 K 210000 — K213000 段内。我处在铁路路基施工中已取得一些经验，高寒地区永冻土公路路基施工在我局尚属首次。通过该工程的建设，总结永冻土地区公路工程的施工方案及冻土地区各种不良地质的处理技术。二、要研究内容及关键技术一、永冻土的性质和分类; 二、保护永冻土的方案和材料; 1 三、永冻土路基的沉降情况; 四、永冻土地区不良地质的处理技术; 五、永冻土路基的边坡防护; 三、达到的目的、技术经济指标及成果形成一、通过立项研究，制定科学合理的施工方案，正确指导和控制并掌握永冻土的性质和永冻土路基工程的施工工艺及操作细则，使路基沉降
季节性冻土对工程的影响及防范措施 冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月），季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（数年至数万年以上）。地球上多年冻土，季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的25%。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。中国冻土可分为季节冻土和多年冻土。季节冻土占中国领土面积一半以上，其南界西从云南章凤，向东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3 米，往南随纬度降低而减少。多年冻土分布在东北大、小兴安岭，西部阿尔泰山、天山、祁连山及青藏高原等地，总面积为全国领土面积的1/5 强。冻土地区气温低，土层冻结，降水少，流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著，冻融作用则成为冻土地貌发育的最活跃因素。随着冻土区温度周期性地发生正负变化，冻土层中水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏，沉积物受到分选和干扰，冻土层发生变形，产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程，称为冻融作用。它包括融冻风化、融冻扰动和融冻泥流作用。融冻泥流是冻土地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。一般发生在数度至十余度的斜坡上。当冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物质，达到饱和或过饱和状态，从而使上层土层具有一定的可塑性，在重力的作用下，沿着融冻界面向下缓慢移动，形成融冻泥流，年平均流速一般不足1米。由于泥流顺坡蠕动时，各层流速不一，表层流速大于下层，所以有时可把泥炭、草皮等卷进活动层剖面中，产生褶皱和圆柱体等构造形态。 季节性冻土指的是冬季冻结春季融化的土层。自地表面至冻结层底面的厚度称冻结深度。季节性冻土是受季节性的影响，冬季冻结、夏季全部融化。我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米，占国土面积的53.5%,其南界西从云南章凤，向东经昆明、贵阳，绕四川盆地北缘，到长沙、安庆、杭州一带。季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3米，往南随纬度降低而减少。季节性冻土的冻胀性、融沉性等特性对工程影响重大。所以在季节性冻土地区的工程建筑或项目应特别注意考虑季节性冻土对工程的影响及防范措施。
6 路基 6.1一般规定 6.1.1路基工程应加强地质调绘和勘探、试验工作，查明基底、路堑边坡、支挡结构基础等的岩土结构及其物理力学性质，查明不良地质情况，查明填料性质和分布等，在取得可靠地质资料的基础上开展设计。 6.1.2路基主体工程应按土工结构物进行设计，设计使用年限应为100 年。 6.1.3基床表层的强度应能承受列车荷载的长期作用，刚度应满足列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内的要求，厚度应使扩散到其底层面上的动应力不超出基床底层土的承载能力。基床表层填料应具有较高的强度及良好的水稳性和压实性能，能够防止道砟压入基床及基床土进入道床，防止地表水侵入导致基床软化及产生翻浆冒泥、冻胀等基床病害。 6.1.4路基填料的材质、级配、水稳性等应满足高速铁路的要求，填筑压实应符合相关标准。 6.1.5路堤填筑前应进行现场填筑试验。 6.1.6路基与桥台、横向结构物、隧道及路堤与路堑、有砟轨道与无砟轨道等连接处均应设置过渡段，保证刚度及变形在线路纵向的均匀变化。 6.1.7路基工后沉降值应控制在允许范围内，地基处理措施应根据地形和地质条件、路堤高度、填料及工期等进行计算分析确定。对路基与桥台及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处，应采取逐渐过渡的地基处理方法，减少不均匀沉降。路基施工应进行系统的沉降观测，铺轨前应根据沉降观测资料进行分析评估，确定路基工后沉降满足要求后方可进行轨道铺设。 6.1.8路基支挡加固防护工程应满足高速铁路路基安全稳定的要求，路基边坡宜采用绿色植物防护，并兼顾景观与环境保护、水土保持、节约土地等要求。 6.1.9路基排水工程应系统规划，满足防、排水要求，并及时实施
北方寒区季节性冻土对隧道工程的影响 发表时间：2018-09-18T16:19:37.420Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：方贞 [导读] 摘要：季节性是影响施工安全、进度和质量的主要因素之一，因此在施工过程中应采取一系列的技术措施和管理措施来降低其影响。 中建二局第三建筑工程有限公司湖北省武汉市 430000 摘要：季节性是影响施工安全、进度和质量的主要因素之一，因此在施工过程中应采取一系列的技术措施和管理措施来降低其影响。冬季施工是保证工期的必要选择，我国北方寒区冬季施工亦在逐渐增多，所以探讨北方寒区冬季施工的特点、安全处理措施是很有必要的。 关键词：北方寒区；冬季施工；隧道；安全措施 一、寒区冬季施工特点及主要问题 寒区冬季施工特点：（1）冬季施工受施工条件和环境的不利影响，是各种安全事故的多发期。（2）隐蔽性、滞后性。冬季发生质量事故往往不易察觉，到春天解冻时，一系列质量问题才暴漏出来，因而会对质量事故的处理带来很大的难度，同时也会埋下安全隐患。（3）冬季施工的计划和准备时工作时间必须充分。如果准备时间不足，仓促施工，技术要求复杂，往往会诱发工程安全事故的发生。 寒区冬季施工主要问题：（1）季节性冻土影响边坡稳定。（2）季节性冻土影响隧道围岩稳定。 二.季节性冻土对边坡稳定的影响 2.1水分迁移对边坡稳定性的影响 对于土质边坡，冻结土表面随着温度升高逐渐融化，使土体含水量升高，抗剪强度降低，下层土体为一个近似不透水的冻结层，因此上层融化的水不能流入下层土体，只能沿交界面运动，形成流体状态的土，严重时会造成融冻泥石流和热融塌方等地质灾害。季节性冻土区土坡由于土的蠕变特性，安全度随时间降低，同时边坡安全系数随边坡土体的温度升高也不断降低，土体的流变性随含水量的增加而增加。 2.2冻融循环对边坡的影响 （1）冻融循环对岩质边坡的影响 在冻融交替作用下，季节性冻土区边坡稳定性将会受到影响。岩石边坡长时间冻融作用下主要表现为表层崩塌的破坏模式。岩石边坡发生破坏主要是由于内在因素和外在因素互相影响的结果，前者表现为地形地貌、工程地质等，后者表现为降水、热融变形以及冻融影响等。根据岩石冻融破坏原理，研究表明片落模式和裂纹模式是岩石发生冻融破坏的基本模式。另外，含水率的大小对岩石冻融损伤有重要影响，水分迁移引起的冰分凝增加对岩石冷生风化有很大程度作用。大量研究试验结果证明，岩石经过反复冻融后其抗压强度和弹性模量存在一定程度的降低，试样中旧有的裂隙明显加宽并诱生新的裂隙。 严寒的冬季常很少发生岩石崩塌现象，主要是因为低温条件下岩石强度和常温状态下相比要强，而且地下水和地表积水的渗流活动在低温情况下都受到约束。进入融化期间，岩石崩塌由于积雪及冻结岩石的融化常易发生。该阶段岩石边坡主要是表层发生破坏。这种作用在含水率高、存在大量软弱结构面的岩体中表现尤为显著。当岩石边坡表层发生冻结使地下水位上升时，裂隙表面水压力作用增强，从而引发边坡滑坡易造成较大规模的破坏。与空气接触的岩石边坡，当边坡表层在气温降到零度以下时变成冻结面。随着温度持续降低及作用时间延长，冻结面具有向内部延伸的趋势，由于水分的聚流作用向冻结面发生移动，边坡内部水分在裂隙面或空隙间向冻结面发生移动，使冻结面含水饱和度大大增加。当饱和度达到一定范围时，液固变换的膨胀力大于岩石抗拉强度，产生的岩石裂缝使岩石承载强度下降。综上所述，边坡的稳定性在冻融循环长时间作用下将引起滑塌，同时由于地质和地下水等的相互影响将引发更大范围的边坡破坏。 （2）冻融循环对土质边坡的影响 在冻融循环作用下，土体的物理和力学性质将发生四个方面的以下变化： ①渗透性，在岩土工程、土壤学和水力学等学科领域关于冻融对岩土渗透性作用的研究很多。此外冻融使土的结构性发生改变，从而使其在垂直方向渗透能力变大。②密实度，冻融会增大其孔隙比而使其密实度降低。③含水率，在冻融期间水分向相变交界面周围移动，冻结土在夏季的融化与多年冻土上限周围地下冰的生成密切相关。④力学性质，在较少冻融循环下，其变形模量会有大范围的减小，伴随细粒增多减少程度越大。因此，冻融循环造成变形模量降低。常认为冻结发生过程中土体密度以及土体结构性的变化造成土体强度的增大降小。冻融过程中含水量与强度呈负相关。在夏季，集中降水坡体含水量增大；常年冻融循环作用下，水分迁移使边坡上层土体含水量增多。而土体的渗透性在冻融发生过程中变大，使得大量水分迁移到边坡，上层土体处于饱或过饱和状态，尤其新幵挖的人工边坡表现明显。在各种因素综合作用下，多年冻土土质边坡稳定性降低。 2.3季节性冻土地区边坡失稳的类型 边坡失稳按照其成因可以归纳为以下四种类型： （1）蠕变型滑坡 冻土区的特殊性是冰以及冰一土胶结结构形成了冻土蠕变变形的特征。在低应力情况下，边坡岩土体即具有蠕变行为，不论边坡的陡缓均可能具有蠕变变形。高富冰区的冻土是非衰减蠕变，周期性蠕变作用导致边坡失稳。另外，由于孔隙间水气冻化凝结形成的粒状冰，融解水渗流过程中结冻成冰透镜体，因此在多年冻土区边坡工程中，含有较为发育的土夹冰层、饱和冰和富冰冻土层，甚至部分地区在粗碎岩体积聚内部填充有地下冰。含冰量越多，边坡就具有较强蠕变性。边坡产生变形主要包含两阶段。第一阶段是冻结时边坡土体沿坡面垂直方向隆起，融沉时沿法线方向降落而顺下坡发生移动；第二阶段是处于融化期的季节融化层在自重影响下沿顺坡方向的流变以及蠕变发育过程。 （2）冻结滞水型滑坡 在适合环境下，边坡表层土体发生冻结时，促使边坡内部地下水不断富集和伸展，边坡的冻结滞水效应使岩体抵抗强度减小、静水压力及动水压力升高等，边坡的整体稳定性降低，变形破坏的加速促发滑坡产生。冻结作用作为外动力因素加速冻区边坡整体变形并引发滑坡发生。其作用特殊性主要是坡体冻结使地下水的渗流状况改变，坡体地下水逐步富积，坡体含水量增大、软化区域扩展、减小强度以及动静水压力增大，使边坡整体稳定性减小。“季节性冻结滞水促滑效应”产生的必备因素就是地下水脉状分布状态和泉眼的排泄方式。季节
公路季节性冻土路基施工工艺及方法 一、编制依据 《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006） 《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004） 《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）释义手册 二、适用范围 适用于冻土地区公路路基工程。 三、交底内容 1、施工准备 1)审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。 2)利用已批复的水准点、导线点定出路线边线、中线及标高控制点。 3)会同设计单位现场交接标桩及施工复测，贯通线路中线及水平，对中线控制桩要测设护桩并作记录。边桩根据贯通后的中线水平测设。在地形、冻土地质条件变化处加测施工断面。施工便道贯通，平整场地。 4)根据实际编制实施性施工组织设计，在编制中力求考虑周到，措施得力，便于操作。并上报监理工程师批复。在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，详细核对设计文件，搜集施工地段的多年冻土工程地质、水文地质资料，了解多年冻土层的岩性成份、工程类别、季节融化层以及地表植被覆盖情况等。对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。 5)施工便道贯通，平整场地，根据设计文件要求，进行测量放样，进行相关物资准备，检修施工机械等。 6)施工相关材料应符合质量要求，并已进场，有相应土源。 2、材质要求 1)路床填料宜优先选择矿渣、炉渣、粉煤灰、砂、砂砾石及碎石等抗冻稳定性较好的材料。 2)路床或上路堤采用粉土、粘土填筑时，可按设计要求使用石灰、水泥、土壤固化剂等单独或混合进行稳定处理，填料的改善或处理应根据路基抗冻胀性能要求，结合填料性质经试验确定。 3)冻土、非透水性过湿土不得直接填筑下路堤。 3、季节性冻土地区路基施工工艺流程：
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/5410037326.html, 季节性冻土的冻胀力及水工建筑物防冻害措施 作者：付洪光喻松柏 来源：《农民致富之友》2010年第20期 一、冻胀力的形成： 影响土的冻胀因素很多，主要是水、土、温、压因素。其中水、土是主要因素。土的冻胀是由于土体中含水量超过起始冻胀含水量，在负温下孔隙水部分冻结，对土骨架将产生挤压力。如果未冻水没有向外排泄条件，土开始冻胀。但如果能将其余未冻水挤走，以上体积增量将由孔隙中剩余空间所容纳，土体也不会产生冻胀。如果冻胀过程中有外水补给发生了强烈的水分迁移，生成大量的冰夹层，将产生强烈的冻胀。经观测：冰夹层的厚度大致等于冻胀量。沿冻深分步的冰夹层基本上代表了冻胀量沿冻深的分步情况。上层土的冻夹层厚而稀，而下层土的冰夹层薄而密。 土壤粒径、级配及温度变化，外水补给，外荷载的大小等都直接影响冻胀的程度。当土粒的粒径为0.05～０.002mm之间，土中水分迁移剧烈，土的冻胀量比较大，这种土的吸引水分能力强。土体中水分的迁移是靠结晶力、吸附力、毛细力、温度差和表面能差产生薄膜水移动，其中冰结晶力、毛细力和表面能差是水分迁移的主要动力。 土体冻结时，冻结面附着土颗粒的水膜被冰晶体吸薄，为了维持颗粒表面能的平衡，其他土颗粒的水膜向较薄的颗粒表面移动，为达能量的平衡，不断的移动，不断的冻结，放出潜热结晶成冰。 季节性冻土地区经过多次冻融循环，土的孔隙比是比较大的，冻结期土经过不均匀的冻胀，冻结面是一个凹凸不平的曲面，在冻层由于冻胀而上抬的过程中凹面处形成孔缝，造成负压区，迁移的水聚集到此而结晶成冰夹层。这种冰夹层体积膨胀9％，产生了内压力，这种对基础挤压和抬起的能力称之谓冻胀力。 1、封闭式和开敞式冻胀的区别： （1）封闭式冻胀：在没有外水补给的条件下，土体中原驻水引起的冻胀为封闭式冻胀，当土体中原驻水小于起始冻胀含水量(粘土W0=13.0)冻结时不但没有冻胀，反而产生冻缩。表现地面出现下降，体积缩小。当土体中原驻水大于起始冻胀含水量W0时，在没有外水补给的条件下，虽然产生冻胀，但冻胀量不大。
冻土地区铁路路基设计手册（新修订） 第一节季节性冻土 一、季节性冻土的定义 表层冬季冻结，夏季全部融化的土（岩）称为季节性冻土。 二、季节性冻土的分类（级） 季节性冻土应根据土的类别、冻前天然含水率，冻结期间地下水位距冻结面的最小距离和平均冻胀率分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五类，详见表18—1。 表18—1 季节性冻土的冻胀分级 土的类别冻前天然含水率ω （％） 冻结期间地下水 位距冻结面的最 小距离h w（m） 平均冻胀率 η（％） 冻胀等级 及类别 粉黏粒质量不大于15％的粗颗粒土（包 括碎石类土、砾、粗、中砂，以下同）， 粉黏粒质量不大于10％的细砂 不考虑不考虑 η≤1 Ⅰ级不冻胀 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细砂 ω≤12 ＞1.0 粉砂12＜ω≤14 ＞1.0 粉土ω≤19 ＞1.5 黏性土ω≤ωp+2 ＞2.0 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细砂 ω≤12 ≤1.0 1＜η≤3.5 Ⅱ级弱冻胀 12＜ω≤19＞1.0 粉砂 ω≤14 ≤1.0 14＜ω≤19＞1.0 粉土 ω≤19 ≤1.5 19＜ω≤22＞1.5 黏性土ω≤ωp+2 ≤2.0 ωp+2＜ω≤ωp +5 ＞2.0 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细纱 12＜ω≤18 ≤1.0 3.5＜η≤6 Ⅲ级冻胀 ω＞18 ＞0.5 粉砂14＜ω≤19 ≤1.0 19＜ω≤23 ＞1.0 粉土19＜ω≤22 ≤1.5 22＜ω≤26 ＞1.5 黏性土ωP+2＜ω≤ωP+5 ≤2.0 ωP+5＜ω≤ωP+9 ＞2.0 粉黏粒质量大于15％的粗颗粒土，粉黏 粒质量大于10％的细纱 ω＞18 ≤0.5 6＜η≤12 Ⅳ级强冻胀 粉砂19＜ω≤23 ≤1.0 粉土22＜ω≤26 ≤1.5 26＜ω≤30 ＞1.5
青藏铁路要穿越“千年冻土”区，必须攻克的难题之一是：只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响，确保路基坚固、稳定．大家都知道：严寒的冬季，冻土是坚硬的，而外界气温升高时冻土会熔化，使路基硬度减弱，甚至变软，火车的重压会使路基及铁轨严重变形．因此，如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样，就成了必须解决的难题．我国科技工作者创造性地解决了这一难题，并且，其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识． 一是“热棒”：被称为不用电的“冰箱”．在冻土区，路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒，这就是“热棒”．它们的间隔为2m，高出路面2m，插入路基下5m．棒体是封闭中空的，里面灌有液态的氨，外表顶端有散热片．我们知道，酒精比水更容易变成气体，而液态氨变成气体比酒精还要容易．正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作，使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”． 二是“抛石路基”，被称为天然的“空调”．在冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填了一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通．这样的结构具有“空调”的功能，使得冻土层的温度基本不随外界气温变化，能有效地保持冻土的稳定性． 三是“遮阳板路基”，又称旱桥：被称为隔热“外衣”．遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响．热棒工作原理 在可可西里地区，在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”，有关技术人员说，这其实是一种高效热导装置，叫做“热棒”。车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施。 据了解，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米。具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端传输，反向不能传热。在冬季，热管内工作介质由液态变为气态，带走管内热量；在暖季，热棒则停止工作。独特的冷却地温的作用使热棒堪称“魔棒”。 热棒的结构大致为一个密闭空心长棒,内装有一些液氨,液氨沸点较低,在冬季土中热量使该液体蒸发,到顶部，通过散热片将热量传导给空气，冷却后又液化回到下部，保持冻土冷冻状态不松软。在夏季，液体全部变成气体，气体对流很小，热量向底部传导很慢。 中圣研制开发了中国人自己的冻土治理技术——低温热棒，成功解决了40多年来一直困扰中国科学家和青藏铁路建设者的重大技术难题——青藏铁路路基多年冻
铁路路基设计学习资料 一、基本规范 《铁路路基设计规范》(TB10001-2005) 《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006) 《铁路路基支档结构设计规范》(TB10025-2006) 《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》铁建设函[2005]285号 《新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定(上、下)》铁建设[2005]140号 《新建时速300~350公里客运专线铁路设计暂行规定(上、下)》铁建设[2007]47号 《工业企业标准轨距铁路设计规范》GBJ12-87 二、规范适用范围 《铁路路基设计规范》(TB10001-2005) 适用范围：客货共线运行、旅客列车设计行车速度等于或小于160km/h、货物列车设计行车速度等于或小于120km/h的Ⅰ、Ⅱ级标准铁路。 《铁路特殊路基设计规范》(TB10035-2006) 适用范围：铁路网中客货共线运行、旅客列车设计行车速度等于或小于200km/h、货物列车设计行车速度等于或小于120km/h的Ⅰ、Ⅱ级标准轨距铁路铁路特殊路基的设计。 《铁路路基支档结构设计规范》
适用范围：铁路网中客货列车共线运行、旅客了此设计行车速度等于或小于200km/h、货物列车行车速度等于或小于120km/h的标准轨距铁路路基支档结构的设计。 《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》铁建设函[2005]285号 适用范围：新建客货共线运行、旅客列车设计行车速度等于或小于200km/h、货物列车设计行车速度等于或小于120km/h铁路的设计。《新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定(上、下)》 适用范围：新建时速200~250km客运专线铁路设计（有碴轨道）。《新建时速300~350公里客运专线铁路设计暂行规定(上、下)》铁建设[2007]47号 适用范围：新建时速300~350km客运专线铁路设计。 《工业企业标准轨距铁路设计规范》GBJ12-87 适用范围：新建、改建和扩建工业企业铁路设计。 三、荷载 200km以下（含200km客货共线）采用中-活载； 特种荷载 250kN 普通荷载220kN
季节性冻土地区道路冻深的研究 发表时间：2017-07-14T16:04:09.723Z 来源：《基层建设》2017年第8期作者：高春元[导读] 摘要：冻深的确定是季节冻土区路基防冻设计的主要内容之一。根据察格高速公路典型路段道路冻深的现场观测资料，对确定道路冻深的各种现场方法的优缺点进行了对比，并且对影响道路冻深大小的气温、地下水位、土质和含水量、线路走向和路基断面形状等因素进行了分析探讨。 青海一达交通科技有限公司青海西宁 810000 摘要：冻深的确定是季节冻土区路基防冻设计的主要内容之一。根据察格高速公路典型路段道路冻深的现场观测资料，对确定道路冻深的各种现场方法的优缺点进行了对比，并且对影响道路冻深大小的气温、地下水位、土质和含水量、线路走向和路基断面形状等因素进行了分析探讨。 关键词：季节性冻土；道路；冻深 季节性冻土是指冬季冻结而春夏融化的土层，受季节气候影响明显。我国季节性冻土面积约为514万km2，占国土面积的53.5%。季节性冻土的冻胀和融沉作用对工程影响非常大，冻结时地层承载力大，解冻时融陷强度低。因此在季节性冻土地区进行公路、铁路建设时需严格考虑季节性冻土对工程的影响并采取适当的防范措施以保证冻土路基的稳定性。土体的冻胀将造成公路、铁路线路不平整，甚至影响行车安全，所以设计冻深的合理确定是保证冻土路基稳定的前提。土的冻结深度是冻结能力的体现，也是决定各种冻土地区工程防冻胀处理措施的主要指标。 1 设计冻深常用计算方法 1. 1 改进的斯蒂芬公式法 斯蒂芬公式是目前广泛应用的冻深计算公式，是基于冻深与气温之间相互关系得到的。最初始的斯蒂芬公式考虑因素过于简单，使得冻深计算精度误差较大，后经多年实践研究，对公式中热量进行修正，提出了改进的斯蒂芬公式： 2.1 气温 在建立气温与冻深的经验关系时，为了能够较真实地反映气温对冻深的影响，通常引入空气冻结指数Tkd的概念，用空气冻结指数代替气温变量，建立空气冻结指数与冻深的关系空气冻结指数是指某地在冻结期间的日平均气温tkd累积值的绝对值，冻结期为从本年度入冬时月平均气温在零下那一个月开始到来年初春月平均气温在零上那一月终止的一段时间，日平均气温为每天2点、8点、14点和20点四个时刻气温的平均值。冻结指数Tkd可用下式表示：
高三地理冻土问题 青藏铁路要穿越“千年冻土”区，必须攻克的难题之一是：只有设法保持该区域的冻土不受夏季高温影响，确保路基坚固、稳定．大家都知道：严寒的冬季，冻土是坚硬的，而外界气温升高时冻土会熔化，使路基硬度减弱，甚至变软，火车的重压会使路基及铁轨严重变形．因此，如何确保冻土的状态在夏季与冬季一样，就成了必须解决的难题．我国科技工作者创造性地解决了这一难题，并且，其中的三个关键措施都只运用了简单的物理知识． 一是“热棒”：被称为不用电的“冰箱”．在冻土区，路基两旁插有一排碗口粗细、看上去像护栏的金属棒，这就是“热棒”．它们的间隔为2m，高出路面2m，插入路基下5m．棒体是封闭中空的，里面灌有液态的氨，外表顶端有散热片．我们知道，酒精比水更容易变成气体，而液态氨变成气体比酒精还要容易．正是液态氨在“热棒”中默默无闻地工作，使它成了在夏季保持路基冻土的“冰箱”． 二是“抛石路基”，被称为天然的“空调”．在冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填了一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通．这样的结构具有“空调”的功能，使得冻土层的温度基本不随外界气温变化，能有效地保持冻土的稳定性． 三是“遮阳板路基”，又称旱桥：被称为隔热“外衣”．遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响． 热棒工作原理 在可可西里地区，在铁路和公路两旁可以看到很多竖立的“铁棒”，有关技术人员说，这其实是一种高效热导装置，叫做“热棒”.车站工作人员告诉记者，热棒是青藏铁路在运营过程中处理冻土病害、保护冻土的有效措施. 据了解，热棒是一种由碳素无缝钢管制成的高效热导装置，5米埋入地下，地面露出2米.具有独特的单向传热性能：热量只能从地面下端向地面上端
5填料 5.1 一般规定 5.1.1 路基填料应通过地质调绘和足够的勘探、试验工作，查明其性质和分布，并开展填料设计工作。 5.1.2 填料设计的内容应包括：填料的来源选择、分布、运距、土石特性、名称、分组、改良措施、施工工艺、无侧限抗压强度、压实标准及检测要求等，取料场的生态恢复。 5.2 普通填料 5.2.1路基普通填料按颗粒粒径大小分为三大类别：巨粒土、粗粒土和细粒土。 5.2.2巨粒土、粗粒土填料应根据颗粒组成、颗粒形状、细粒含量、颗粒级配、抗风化能力等，按表5.2.2分为A、B、C、D组。
注： 1 颗粒级配分为：良好（C u ≥5,并且C c =1~3），不良（C u <5,或C c ≠1~3）。 式中：不均匀系数1060d d C u =；曲率系数60 1030 2d d d C c ?=； d 10、d 30、d 60分别为颗粒级配曲线上相应于10%、30%、60%含量的粒径。 2 硬块石的单轴饱和抗压强度Rc ＞30MPa,软块石的单轴抗压强度Rc ≤30Mpa 。 3 细粒含量指细粒（d ≤0.075mm ）的质量占总质量的百分数。 5.2.3 细粒土填料应按表5.2.3分为粉土类、黏土类和有机土。粉土类、黏土类应采用 液限含水量ωL 进行填料分组：当ωL ＜40%时，为C 组；当ωL ≥40%时，为D 组；有机质土为E 组。 注：1 液限含水率试验采用圆锥仪法，圆锥仪总质量为76g ，入土深度10mm 。 2 A 线方程中的w L 按去掉%后的数值进行计算。 5.2.4 填料根据土质类型和渗水性可分为渗水土、非渗水土。A 、B 组填料中，细粒土 含量小于10%、渗透系数大于10-3cm/s 的巨粒土、粗粒土（细砂除外）为渗水土，其余为非渗水土。
季节性冻土填方施工工法 一、前言 本工法是在北黑高速公路A1合同段施工过程中探索总结形成的。北安至黑河高速公路是国家高速公路网和黑龙江省高速公路网的重要组成部分，是黑龙江省开展陆海联运和对俄贸易运输主要通道的关键路段。该区域属大陆性季风气候，气候寒冷而湿润，冬季寒冷漫长，夏季温和短促，年平均气温为－1.3~0.4℃，极端最高气温35.2℃，极端最低气温－48.1℃。 项目路线起点建华互通区是连接绥化至北安、伊春至五大连池高速北安至五大连池段、规划齐齐哈尔至北安三条高速的枢纽型互通，为全线重点工程之一，终点位于北安市二井子镇四井子村。起讫桩号K0-260~K13+010，全长13.27km。 二、工法特点 （一）在季节性冻土区路基填方采用透水性好的标准粗颗粒土填筑，在施工工期、防治路基病害产生、成本控制上要优于其它填筑材料。 （二）路基低填方段和湿软路基基底处理采用透水性好的砂砾换填，砂砾因材料空隙大，形成的毛细管少，减少了地下水的上升。还可以减少冻胀路基土方的厚度，减轻冻土的膨胀程度，消弱冻胀土的抬拱力。 （三）在考虑冰冻深度影响的同时，采用纵、横向渗沟加强地面和地下排水并降低地下水位，将地下水汇集于沟内，并通过沟底通道将水排至指定地点。使土基保持干燥，减少冻结过程中水分聚流的来源。 三、适用范围 适用于季节性冻土地区填方路基处理及施工。 四、工艺原理 针对季节性冻土区路基冻胀产生的原因，结合已有季冻区施工经验，通过隔断地面水的渗入和毛细管水上升的途径，从而降低地下水位，减少路基填料中的原始含水量，使之保持在最佳含水量附近，从而切断聚冰过程中的供水来源。进而有效的预防由于施工中填筑材料及工艺不合理造成的路基冻胀，保证通车后的道路质量。 五、施工工艺流程及操作要点
哈家咀段路基施工方案 一编制依据 1）依据本工程队的设计文件、招、投标文件的技术要求。 2）至中川机场线路施工设计图。 3）《铁路路基设计规》TB10001—2005、《铁路路基工程施工安全技术规程》TB10302—2009、《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》TB10108—2011、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10751—2010。。 4）现场踏勘、调查工地周边环境条件所了解的情况和收集的信息。 5）国家法律、法规及省有关规定和当地民众的民俗风情。二编制原则 1)遵守国家和省有关的法律、法规以及相关文件要求。 2)按照国家有关的法律法规要求，做好环保、水保等保护工作。 3)认真做好施工调查研究，充分考虑当地自然环境和施工条件，进行施工方案比选，因地制宜的制定施工方案。 4)努力改进施工工艺，提高机械化施工水平，以求先进的施工工艺和工程质量的统一。 5)先重点后一般，全面规划重点突破，强调施工组织设计
的科学性、实施性、可操作性、严密性和可靠性。 三编制围 新建至中川机场铁路项目哈家咀段路基DK40+500～DK41+801.23、DK42+471.60～DK42+753.30段围的路基工程。 四工程概况 本段路基工点位于市永登县树坪镇，线路与机场高速及201 省道并行。DK40+500～DK41+801.23段位于碱沟河谷阶地地区，地形起伏较大，河谷切割较深，工程与河床平行，行走于碱沟一级阶地上。DK42+471.60～DK42+753.30段位于麻沙沟阶地区，该段谷地地形起伏较大，沟谷切割较深，河谷宽约100～400m，高程1681～1796m。工程与沟床近平行，行走于麻沙沟一阶级地上。 工点处涉及地层：第四系全新统冲积砂质黄土，黏质黄土、细沙、中砂、砾砂、细圆砾土，第四系上更新统风积砂质黄土，冲击细圆砾土，下伏基岩为上第三系中新统泥岩夹砂岩。 本工点围路基施工分两段完成： 第一段起讫里程为DK40+500～DK41+801.23，长1606.5m。线路主要以路堤通过，局部为挖方，最大填方高度12m，最大挖方深10m。 第二段起讫里程为DK42+471.60～DK42+753.30，长281.70m，本段路基路堤最大边坡高度14.13m，路堑最大边坡高度13.22m。路基小里程端为哈家咀特大桥，路基大里程端为哈家咀碱沟特大桥。
1 总则 1.0.1为统一铁路路基设计技术标准，使路基设计符合安全适用、技术先进、经济合理的要求，制定本规范。 1.0.2本规范适用于旅客列车设计行车速度160km/h及以下客货共线标准轨距新建及改建Ⅰ、Ⅱ级铁路的路基工程设计。 1.0.3铁路路基是铁路工程的重要组成部分，是承受轨道和列车荷载的基础。路基工程作为土工结构物，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性，使之能抵抗各种自然因素作用的影响。 1.0.4铁路列车竖向活载必须采用中华人民共和国铁路标准活载。一般不计冲击力、离心力、制动力和摇摆力作用。轨道和列车荷载用换算土柱来代替，换算土柱高度及分布宽度应符合本规范附录A的规定。 1.0.5路基工程使用的混凝土、石料及其砌筑用水泥砂浆的最低强度等级及适用范围，应符合本规范附录B的规定。 1.0.6路基工程设计应推广采用新技术、新结构、新材料和新工艺，推行机械化施工方法。 1.0.7路基病害整治应遵循以防为主，防治结合，彻底整治，不留后患的原则，采取合理的整治方案和有效的工程措施。 1.0.8 深堑， 狭窄的河谷地段，应视具体情况设置挡护工程。 1.0.9研究路基重点工程方案时，应从设计、施工、运营、环境保护等方面作全面考虑，并以综合经济效益和社会效益为目标，通过技术经济比选确定。 1.0.10路基土石方调配须保证土质符合路基各部位的填料标准，并节约用地。设计时应合理规划，对移挖作填、集中取（弃）土等方案进行经济、技术比较。 1.0.11路基工程应做好排水设计，确保排水通畅。 1.0.12Ⅰ级铁路及采用大型养路机械的Ⅱ级铁路不再设养路机械作业平台；对不采用大型养路机械的Ⅱ级铁路，区间路基每隔500m左右设置养路机械作业平台一处。单线铁路可在一侧或两侧交错设置，双线铁路两侧均应设置。 1.0.15 区间路基用地设计，应按本规范附录 1.0.16