地基基础处理技术第二章4冻土
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冻土地区桥梁桩基础特性及施工技术冻土区桥梁桩基础施工,会给冻土引进一定的热量,这些热量在自然回冻过程中传到周围的多年冻土中,破坏冻土的稳定冻结状态。
尤其是混凝土灌注桩中的水化热会给稳定的冻土带来很大的热扰动,可能会导致冻土的冻结强度降低,致使桩的承载力严重下降,直接影响施工进度。
所以,研究大气温度、水文地质条件、入模温度、冻土本身的负温对桩自然回冻的影响及其计算模式,可以为施工计划的制定提供理论依据,有很重要的实用价值。
1、冻土地基的工程特性(1)冻胀性在自然界中,受大气温度变化的影响,土体中的水分产生相变,从而土体积膨胀或收缩,膨胀现象,称为土体的冻胀,收缩现象,称为冻土融化。
膨胀现象,是由于土体在冻结过程中,水分冻结成冰,体积膨胀而引起的。
土体的的冻胀性受土体埋深、土体含水量、土颗粒粒径、土体密度等因素影响。
冻土地基的冻胀性,是影响多年冻土区工程结构物尤其是桥梁工程稳定性的重要因素。
(2)冻胀力地基土冻结时,封闭体系中,冻土水分冻结体积扩张的内应力,开放体系中,孔隙水侵入推开土颗粒并冻结所产生的力,称为冻胀力。
冻胀力作用于基础表面,当工程结构物的重量和附加荷载不足以与之平衡时,结构物将在冻胀力的作用下产生冻胀变形,严重将引起结构物的破坏。
根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力三种形式。
切向冻胀力,即平等作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础底面上的冻胀力。
切向冻胀力是作用于冻土区基础上的主要力系之一,如果设计时对此考虑不当,则会引起基础在切向冻胀力的作用下产生上拔变形,甚至破坏。
(3)融沉性冻土融化过程中,在自重压密作用下,不断产生下沉伴随着孔隙水的消散,即为冻土融沉性。
这个过程不仅是由于冻土中冰转变成水的相变时的体积减小,更重要的是在此过程中产生孔隙水的消散与排泄,土体的孔隙比减小,冻土的融沉性与冻土的粒度成分,含冰量密度及孔隙水的消散等因素密切相关。
内容提要输电线路经过冻土地区,进行详细的地质调查和收资,掌握沿线冻土性质、融沉等级、地温分布、水文地质情况、季节冻结层的冻涨等级是关键。
季节性冻土地段,存在于本工程河谷、河漫滩、地下水埋藏较浅的地段,最大冻结深度范围内的粉土、粘性土及粉砂具有冻涨性,冻涨级别为冻涨-强冻涨。
本专题结合呼伦贝尔地区季节性冻土地段的特点和我院在同类地基上基础防冻设计的经验,对季节性冻土地区基础型式及地基处理方案进行了分析研究,在冻涨土地基选择了梯形斜面基础,在强冻涨且地下水位很浅的跨河及沼泽地段,浅基础无法施工的塔基,选择了钻孔灌注桩基础.多年冻土地段,根据呼伦贝尔地区多年冻土的类型、埋藏深度、融沉等级,提出了地基与基础的处理方案,在弱融沉的多冰冻土地基,采用了施工运行期允许融化的设计原则,推荐采用了梯形斜面基础,地基基底进行了清除多冰冻土的措施,防止地下冰融化导致的基础下沉。
在属融沉等级的富冰冻土地基,采用保持地基冻结状态的设计原则,利用冻结状态的多年冻土作地基,选择了钻孔灌注桩基础。
目录1呼伦贝尔段冻土分布及特点 (1)2季节性冻土地区线路地基与基础设计 (2)2。
1冻涨对送变电工程造成的危害 (2)2.2季节性冻土地区线路地基与基础设计的主要原则 (4)2.3季节性冻土地区线路地基与基础通常采取的处理措施 (4)2。
4季节性冻土地段地基与基础处理方案 (5)2.5季节性冻土地段地基与基础处理方案的选择 (8)3多年冻土地区线路地基与基础设计 (9)3。
1多年冻土融沉对送电线路造成的危害 (10)3。
2多年冻土地区线路地基与基础设计的主要原则 (11)3.3多年冻土的融沉性分析 (11)3。
4多年冻土地区线路地基与基础设计方案 (15)3。
5多年冻土地区线路地基与基础设计方案的选择 (15)4结论性意见 (16)1 呼伦贝尔段冻土分布及特点本工程线路穿行于呼伦贝尔市的鄂温克旗、新巴尔虎左旗,穿越大兴安岭,属严寒地区。
冻土基础施工措施及方案冻土基础施工是指在寒冷地区或高海拔地区,土层中存在有冻土的地方,进行基础施工时需要采取相应的措施和方案,以确保工程的稳定性和安全性。
以下是冻土基础施工的措施及方案:1.冻土站场准备:在施工前对场地进行充分的调查和勘探,了解冻土的类型、厚度和季节性变化情况。
在地下设备施工区域设置保护层,如铺设绝热材料,以减少地热流向地面的损失。
在施工区域的地表进行隔离措施,如采用绝热材料进行隔热处理,以减少地热流向地下的损失。
2.地基处理:在冻土区域进行地基处理时,必须避免对土体进行过度压实,以免破坏土体的结构,导致冻土破坏。
避免在冻土地区挖掘过深的基坑,以减少基坑周围地体的冻融变形对基坑的影响。
采用压实填料等措施,增加土体的稠度,提高抗冻和抗膨胀性能。
3.基础设计与施工:根据冻土地区的特点,合理选择基础形式和结构类型,以确保基础的稳定性和安全性。
采用地下连续墙、冻土地基、冻结反拱等措施,增加基础的抗冻能力。
控制基础的温度,采用地下管道或地源热泵等措施,将温度传输至基础部分,保持土体的稳定状态。
4.导热与除雪:在冻土地区,应建立有效的导热系统,向基础部位输送热量,以减少地下冻融变形。
在冬季施工时,要及时清除积雪,并采取防雪措施,以减少冻融对工程的影响。
5.监测与维护:在施工过程中,应对工程进行实时监测,及时发现问题,并采取相应的维护措施。
对已建成的基础工程进行定期检查和维护,以确保基础的长期稳定性。
总结起来,冻土基础施工需要进行冻土站场准备、合理设计基础结构、控制基础温度、建立导热系统、及时除雪和维护等措施和方案,以确保工程在冻土地区的稳定性和安全性。
同时,施工过程中要注重实时监测,及时发现问题并采取相应的维护措施。
冻土和膨胀土地基施工要求冻土和膨胀土是土壤的两种常见特性,对于建筑工程来说都是非常重要的因素。
在施工过程中,需要采取一系列的措施来应对冻土和膨胀土的特性,以确保土地基的稳定和建筑结构的安全。
下面是冻土和膨胀土地基施工的要求:1.冻土地基施工要求:冻土地基的温度较低,土体的力学性质和物理性质会发生显著变化,因此在施工中需要注意以下几点:(1)选址:在选择建筑地点时,需要尽量避免冻土地基,尤其是深度较大的冻土地层,以减少施工难度和成本。
(2)地面处理:在冻土地基上进行地面的处理时,需要避免破坏冻土层,以防止孔隙水的渗透和土体的变形。
(3)基础设计:在冻土地基上进行基础设计时,需要对冻土地基进行详细的勘探和测试,并根据冻土地基的性质和特点来确定合适的基础形式和尺寸。
(4)施工技术:在冻土地基上进行施工时,需要采取适当的技术措施来确保施工过程中的土体稳定和建筑结构的安全,如预制基础、保温措施等。
2.膨胀土地基施工要求:膨胀土是一种在水湿度变化下会发生体积变化的土壤,施工过程中需要特别注意以下几点:(1)勘探和测试:在设计和施工前,需要对膨胀土地基进行详细的勘探和测试,了解其膨胀性和变形特性,以便确定合适的基础形式和尺寸。
(2)排水系统:膨胀土地基容易受到水分的影响,导致土体体积膨胀,因此需要设置良好的排水系统,以减少土体的吸湿和膨胀。
(3)基础设计:在膨胀土地基上进行基础设计时,需要考虑土体的变形特性和承载能力,采取适当的基础形式和尺寸,以确保基础的稳定性和安全性。
(4)施工技术:在膨胀土地基上进行施工时,需要采取适当的技术措施来控制土体的变形和膨胀,如混凝土桩、大面积压实等。
总之,冻土和膨胀土地基施工要求在选址、地面处理、基础设计和施工技术等方面都存在一定的差异,需要根据具体情况采取适当的措施来确保土地基的稳定和建筑结构的安全性。
在施工过程中,还需要注意与相关专业人员的沟通和协作,以保证施工的顺利进行。
冻土地区基础施工方案在冻土地区进行基础施工有着特殊的要求和挑战。
冻土地区的特点是土壤寒冷,存在大量冰冻土层,土质饱含水分,并且容易产生地基沉陷等问题。
因此,在设计和施工冻土地区的基础时,需要考虑以下几个方面。
一、地质勘察和设计阶段在进行冻土地区的基础施工之前,必须进行详细的地质勘察和设计。
地质勘察应包括土层厚度、冻土层深度、土壤含水量、地下水位等参数的测量和监测。
同时,设计人员需要根据勘察结果,制定合理的基础设计方案。
在冻土地区,常见的基础类型包括浅基础和深基础。
对于浅基础,可以选择直接分布在冻土层上的浅埋基础;对于深基础,可以选择桩基础或冻结固化技术。
二、基础施工阶段1.土层处理:在冻土地区,土壤中的冻土层会导致地基的不稳定性,因此需要事先对土层进行处理。
常见的处理方法包括通过加热或注入热水将冻土层融化,或者利用冻结固化技术将冻土层固化。
2.基础类型选择:根据设计要求和土层情况,选择适当的基础类型。
对于浅基础,可以选择直接分布在冻土层上的浅埋基础,如地表板基、埋入基梁等;对于深基础,可以选择桩基础,如灌注桩、钢筋混凝土桩等。
3.施工措施:在基础施工过程中,需要注意以下几个方面。
首先,施工时间应尽量选择在冻土层较为稳定的季节进行,以减少工程的风险。
其次,施工时需避免过度挖掘土壤,以减少地基沉降的风险。
此外,在施工现场要做好水土保持工作,防止水分流失和土壤侵蚀。
4.施工质量监控:在基础施工过程中,需要进行质量监测与控制。
可以通过定期监测地基沉降、土壤水分含量等参数来评估施工质量。
同时,还要对工程进行定期巡检和检查,以及及时处理各类问题和隐患。
三、基础后处理阶段在基础施工完成后,还需要进行基础后处理工作。
主要包括地基封闭、排水系统建设以及保护工程等。
地基封闭可以通过覆土、铺设防渗层等方式进行,以防止地基冻结和侵蚀。
排水系统建设应包括合理的排水管网和处理设施,以保持基础区域的地下水位稳定。
保护工程主要是指对基础进行维护和保养,以延长其使用寿命。
冻土线路地基与基础处理方案冻土是指在永久冻土(或季节性冻土)区域内,地下其中一深度范围内的土壤层保持着负温度,并且不能长期处于液态状态。
由于冻土的特殊性质,其在工程建设中需要进行特殊处理,以确保地基和基础的稳定性和安全性。
下面是关于冻土线路地基和基础处理方案的一些主要内容。
1.填方处理:在冻土地区进行填方处理时,需要确保填方土的密度和含水率能够达到稳定的状态。
通常采用的方法是,选择合适的土方机械和施工方法,通过合理的震动、振实和夯实等措施,确保填方土的稳定性,并尽可能降低土的含水率,以减少冻胀和松软现象的发生。
2.微风化带处理:冻土区域多存在有机质较高的微风化带。
微风化带具有强大的吸放水能力,容易引起地基变形和沉降。
为了防止微风化带对地基稳定性的影响,可以采取以下措施:在微风化带上部分采取排水措施,以减小其含水量;降低微风化带的承载力,可以通过适当加深基础下层来实现。
3.基础处理:在冻土地区进行基础处理时,需要注意以下几点:-选择合适的基础类型:在低温多孔隙和季冻土地带,浅埋基础可能受到冻胀和冻胀的影响,因此可采用深基础,如桩基。
-地基加固:可以采用土工合成材料,如地下水泥搅拌桩,增加地基的稳定性和承载力。
-抗冻胀措施:可以采用控制冻温度和防止冻胀的方法,如在基础下部放置绝热材料,以降低冻胀的影响。
4.热水处理:对于冻土地区,特别是极寒地区,可以采取热水处理的方法来防止冻胀。
通过将热水引入地基和基础中,提高土壤温度,使其在冬季保持较高温度,从而防止土壤冻胀。
5.监测和维护:在冻土线路建设完工后,需要定期监测和维护,以确保地基和基础的稳定性。
监测包括地基沉降、冻胀等情况的监测,维护包括及时处理冻胀、沉降等问题,并采取相应的维修措施,确保线路的安全运行。
综上所述,冻土线路地基和基础处理方案需要根据具体情况灵活应用,以确保线路的安全和稳定。
在实际操作中,可根据当地的气候和地质条件,采用合适的措施和技术,以提高工程的质量和可靠性。
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— 1 —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:— 2 —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。
第四节冻土一、冻土的分类冻土是指温度等于或低于摄氏零度、且含有冰的各类土。
根据其冻结时间和冻结状态可将冻土分成多种类型。
(一) 按冻结时间分1.季节性冻土季节性冻土是受季节性的影响,冬季冻结,夏季全部融化,呈周期性冻结、融化的土。
季节性冻土在我国的华北、西北和东北广大地区均有分布。
因其周期性的冻结、融化,对地基的稳定性影响较大。
季节性冻土根据其结构形式,又可分为:(1)整体结构:土在冻结时,土中水分有向温度低的地方移动的性能。
整体结构冻土是由于温度骤然降低,冻结较快,土中水分来不及移动即冻结,冰粒散布于±颗粒间,肉眼甚至看不见,与土粒成整体状态。
融化后土仍保持原骨架,建筑性能变化不大。
(2)层状结构:地表温度不很低,且有变化,土中水分冻结一次,融化一次,又冻结一次,则形成层状结构冻土。
这种土融化后骨架整个遭受破坏,对建筑性能影响较大。
(3)网状结构:由于地表不平,冻结时土中水分除向低温处移动外,还受地形影响,使水分向不同方向转移,而形成冰呈网状分布的冻土,这种土一般含水、含冰量较大,融化后呈软塑或流塑状态。
(4)扁豆体和楔形冰结构:由于季节性冻结和融化,土中水分向表层低温处移动,往往在冻层上限冻结成扁豆体状冰层,当冻土层向深度发展,扁豆体状冰层即夹于冻土层之中。
当岩层或土层具裂隙时,水即在裂隙中成冰楔体。
此类结构的冻土,承受荷载时易沿冰体滑动。
2.多年冻土多年冻土是指冻结状态持续多年(一般是二年或二年以上以上)不融的冻土。
多年冻土常存在地面以下一定深度,其上部接近地表部分,往往亦受季节性影响,冬冻夏融,此冬冻夏融的部分常称为季节融冻层。
因此,多年冻土地区常伴有季节性的冻结现象。
多年冻土根据其垂直构造、水平分布和冻结发展趋势,又可分为下列几种类型:(1)按垂直构造分:(a)衔接的多年冻土:冻土层中没有不冻结的活动层,冻层上限与受季节性气候影响的季节性冻结层下限相衔接。
(b)不衔接的多年冻土:冻层上限与季节性冻结层下限不衔接,中间有一层不冻结层。
(2)按水平分布分:(a)整体多年冻土:在较大的地区内呈整体分布。
(b)断续多年冻土:在冻土层中有岛状的不冻层分布。
(c)岛状多年冻土:呈岛状分布在不冻土区域内。
(3)按冻结发展趋势分:(a)发展型冻土:由于地质、气候等因素的影响,多年冻土的厚度和分布范围仍在继续发展。
(b)退化型冻土:由于上述因素的影响,多年冻土的厚度和分布范围在退化减小。
退化的规律是:先地势高处后低处,先阳坡后阴坡,先粗粒土后细粒土。
(二)按冻结状态分1.坚硬冻土:土中未冻水含量很少,土粒为冰牢固胶结,土的强度高、压缩性小,在荷载作用下,表现脆性破坏,与岩石相似,当土的温度低于下列数值时,易呈坚硬冻土,粉砂-0.30C,粉土-0.60C,粉质粘土-1.00C,粘土-1.50C。
2.塑性冻土:虽被冰胶结但仍含有多量未冻结的水,具有塑性,在荷载作用下可以压缩,土的强度不高。
当土的温度在零度以下至坚硬冻土温度的土限之间、饱和度Sr≤80%时,常呈塑性冻土。
3.松散冻土:由于土的含水量较小,土粒未被冰所胶结,仍呈冻前的松散状态,其力学性质与未冻土无多大差别。
砂土和碎石土常呈松散冻土。
二、冻土的物理力学及热学性质(一) 冻土的物理力学1.冻土的总含水量:是指冻土中所有冰和未冻水的总质量与冻土骨架质量之比。
即天然温度的冻土试样,在100~1050C下烘至恒重时,失去的水的质量与干土的质量之比。
2.冻土的重度:在冻结状态下,保持天然含水量及结构的土单位体积的重量,称为冻土的重度。
3.含冰量:衡量冻土中含冰量多少的指标,有质量含冰量,体积含冰量和相对含冰量。
4.未冻水含量:是指冻土中未冻水的质量与干土的质量之比。
对于一定的土,其未冻水含量仅取决于温度条件,而与土的含水量无关。
(二)冻土的力学性质1.冻土的融化压缩:冻土融化过程中在无外荷作用的情况下,所产生的沉降称为融化下沉(简称融陷)。
用相对融陷量—融沉系数(亦称融化系数)A4表示。
冻土融化后,在外荷作用下所产生的压缩变形称为融化压缩。
用单位荷载下的相对变形量——融化压缩系数a o表示。
2.冻胀量:土的冻胀是土冻结过程中土体积增大的现象。
土的冻胀性以冻胀率η(冻胀变形量与冻结深度之比,以百分数表示)来衡量。
3.法向和切向冻胀力:地基土冻结时,随着土体的冻胀,作用于基础底面向上的抬起力,称为基础底面的法向冻胀力,简称法向冻胀力。
平行向上作用于基础侧表面的抬起力,称为基础侧面的切向冻胀力,简称切向冻胀力。
4.冻结力:冻土与基础表面通过冰晶胶结在一起,这种胶结力称为基础与冻土间的冻结强度,简称冻结力。
在实际使用和量测中通常以这种胶结的抗剪强度来衡量。
5.冻土的抗剪强度:是指冻土在外力作用下,抵抗剪切滑动的极限强度。
而冻土的抗剪强度不仅与外压力有关,而且与土温及荷载作用历时有密切关系。
(三)冻土的热学性质1.比热:冻土的比热是1g土温度改变10C所需要的热量。
2.导热系数:是表示土体导热能力的指标。
当土层两表面温差为10C时,在单位时间内通过一单位面积,一单位厚度土层的热量,即为该土层的导热系数。
单位为W/m·K(瓦/米·开)或W/m. 0C (瓦/米. 0C)3.导温系数:表示土中某一点在相邻点温度变化的作用下改变自身温度的能力。
在数值上等于岩土导热系数(λ)与容积热容量(c.γd)的比值。
三、冻土的工程性质及地基评价(一)季节性冻土的工程性质及地基评价1.工程性质,冻土作为建筑物地基,在冻结状态时,具有较高的强度和较低的压缩性或不具压缩性。
但冻土融化后则承载力大为降低,压缩性急剧增高,使地基产生融陷;相反,在冻结过程中又产生冻胀,对地基均为不利。
冻土的冻胀和融陷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,土的冻胀和融陷性愈小;反之则愈大。
2.冻土按冻胀性分类:季节性冻土的冻胀性按不同土质、冻前天然含水量、冻结期间地下水位距冻结面的最小距离以及平均冻胀率来划分冻胀类别,如表2-4-1所示。
季节性冻土的冻胀性分类表2-4-1注: 1 w p---塑限含水量(%);w---在冻土层内冻前天然含水量的平均值;2 盐渍化冻土不在表列;3 塑性指数大于22时,冻胀性降低一级;4 粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时,为不冻胀土;5 碎云类土当充填物大于全部质量的40%时,其冻胀性按充填物土的类别判断;6 碎石土、砾砂、粗砂、中砂(粒径小于0.075mm颗粒含量不大于15%)、细砂(粒径小于0.075mm颗粒含量不大于10%)均按不冻胀考虑。
(二)多年冻土的工程性质和地基评价1.按融沉性分级和评价:多年冻土根据融化下沉系数δ0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,现列表2-4-2如下:多年冰冻土融沉性分级表2-4-2注: 1 总含水量w0包括冰和未冻冰;2 本表不包括盐渍化冻土、冻结泥炭化土、腐殖土、高塑性粘土。
表中:不融沉土(Ⅰ类土)为除基岩之外的最好的地基土。
一般建筑物可不考虑冻融问题。
弱融沉土(Ⅱ类土)为多年冻土较良好的地基土。
融化下沉量不大,一般当基底最大融深控制在3.0m 之内时,建筑物均未遭受明显破坏。
融沉土(Ⅲ类土),作为建筑物地基时,一般基底融深不得大于1.0m 。
因这类土不但有较大的融沉量和压缩量,而且,冬天回冻时,应采取专门措施,如深基、保温、防止基底融化等。
强融沉土(Ⅳ类土),往往会造成建筑物的破坏。
因此,原则上不允许地基土发生融化,宜采用保持冻土的原则设计或采用桩基等。
融陷土(Ⅴ类土),因含有大量的冰,所以不但不容许基底融化,还应考虑它的长期流变作用,需进行专门处理,如采用砂垫层等。
2.场地的选择:对于重要的一、二级建筑物的场地,应尽量避开饱冰冻土、含土冰层地段和冰椎、冰丘、热融湖(塘)、厚层地下冰、融区与多年冻土区之间的过渡带。
宜选择下列地段:(1)坚硬岩层、少冰冻土及多冰冻土的地段; (2)地下水位或冻土层上水位低的地段; (3)地形平缓的高地。
3.地基承载力的确定: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。
四、冻土地基的设计与防冻害措施(一)季节性冻土地区地基设计与防冻害措施 1.设计原则基础埋深的确定:对于不冻胀的基础埋深,可不考虑冻深的影响;对于弱冻胀、冻胀和强冻胀土的基础最小埋深,可按下式确定:max min h z d d -= (2-4-1)式中:d min ——基础最小埋深;h max ----基础底面下允许残留冻土层的最大厚度,按表2-4-3确定。
Z d ----设计冻深,按下式计算。
ze zw zs d z z ψψψ⋅⋅⋅=0 (2-4-2)式中:Z 0——标准冻深。
系采用在地表平坦、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。
当无实测资料时,按《建筑地基基础设计规范》附录F 采用;Ψzs ——土的类别对冻深的影响系数,按表2-4-4采用; Ψzw ——土的冻胀性对冻深的影响系数,按表2-4-5采用; Ψze ——环境对冻深的影响系数,按表2-4-6采用;建筑基底下允许残留冻土层厚度h max (m)表2-4-3注: 1 本表只计算法向冻胀力,如果基侧存在切向冻胀力,应采取防切向力措施。
2本表不适用于宽度小于0.6m的基础,矩形基础可取短边尺寸按方形基础计算。
3表中数据不适用于淤泥、淤泥质土和欠固结土。
4表中基底平均压力数值为永久荷载标准值乘以0.9,可以内插。
土的类别对冻深的影响系数Ψzs表2-4-4土的冻胀性对冻深的影响系数Ψzw表2-4-5环境对冻深的影响系数Ψze表2-4-6当冻深范围内地基由不同冻胀性土层组成时,基础最小埋深可按下层土确定,但不宜浅于下层土的顶面。
2.防冻害措施:在冻胀、强冻胀、特强冻胀地基上,应采用下列防冻害措施:(1) 对在地下水位以上的基础,基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂,其厚度不应小于l0cm。
对在地下水位以下的基础,可采用桩基础、自锚式基础(冻土层下有扩大板或扩底短桩)或采取其他有效措施。
(2) 宜选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。
对低洼场地,宜在建筑四周向外一倍冻深距离范围内,使室外地坪至少高出自然地面300~500mm。
(3) 防止雨水、地表水、生产废水、生活污水浸入建筑地基,应设置排水设施。
在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟,以排走地表水和潜水流。
(4) 在强冻胀性和特强冻胀性地基上,其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁,并控制上部建筑的长高比,增强房屋的整体刚度。
(5) 当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时,应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙,以防止因土的冻胀将梁或承台拱裂。