多年冻土地区建筑设计浅析
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浅谈多年冻土区路基结构设计摘要:本文通过考察青海省青藏高原地区多年冻土的实际情况,根据共和至玉树公路的工程实例对该项目多年冻土路基结构方案设计进行认真研究,针对不同冻土类型及路基状况而采用相应的路基结构型式,以确保路基质量稳定、结构可靠,并为以后类似状况冻土路基设计提供重要参考依据。
关键词:多年冻土;公路路基;设计原则;结构方案一、概述多年冻土在世界上分布很广,约占地球陆地面积的25%。
我国的多年冻土多分布在北纬48°以北的黑龙江省北部地区以及西部海拔4300m~4500m以上的高原区,总面积约为215×104 平方公里。
共和至玉树公路是青海省规划的“三纵、四横、十连线”高速公路网中的南北二纵线的重要组成部分,全长637公里。
其中玛多至清水河段属青藏高原多年冻土区,处于青藏高原多年冻土带边缘。
根据2011年的勘察资料,玛多至清水河多年冻土共109公里,其中少冰、多冰多年冻土段约67公里,富冰、饱冰多年冻土段约37公里,含土冰层多年冻土段约5公里。
二、冻土地区路基设计原则多年冻上地段路基应采用“宁填勿挖,保护冻土,控制融化速率及综合治理”的原则,尽量以填方路基为主,采用保护冻土、主动降温和允许冻土融化的设计原则。
根据科研成果以及本项目的勘察资料,公路沿线冻土年平均地温基本在-2.5℃以上,属于高温冻土,具有地温高、退化速率较快的特点,是典型的高温不稳定型与极不稳定型多年冻土。
控制融化原则主要是使在路面设计使用年限内,路基下伏多年冻土的人为上限下降导致冻土路基产生的融沉变形在设计容许变形范围以内的原则。
采取的调控措施可分为被动保护与主动冷却路基两种。
三、共玉公路多年冻土路基结构方案类型简介(一)片块石路基片块石路基结构是利用空气的流动来改变路基传热方式的一种通风路基,空气可在片块石层内流动,冬季以通风作用为主的强迫对流效应和较弱的片块石层侧向空气自由对流的复合过程是片块石冷却路基的作用原理。
浅析建筑物基础的冻胀及防冻技术措施我国幅源广大,土地辽阔,东北、西北等地广泛分布季节性冻土,青藏高原分布多年冻土。
我省黑龙江地处祖国东北部,在这块寒冷的地区,经常遇到土体冻胀,建筑物寿命受到严重的威胁及冻害影响。
1.冻土的概念及特性凡含有水的岩石及土体,均含有一定的水份,在地基基础设计规范GBJ7-89用(W)来表示天然的含水量。
冬季当温度降低到其冻结温度时,土中的孔隙水结成冰,伴随冰体的产生,固结了土体中微细的颗粒。
各种土体中冰的离析作用,将伴随着一系列非常复杂的物理及化学变化。
以及达到受力的改变。
水分增减,孔隙深液浓度的增大和土体不均匀变形,引起应力产生应变,这是符合材料力学的虎克定律。
这就是冻土产生的根本原因。
不同的土粒比重它的孔隙比是有区别的。
粘土的透水性能较差,吸水率较高,它的冻胀力也越大。
2.土冻胀过程哈市地区按规范(GBJ7-89)规定,季节性冻土标准冻深为2.0M。
冬季期间,潮湿的土体受冻后固结,产生向上的法向应力产生冻胀。
春融季节,冻土吸收外部的热量,出现融化,引起土体沉陷。
周而复始引起土体冻胀――沉陷。
尽管季节性冻土区或者长年冻土区地质条件不一,但这种过程同样存在。
他们的性质有相似的一面也有差别的一面。
对于象哈市地区这种冻土曲线特点应是自上而下单向冻结,冻结过程比较缓慢,往往需要四-六个月的时间,即十月末直至第二年的四月份左右,哈市也把此段视为冬季施工阶段。
最大冻结期间多在一至二月份。
当春暖花开冻土层处于上下双向融化(地热作用)融化速度较迅速,仅一、二个月的时间。
3.冻土地区建筑物的破坏特征3.1桩、柱下独立钢筋砼基础寒冷地区桩,柱下独立钢砼的基础,冻害相当普遍严重。
某地区的桩埋入土中长度为6M,每年冻拨约50MM左右,据多年统计,现已拨出1000MM左右。
国家标准(GB50204-92)规定:如平均气温低于50时,不得浇水养护,在冬季施工期中,环境气温较低,这种情况下使用薄膜养生液、防水纸或塑料薄膜等封闭材料来封闭混凝土中的多余拌合水,以实现混凝土的自然养护。
多年冻土地区的公路路基设计探讨【摘要】公路工程在我国的交通工程中扮演着重要的角色,其建设里程也日渐增多,贯通了我国的东部和西部,但是西部地区地质条件复杂,部分地质属于常年冻土地区,这在一定程度上影响了路基的稳定性以及使用寿命,导致公路病害增多,不利于交通和地区发展。
基于此,本文首先对多年冻土进行了概述,其次分析了多年冻土地区影响下的公路路基设计方法,希望能够为今后的公路工程路基设计提供参考。
【关键词】冻土;公路路基;设计引言由于地区分布的不同,多年冻土地区主要存在于东北和西北地区,这给经济开发和北部经济振兴带来了巨大的困难,随着公路建设里程的增加,多年冻土区域也在逐渐增多,这对未来经济发展是不小的挑战,对公路路基施工建设来说也是举步维艰。
希望通过本文的介绍,能够进一步加深人们对多年冻土地区公路路基设计的认识,从而更好地推动东北以及西北地区的公路经济发展。
1.多年冻土概述1.1多年冻土的分布多年冻土一直处于自然状态。
三年多后,土壤现在我们的工作中很普遍。
地板结构也被称为夏季设计中季节性冰冻土壤的季节。
通过提前预测工作点,可以保证项目构建要求。
多年冻土是一种非常特殊的土壤结构,因为它是一种破坏一种冰的土壤。
因此,在许多情况下,工作具有广泛的分布。
由于西北地区,我的国家和其他地区的一部分有接纳和管理领域,因此在这个地方的设计工作中存在特定的困难,由此造成的公路施工难度非常大。
1.1多年冻土的分布在当今的高速公路技术中,温度通常小于0度,土壤层包含用于冰或冰结构的特定土壤。
它也被称为胶结性土层,也就是所谓的冻土。
当前工程项目的一般冷冻土壤是一种土壤结构,主要具有共同的土壤性质和特定的特殊性质。
该土层施工有一些阶段,复杂的结构和优势难以理解。
同时,有必要针对日常施工中存在多年冻土施工进行体系进行相应的完善和总结,避免冻土地区进一步侵蚀我国的国土面积。
1.2多年冻土类型在当前公路工程施工与设计中,多年冻土的处理需要我们从工程实际中进行分析和总结,以便我们可以形成多年的细分控制过程。
多年冻土地区路基的设计探究多年冻土给我国当代工程建设带来了较大的影响,路基作为工程建设的基础工程,其质量问题直接关系到工程建设的质量。
在我国多年冻土地区,其路基设计显得更为重要。
文章对我国多年冻土地区路基设计进行了相关的探究。
标签:多年冻土;路基;设计引言我国冻土地区分不广泛,多年冻土地区路基施工的关键技术对我国当代工程建设质量有着这重大影响。
在我国多年冻土地区主要分布在大小兴安岭、青藏高原、喜马拉雅山以及东部某些山地。
而我国全面建设小康社会当中,大力修建公路来加强东西区域间的联系。
而这些地区的冻土对我国当代公路工程建设影响是非常大的,路基作为工程建设的基础工程,是受冻土直接影响最大的一项工程。
为了保障我国当代工程建设质量,就必须对这些多年冻土地区的路基进行合理设计。
1 我国多年冻土概述多年冻土是指持续多年冻结的土石层,可分为上下两层,上层每年夏季融化,冬季冻结,称活动层,又称冰融层;下层常年处在冻结状态,称永冻层或多年冻层。
在我国,多年冻土地区主要分布集中在青藏高原、喜马拉雅山、大小兴安岭等地区,我国多年冻土地区面积占到我国总面积的百分之二十。
在这些冻土地区,地基土的冻结给地基工程的整体建设造成了很大的影响。
中、低纬高山和高原地区的冻土层,主要受海拔高度的控制。
一般来讲,海拔越高,冻土层越厚,低温也越低,永冻层顶的埋藏深度越小。
土层的冻融变化是土木工程建设中必须考虑的重要因素,处置不当将带来严重后果。
2 多年冻土给路基造成的危害2.1 路基冻胀在我国多年冻土地区,海拔较高,气温较低,在季节融冻层中,当土层中的水分达到了一定限值时,受温度的影响,土层中的水分就会冻结,水分冻结就会成为固体,长期以来,冻土地区的路基就会出现冻胀现象,给道路安全造成一定的隐患。
2.2 路基沉降路基基底土层分布着土冰层,这些土冰层是常年受低温影响,土层水分被凝固,但是我国当前路面每天所承受的荷载是连续不断的,时常还会出现负载,当路面受到的负荷超过路面的最大限值时,就会出现路基下降,土层之间的间隙就会缩小,同时冰土层就会加速融化,路基基底融化就会产生路基下沉,如果修筑路基工程不注重排水工作,就会造成积水,水越积越多就会产生热效应,使得冻土地区的地下冰加速融化,从而导致融沉。
基于多年冻土处理技术的道路工程设计方案一、引言多年冻土是极地和高海拔地区独特的土壤类型,它在极端自然环境下形成了一层厚厚的冻土带,并在大气变暖的背景下受到破坏。
多年冻土区域的道路工程设计方案应该充分考虑冻融交替和土壤变形等问题,并采用相应的技术措施加以解决。
二、多年冻土的特征多年冻土是具有一定厚度的地下冻结层,根据冻结程度可以分为完全冻结和部分冻结。
在多年冻土区域,道路工程设计要考虑以下几个问题。
1. 冻融交替多年冻土区域的温度季节性变化十分显著,夏季温度高达16℃,而冬季温度可以低于-40℃。
这种严重的温度差异会使得多年冻土层出现冻融交替,从而导致地面沉降、裂缝和变形等问题。
2. 土壤变形当多年冻土遭遇温度波动和机械压力等刺激,其冻结程度和物理性质会发生变化。
此时,土壤中含水量的变化会导致土体体积的变化,从而引起土层的变形和开裂等问题。
三、多年冻土处理技术多年冻土区域的道路工程设计方案需要综合考虑地形、气候和土壤等多种因素,应采取以下技术措施加以处理。
1. 热熔法热熔法是针对多年冻土区域大块土层而设计的一种加强路基的土工方法。
该方法利用熔化冰层的方式加强路基,从而提高其荷载承载能力。
2. 钢筋网加固法钢筋网加固法是一种机械加固方法,它利用钢筋网作为加强体,加固道路工程中易受到冻融交替和土壤变形等因素影响的部位,增加道路的承受能力。
3. 地下保温法地下保温法是一种保温隔热防冻的技术方法。
它通过在路基下面嵌埋一层保温材料,形成一层热隔绝层,从而确保多年冻土区域道路维持正常运行。
四、多年冻土区域道路工程设计方案针对多年冻土区域的道路工程设计,应该从以下几个方面入手。
1. 选址在多年冻土区域选址时,应考虑道路的通行性、地形和空气干燥度等因素。
避免选在不便通行或气温潮湿的地区。
2. 路基设计路基设计应该采用加强土工技术,如借助钢筋网加固工程等,以保证其承受能力。
3. 道路表面设计在多年冻土区域,道路表面设计应该考虑到路面防滑和水流排放等问题。
多年冻土区桥梁冻土地基设计原则分析对于多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的分析研究,其主要目的在于了解当前多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的发展现状,以及设计原则的确定,为日后提高冻土地基设计原则,在多年冻土区桥梁冻土地基中的应用水平提供宝贵的建议。
随着社会经济文化的不断进步,科学技术得到迅猛发展,国家逐渐加强对各省市的城市化建设。
文章主要对多年冻土区桥梁冻土地基的特点进行概括,同时对桥梁冻土地基与其他建筑物基础的区别进行分析,最后着重对多年冻土区桥梁冻土地基设计原则进行深入研究。
标签:桥梁冻土地基;多年冻土区;设计原则前言随着科学技术的不断更新与发展,国家逐渐加大对各省市的建设力度,处于西北方的高原地区也开始加大对公路、桥梁的建设。
但由于高原地区处于多年冻土状态,在公路以及桥梁建设过程中,冻土地基的地质条件存在较强的复杂性,对其相应的冻土地基工程地质条件不够十分了解,对相应地基的评估和数据测量尚有一定的难度。
基于上述桥梁冻土地基的建设现状,根据高原地区实际情况,对多年冻土区桥梁冻土地基的设计原则进行确定和选择十分重要,因此文章对于多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的分析研究具有重要现实意义。
1 多年冻土区桥梁冻土地基的特点1.1 始终保持冻结状态始终保持冻结状态是多年冻土区桥梁冻土地基的主要特点。
通常情况下,我国在多年冻土区桥梁冻土地基建筑物设计过程中,普遍会在地基设计时保持土地冻结的状态,主要是由于多年冻土地区的建筑,只有始终保持地基为冻结状态,才能够充分发挥其自身的作用。
多年冻土区桥梁冻土地基始终保持冻结状态的特点,能够在施工和运营过程中,保持地基的底部始终保持冻结状态,此种特点能够使其运用于多年冻土区地基冻层相对较厚、多年冻土地区平均土地温度相对较低的地带,由此能够保持多年冻土地基在施工过程中保持相应稳定的状态,利于桥梁冻土地基的施工[1]。
1.2 施工之前需要融化施工之前需要融化是多年冻土区桥梁冻土地基的重要特点。
多年冻土地区路基施工技术浅析摘要:首先分析多年冻土的冰害特点以及冰害的种类,并从路基施工角度,对多年冻土病害的处理方法进行简要介绍,并着重强调多年冻土地区路基施工的注意事项。
本文介绍了多年冻土的概念以及对公路路基的影响,分析并阐述了多年冻土地区修筑路堤和路堑的施工技术和注意事项。
关键词:多年冻土;路基;路堤施工;路堑施工0.概述冻土是指温度为负温度或零温度并含有冰晶的一类土体。
多年冻土按含冰量分类,可以分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层五类。
多年冻土的工程力学极不稳定,容易受到水体、土体温度的影响,在此类地区进行路基施工,要特别加以注意,并采取一定的技术手段,以保证路基的稳定和公路的施工质量。
多年冻土对土的物理、力学、水文地质、工程地质等性质有很大影响,在这一地区修路,尤其是修筑高级公路,一定要采取特殊办法与措施来对付这种影响。
否则,由于开挖路基使含有大量冰的多年冻土融解,会造成边坡坍塌、路基沉陷、路面翻浆等。
或因路基底冰丘、冰椎使路基膨胀,导致路基、路面开裂与变形;当冰丘、冰椎融解后,路基发生不均匀沉陷,造成公路路面更严重的破损。
1.路堤施工技术多年冻土地区路堤施工要考虑到多年冻土地区的特殊性、复杂性,应根据冻土环境和现场冻土地质情况进行相关结构设计、相关调控地温的工程措施设计以及处理不良冻土地质现象的措施设计。
由于现阶段成熟的相关施工技术规范还没有跟上,所以多年冻土区公路在设计阶段还应同时给出相应的关键施工技术要求,以保证冻土路基设计在特定的施工条件下达到预期的效果。
1.1关于路基设计高度的起算点当路基设计高度经计算确定后,路基设计高度的起算点也是一个很重要的设计参数。
由于地形条件不同,其起算点若选择不合适,同样可能引起路基失去其稳定性。
因此,路基设计高度的起算点应以设计最安全为目标,也就是以地表至路基设计高度的最小距离的位置为路基设计高度的起算点。
即路基通过地形平缓地表时,路基设计高度以路中心为起算点;路基通过地形横坡较大时,则应以地形较高一侧路面边缘所对应的地面点为起算点1.2填料的选择与路基借土多年冻土区筑路应尽量减少对冻土环境的破坏,应合理设计路基取土坑,不得在路基两侧随意取土。
论多年冻土区的路基结构设计原则及其应用摘要:作为一种冰胶结性土体,多年冻土具有极其特殊的性质,是一个多相、结构复杂、难以把握的土质体系,但由于其广泛分布于我国西北、东北等区域的大面积范围内,对该地段的路基设计又是不可避免的。
本文分析了多年冻土对路基工程质量的影响及其原因,并针对这些问题,提出了多年冻土区路基结构设计的原则与方法,以期针对不同类型的冻土对路基的不同影响而采取相应对策,有效提高路基质量。
关键词:多年冻土区,路基设计,病害Abstract: as a kind of cemented soil mass of ice, permafrost have very special properties, is a heterogeneous, complicated structure, and the soil is hard to control system, but because of its widely distributed in northwest China, northeast China and other regions within the scope of the large area, the section of roadbed design is inevitable. This paper analyzes the permafrost to the influence on the quality of the subgrade engineering and its reason, and in the light of these problems, and put forward the embankment structure design of the warm permafrost regions principle and method to the frozen soil of different types of different effects of the roadbed and adopt corresponding countermeasures, effectively improve the quality of roadbed.Keywords: warm permafrost regions, roadbed design, diseases1 多年冻土区的分布特征及类型工程上将温度≤0℃的,含有冰的各种土壤与岩土称为冻土,作为一种冰胶结性土体,冻土既有一般土壤的共性,又具有极其特殊的性质,是一个多相、结构复杂、难以把握的土质体系。
冻土地区建筑结构设计思路冻土地区是指地表冻结层(Permafrost)广泛分布的地区,包括我国西部的青藏高原、东北地区以及北极地区等。
由于冻土层的特殊性质,冻土地区的建筑结构设计需要考虑一系列的因素,包括冻融循环、冻胀收缩、热量传导等。
本文将探讨在冻土地区建筑结构设计中的一些关键思路。
首先,冻土地区建筑结构设计的首要任务是保证建筑物的稳定性。
冻土地区的冻融循环是建筑物稳定性的主要威胁之一。
在寒冷的冬季,冻土层会因低温而变硬,支撑着建筑物;而在温暖的夏季,冻土层会融化,导致地基不稳定。
为了应对这一问题,我们可以采取一些措施,如在地基中加入隔热材料,减少热量传导,降低冻土层融化的速度;同时,合理选择建筑材料,以减少瑞冰、融泥以及冻胀带来的影响。
其次,在冻土地区建筑结构设计中,还需要考虑冻胀收缩的影响。
当冻土层融化时,土壤会膨胀,导致地基不稳定。
为了解决这一问题,我们可以采取多种措施。
例如,通过采用沉桩作为地基,将建筑物的重量传递到更深的冻土层,减少地表冻结层受热的程度,从而减少冻胀的影响。
此外,还可以在地基中预留一定的膨胀空间,使地基能够适应冻土层的膨胀和收缩,从而保持建筑物的稳定。
另外,在冻土地区建筑结构设计中,隔热是一个非常重要的考虑因素。
冻土层的融化速度与温度有关,而建筑物内部的温度会通过结构体传导到冻土层,导致其融化。
因此,我们需要采用隔热措施来减少热量传导。
一种常见的方法是在建筑物外墙采用保温材料,如聚苯板、岩棉板等,以减少建筑物内外的热量交换。
此外,还可以在建筑物顶部设置隔热层,减少顶部的热量传导,进一步降低冻土层的融化速度。
最后,在冻土地区建筑结构设计中,还需要考虑建筑物的排水和通风系统。
由于冻土地区的地表冻结层会阻碍土壤中的水分渗透,导致水分聚集在地表,容易引发涝灾。
因此,建筑物必须具备良好的排水系统,包括排水沟和雨水收集系统等,以确保建筑物周围的水分能够顺利排除。
同时,建筑物还需要有良好的通风系统,以保持室内空气的新鲜和湿度的适宜,避免在冬季出现空气污染和结露等问题。