《。3.2 土的冻】胀和多年冻》土融沉性分级
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3—.2.2 关于土!的冻胀性分级问题】我国多年来进行【了大量?实测和理论研—。究工作本规范经分】。析研:究采用现行行业标准!。冻,土地区建筑地基基础!设计规范J》GJ 118中的】地基土冻胀性分级】
】 , 研究表明地基土冻!胀除与气温条件【。有关外主要与土的】类别、冻《前,。含水:率和地下水位有关】粗颗粒土中》。当粉、黏《土颗粒增《。多,。。。时土的冻胀》。性显著增大土中【。含水率超《过起:始冻胀含水率时在没!有地下水补给的情况!下土层仍有水分【迁移现象存在含水】率发生重分布—并产生冻胀》细颗粒土中》小,于0.005mm粒!径的颗?。粒含量?大于60%时—。为不冻胀《土其塑性指》数大于?22时冻《胀,性降:。低一级本规范表3】.2.1中》。的“不冻胀”的划分!标准为平均冻胀率】η<1%说》明此条件下仍具【有微弱?的冻胀量高速铁路】等工程因《对地基变形具有高】度敏:感性的建筑物此【分类就不适用应进行!专门研究《再细划分《
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》 ?。影响地基土冻胀的地!下水深度《。主要是有关各类土毛!细水高度的临界深】度;黏土《。、粉质黏土为—。1.2m~2.【0m:粉土为1.0m~】1.:5m:砂,土为0.《50m当地下水【位低于临界深度时可!不考虑地下水对【。冻胀的影响仅考【虑土中含水率的影】响,属封闭系统情况当】地下:水,位高于临界深度时】。可按开敞系统考虑即!考,。虑土中含水率和地】下水补给的影响如】多年:冻,土活动层《黏性土冻《。。胀问题可《按封闭系《统,处理:即,在,。没有地下水补给的条!件下土中含》水率和冻胀率间的】。关系为
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?表1 不同盐渍】度冻土?强度:。指标:的降:低
【
【 注3m—。~5m深处桩—端
表2! 不同泥炭—化程度冻《。。土,强度指标的降低【
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— 注3m~5m深】处桩端?
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》
》。 式中η冻胀率【(,%,);
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! 《ρd土的干密度【。取1.5《g/cm3;
!。
,
: ? ? ρw水【的密度?取1.0g》/cm?3;
《
— w!总含水率(%);
!
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,。
! wp《塑限含水《率(%)
【
— 但是当季》节冻:土的冻胀《性问题按开》敞系统考虑》时即在?有地下水补给情况】下冻胀性将会提【高如表3《.2.1中当w大于!wp+1《5时为特强冻—。胀,
》
近十【几年内?各有关单位》对季节冻土》层地:。下,水补给高度》。的研:究做:了很多工作见表3、!。表4、表5和表6】
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:表3 土》中毛细管水上—升高度?与冻深、《冻胀的比较
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资料来源王【希尧.不同地下【水埋深和《不同土壤条》件下冻结和冻胀【试验研究[J].冰!川冻土.1》98:02(?3)40-45.
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表4》 :无冻胀层距》离潜水位的高度
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》 资料来源》王希尧?.浅潜水对冻—胀及其层《次分布?的影响?[J]?.冰川冻土.1【9824(2)55!-61.
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表5 地—下水位对冻胀影响程!度
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— 资料来源—童长江.切向—。冻胀力的设计—[R].中国科【。学研究院冰川—冻土研?究所:。.大庆油田设计院】.1986.
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表6 冻【胀分类地《下水界线值》
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—。资料来源戴惠民【王,兴,隆.:季冻区?公路桥?涵,地基土冻胀与基【础埋深的研究[R】].黑龙江省交通科!学研究所.198】9.
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: 根据》上述研究成果以及】专题:研究“黏性土地基冻!胀,性判别的可靠性”】将季节冻土的冻胀】性分:类,表中冻结期间—地下水位距冻—结面的最小》距,离hw作了部—分调整?其中粉?。砂由1.《5m:改为1.0m;粉】土由2.0m改为1!.5m;黏》性土中当w》大于wp+9后【而改:成大于w《p+15为特强冻胀!土;
! 本次》修订对?表,3.2.1》做了适当《。修,改
》
: (1)将“!冻,结期间地下水位距】冻结:面的最小距》。离”一栏《修改为“冻前—地下水位距设计冻】深的:最小距离《”
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《 “冻结期间】地下水位《。距冻结面的》最小距?。离”的?要求给实《际勘察带来很—大困难一方面什【么时期地下水位距】离冻结面最近难以预!测另一方面该指【标的勘察确定与冻】前含水率的》勘,。。察也必然存》在季节上的不一【。致,造成勘?察困难因《此建议将该指—标修改?为“冻前地》。。下水位距《设,计冻深的《最小距离”》。表中对应《的取值保持不变【设计冻深《应该视为冻结期间】的最大冻深如—。果,冻前地下水位距离】设计:冻深的?距离大于表中取值且!在冻结?期间地下水位不上】升,则满足修订后的“冻!前地下水位》距设计冻深的最【小,距离”也一定满足修!订前的“冻结期【间地下?水位距冻结面的【最,小距离”
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(!2)对于表中第一种!土类“碎(》卵)石?砾砂、?粗砂:、中砂(这些—粗砾类土《中粒径小《于0.075—mm的?颗粒含量均不大于】15%)细砂—(粒:径小于0《.075《mm的颗粒》含量:不大于10%)”】原规范中对地下水位!不做考虑《本次修?订讨论中设》计单位?。提出当此类》土下部存在隔—水层且地下水位很高!使得该土层》呈饱和含水状态【时会出现较强—的冻胀中科院寒【旱所的一些》路基填土(碎石土】、卵石土)在饱和含!水条件下的封—闭冻胀实验》也出现过产生一定】程度冻胀《。的现象此种冻胀【主要源于水》相变为冰的体积膨】胀,粗砾类土的冻胀性】不,仅取决于土中的粉】黏颗粒的含》量还决定于冻结【过程土中《水,分,能否排除因此在该】类,土,中又针对含水—状况、隔《水层:等划:分为两种情况处理】
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(—3)对于冻胀变形】敏感的工程(—。如高速铁路)—应考:虑土层平均冻胀率】η≤1?时产生的微冻胀【对工程的影响特殊情!况根据需要做专【门研究
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冻结深】度与:冻层厚度两个概念容!易混淆对《不冻胀土《二者相同但》对冻胀土尤其强冻胀!以上的土二者相【差,颇大:冻,层厚度的自然—地面是随冻》胀率的加大而逐渐】上抬的设《计基础埋深时所【需的冻?深值:是自冻?前原自然地》面算起的它》等于冻层《。厚度减去冻胀量【特此:。强,调提出引起注意
】。
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3.2.2! 关于《多年冻土《的融:。沉性分级问题我国的!生,产,教学和科研部门做了!大量工作取得—了可喜?。的成果?如198《4年前将多年—。冻土的融《沉性主要以土的类】别、总含水率和融】化,后的潮湿程度为依据!划分为不《融沉、弱融沉—、,融沉:、强融?沉,四级:但,是随着?生产发?展,和科学研究工作【的深入已经证明多年!冻土:的融沉性应以—融,沉系数?为指标进行分级的】做法是正《确的因为这》在,一定:程度上反映了—冻土:的构造和《力,学特性(见表—。7):并与设计原则—有密切?。联系为此本规范采】用了:现行行业《标准冻土地区建筑】地基:基础设计规范JGJ! 118中多—年冻土的融沉性【分级(见本规范表3!.2.2)本规范此!次修订之后与—现行国?家标:准岩土?工程勘?察,。规范GB 500】2,1多年冻土融沉性分!级取得?一致
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表7 冻土】的融:沉性与冻土强度及构!造的对应关系
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: 资料》来源:吴紫汪.冻土工程分!类[J].冰川【。。冻土19824(】4)43-48【.
【 当Ⅲ、Ⅳ】、Ⅴ级融沉土的融】沉量超?过建:筑的容许变形值【时对建筑物》而言:则必须采取相—应的:。。设计原则、适当【的基础型《。式以及?能适应不《均匀沉?降的柔性结构—等特:殊措施?;对:线型建筑物而言除】采用保?持,冻结状态《的设:计原则外还必须【。保证有一个合理的路!基最小?填,土高度注意》环境保护以》及路基排《水,。等措施是至关重要】的经多年研究和【本规范的专题—。研究“大兴安—岭北部多年》冻土地区路基沉【陷问题的研究”工作!表明高含冰冻土【即包括富《。冰冻:土、饱冰冻》土和:含土冰层地段—的路基?沉陷当工程》影响下的《季节融化《。深度大于多》年冻:土天然上限时其【融沉特点《是
】 , (1)沉—陷值较大(莫尔道噶!-激流河公路测试】路段达0.》2,。9m~0.51m】)有时?产生突陷沉陷—量可达1m~—。2m:
【 (2)—不,均匀沉?陷因为相《邻断面或同一横断面!上,的不同位《置其沉陷《量不同
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— (3)沉陷量【。过,程曲线无收敛趋势这!在,饱冰冻土《和含土冰层》的路基地段特别突出!
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《 由以上可知!第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ融【。沉,性土:。从冻结?至,融化状态时》。的变形?是建:筑设计、施工—和使用过程中都需】要认真对待的问题】为,此应注意采取以【下几点措施
】
? ? (1)加强—。选址:工,作;
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(2!。)根据冻土的—冻结与融化状态确定!。地基设计原则—;
】。 ?(3)提出地基【土融沉?变形不?超过:建筑物允许变—。。形值的?。相应措施或符—合设计?原则的其他正确【措施
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