《冻土工程地质勘察规范 GB50324-2014》

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中华人民共和国国家标准

冻土工程地质勘察规范

Code for engineering geological investigation of frozen ground

GB 50324-2014

主编部门:国家林业局
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年8月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第596号

住房城乡建设部关于发布国家标准《冻土工程地质勘察规范》的公告

    现批准《冻土工程地质勘察规范》为国家标准,编号为GB 50324-2014,自2015年8月1日起实施。其中,第4.1.11、8.4.6、8.4.8、8.4.9(1、2、3)、8.4.12、9.2.5、9.4.5(6)、10.4.5、10.4.8、10.5.5、13.4.4条(款)为强制性条文,必须严格执行。原国家标准《冻土工程地质勘察规范》GB 50324-2001同时废止。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年12月2日

前言

    本规范是根据住房城乡建设部《关于印发2012年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2012]5号)的要求,由内蒙古筑业工程勘察设计有限公司、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所会同有关单位在原国家标准《冻土工程地质勘察规范》GB 50324-2001的基础上修订完成的。
    本规范在修订过程中,编制组经广泛调查研究,认真总结工程建设经验,参考相关国际标准,与国内相关标准协调,并在广泛征求意见的基础上,最后经审查定稿。
    本规范共分13章和14个附录,主要技术内容包括:总则;术语和符号;冻土分类和冻胀、融沉性分级;冻土工程地质勘察基本要求;冻土工程地质调查与测绘;冻土工程地质勘探与取样;冻土试验与观测;建筑冻土工程地质勘察;铁路冻土工程地质勘察;公路冻土工程地质勘察;水利水电冻土工程地质勘察;管道冻土工程地质勘察;架空送电线路冻土工程地质勘察等。
    本规范本次修订的主要技术内容是:
    1.增加了季节冻土与季节融化层内粗颗粒土在饱和条件下的冻胀性分类;
    2.调整了冻土工程地质勘察工程重要性等级分类、场地复杂程度等级分类;
    3.增加了地基复杂程度等级分类和冻土工程地质勘察等级分类;
    4.增加了地温观测的要求;
    5.明确了冻土工程地质调查与测绘的要求;
    6.增加了冻土工程地质勘察地下水水位的测量与采取水样的要求;
    7.调整了勘探点间距及深度;
    8.将原铁路与公路冻土工程地质勘察分为两章;
    9.增加了铁路、公路工程地质选线内容;
    10.增加了铁路施工和运营阶段勘察内容;
    11.细化了水利水电工程地质测绘比例尺的要求;
    12.增加了储罐工程的勘察内容,细化了管道的勘察要求;
    13.调整了附录L冻土地温特征参数的计算方法;
    14.增加了“附录J冻土地温观测”、“附录N冻土地球物理勘探方法要点”和“附录P冻土室内单轴压缩试验要点”。
    本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
    本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由国家林业局负责日常管理工作,由内蒙古筑业工程勘察设计有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,如发现需要修改和补充之处,请将意见和建议寄送内蒙古筑业工程勘察设计有限公司(地址:内蒙古自治区牙克石市林城路73号,邮政编码:022150),以供今后修订时参考。
    本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
    主编单位:内蒙古筑业工程勘察设计有限公司
              中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
    参编单位:中铁西北科学研究院有限公司
              黑龙江省寒地建筑科学研究院
              哈尔滨工业大学
              铁道第三勘察设计院集团有限公司
              中交第一公路勘察设计研究院有限公司
              中水东北勘测设计研究有限责任公司
              大庆油田工程有限公司
              中国电力工程顾问集团东北电力设计院
              中铁第一勘察设计院集团有限公司
    主要起草人:信立晨 马巍 许再良 徐学燕 王吉良 丁靖康 章金钊 吴青柏 张建明 熊治文 杨广君 甄庆廷 刘录君 齐迪 杨风学 路勋 胡力学 韩龙武 韩华光 童长江 钱秀杰 于景宗 温瑞勇
    主要审查人:闫春丽 王宏伟 刘厚健 刘建坤 原喜忠 王公山 马平 李万有 郭书太 曲祥民 任宝东 吴云生 闫玫晶 姜龙

1 总 则


1.0.1 为在冻土地区工程地质勘察中贯彻国家有关技术经济政策,保证勘察质量,做到安全适用、技术先进、经济合理、保护环境,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于冻土地区建筑、铁路、公路、水利水电、管道和架空送电线路工程的冻土工程地质勘察。

1.0.3 冻土工程地质勘察,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。


.

2 术语和符号


2.1 术 语


2.1.1 冻土 frozen ground soil
    具有负温或零温度并含有冰的土(岩)。

2.1.2 季节冻土 seasonally frozen ground
    地壳表层寒季冻结,暖季又全部融化的土(岩)。

2.1.3 隔年冻土 pereletok
    寒季冻结,翌年暖季未融化的冻土。

2.1.4 多年冻土 permafrost
    冻结状态持续时间2年或2年以上的冻土。

2.1.5 多年冻土上限 permafrost table
    多年冻土层的顶面。

2.1.6 多年冻土下限 permafrost base
    多年冻土层的底面。

2.1.7 季节冻结层 seasonal freezing layer
    每年寒季冻结、暖季融化的地壳表层,其下卧层为融土层或不衔接多年冻土层。

2.1.8 季节融化层 seasonal thawing layer
    每年寒季冻结、暖季融化的地壳表层,其下卧层为多年冻土层。

2.1.9 相对含冰率 relative ice content
    冻土中冰的质量与全部水的质量之比。

2.1.10 总含水率 water content in frozen soil
    冻土中所含冰和未冻水的总质量与干土质量之比。

2.1.11 未冻含水率 unfrozen-water content
    在一定负温条件下,冻土中未冻水质量与干土质量之比。

2.1.12 地温年变化深度 depth of zero annual amplitude of ground temperature
    地表以下,地温在一年内变化不超过±0.1℃的深度,也称年零较差深度。

2.1.13 年平均地温 mean annual ground temperature
    地温年变化深度处的地温。

2.1.14 冻土地温特征参数 characteristic parameters of ground temperature
    冻土年平均地温,地温年变化深度,活动层底面以下的冻土地温年平均值、年最高值和年最低值的总称。

2.1.15 融化下沉系数 thaw-settlement coefficient
    冻土融化过程中,在自重作用下产生的相对融化下沉量。

2.1.16 融化压缩系数 thaw compressibility coefficient
    冻土融化后,在单位荷重下产生的相对压缩变形量。

2.1.17 冻胀量 amount of frost-heaving
    土体在冻结过程中的冻胀变形增量。

2.1.18 冻胀率 frost heaving ratio
    单位冻结深度的冻胀量。

2.1.19 冻胀力 frost-heaving forces
    土的冻胀受到约束时产生的力。

2.1.20 冻土盐渍度 salinity of frozen soil
    冻土中易溶盐的质量与土骨架质量之比。

2.1.21 泥炭化程度 degree of peatification
    冻土中植物残渣和泥炭的质量与土骨架质量之比。

2.1.22 冻土现象 features related to frozen ground
    土体中水的冻结和融化作用所产生的新形成物和中小型地形,如冰椎、冻胀丘、融冻泥流和热融滑塌等冻土现象。

2.2 符 号


2.2.1 冻土物理特性指标:
    w——冻土总含水率;
    wu——冻土未冻含水率;
    ic——冻土相对含冰率;
    w0——冻土起始融沉含水率;
    ρ0——冻土起始融沉干密度;
    ρd——冻土干密度;
    ζ——盐渍化冻土的盐渍度;
    ξ——泥炭化冻土的泥炭化程度。

2.2.2 冻土热学特性指标:
    λf、λu——冻土、未冻土导热系数;
    bf、bu——冻土、未冻土比热;
    αf、αu——冻土、未冻土导温系数;
    Cf、Cu——冻土、未冻土容积热容量。

2.2.3 冻土力学特性指标:
    E——冻土变形模量;
    G——剪切变形模量;
    τd——切向冻胀力;
    σh——水平冻胀力;
    σf——法向冻胀力;
    fa——冻土地基承载力特征值;
    qfpa——桩端冻土端阻力特征值;
    fc——冻土抗剪强度;
    fca——冻土与基础间的冻结强度特征值。

2.2.4 土的季节冻结与融化参数:
    Z0、Zd——土的季节冻结深度标准值和设计值;
    Zm0、Zmd——土的季节融化深度标准值和设计值;
    Zn、Za——多年冻土的天然上限和人为上限;
    η——冻土层的平均冻胀率;
    Tcp——多年冻土年平均地温;
    Hcp——地温年变化深度;
    mV——冻土融化后体积压缩系数;
    δ0——冻土融化下沉系数。

2.2.5 其他:
    IL——土的液性指数;
    IP——土的塑性指数;
    ΣTm——土的融化指数;
    αf0——冻土体积压缩系数;
    ψz——冻结深度影响系数;
    ψmz——融化深度影响系数;
    ψτ——切向冻胀力影响系数。

.

3 冻土分类和冻胀、融沉性分级


3.1 冻土分类和定名


3.1.1 寒区冻土应按下列要求进行分类:
    1 应按冻结状态的持续时间,分为多年冻土、隔年冻土和季节冻土,并应符合本规范第A.0.1条规定;
    2 应根据多年冻土形成和存在的自然条件,分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土;
    3 应根据多年冻土分布的连续程度,分为大片多年冻土、岛状融区多年冻土和岛状多年冻土。

3.1.2 寒区冻土应按冻土冻融活动层与下卧土层关系,分为季节冻结层(季节冻土区)和季节融化层(多年冻土区),并应符合本规范第A.0.3条规定。

3.1.3 多年冻土应按下列要求进行分类:
    1 可按冻土的含冰量及特征分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层五种冻土工程类型,含冰特征描述应符合本规范附录B的规定;其中少冰冻土、多冰冻土应划分为低含冰量冻土,富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层应划分为高含冰量冻土;
    2 当冰层厚度大于25mm,且其中不含土时,应定名为纯冰层(ICE);
    3 可根据多年冻土的年平均地温分为高温冻土和低温冻土;其中高温冻土年平均地温不应低于—1.0℃,低温冻土年平均地温应低于—1.0℃;
    4 可按体积压缩系数(αf0)或总含水率(w)划分为坚硬冻土、塑性冻土和松散冻土;其中坚硬冻土体积压缩系数αf0不应大于0.01MPa-1,塑性冻土体积压缩系数αf0应大于0.01MPa-1,松散冻土总含水率w不应大于3%。

3.1.4 土类名称应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定。

3.1.5 根据冻土中的易溶盐含量或泥炭化程度划分为盐渍化冻土和泥炭化冻土时,应符合下列规定:
    1 冻土中易溶盐含量超过表3.1.5-1中数值时,应称为盐渍化冻土,并应符合下列规定:

315-1 盐渍化冻土的盐渍度界限值

土类

碎石类土、砂类土

粉土

粉质黏土

黏土

盐渍度(%)

0.10

0.15

0.20

0.25


        1)盐渍化冻土的盐渍度(ζ)应按下式计算:
式中:mg——冻土中含易溶盐的质量(g);
          gd——土骨架质量(g)。

        2)盐渍化冻土的强度指标,应以实测数据为准,当无实测数据时,可按本规范表C.0.3-3和表C.0.3-6取值。
    2 冻土中的泥炭化程度超过表3.1.5-2中数值时,应称为泥炭化冻土,并应符合下列规定:

315-2 泥炭化冻土的泥炭化程度界限值

土类

碎石类土、砂类土

粉土、粘性土

泥炭化程度(%)

3

5


        1)泥炭化冻土的泥炭化程度(ξ),应按下式计算:
式中:mρ——冻土中含植物残渣和泥炭的质量(g);
          gd——土骨架质量(g)。

        2)泥炭化冻土的强度指标,应以实测数据为准,当无实测资料时,可按本规范表C.0.3-4和C.0.3-7取值。

3.2 土的冻胀和多年冻土融沉性分级


3.2.1 季节冻土和季节融化层土的冻胀性分级,应根据土层的平均冻胀率η的大小划分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五级,并应符合表3.2.1的规定。冻土层的平均冻胀率η应按下式计算:
式中:△z——地表冻胀量(mm);
          h——冻结层厚度(mm)。

表3.2.1 季节冻土与季节融化层土的冻胀性分级

土的名称及代号

冻前天然含水率ω(%)

冻前地下水位距设计冻深的最小距离hw(m)

平均冻胀率η(%)

冻胀等级

冻胀类别

碎(卵石)、砾砂、粗砂、中砂

(粒径小于0.075mm颗粒含量均不大于15%),细砂

(料径小于0.075mm颗粒含量不大于10%)

不饱和

不考虑

η≤1

不冻胀

饱和含水

无隔水层时

1<η≤3.5

弱冻胀

饱和含水

有隔水层时

η>3.5

冻胀

碎(卵)石、砾砂、粗砂、中砂

(粒径小于0.075mm颗粒含量均大于15%),

细砂(粒径小于0.075mm)颗粒含量大于10%)

ω≤12

>1.0

η≤1

不冻胀

≤1.0

1<η≤3.5

弱冻胀

12<ω≤18

>1.0

≤1.0

3.5<η≤6

冻胀

ω>18

>1.0

≤1.0

6<η≤12

强冻胀

粉砂

ω≤14

>1.0

η≤1

不冻胀

≤1.0

1<η≤3.5

弱冻胀

14<ω≤19

>1.0

≤1.0

3.5<η≤6

冻胀

19<ω≤23

>1.0

≤1.0

6<η≤12

强冻胀

ω>23

不考虑

η>12

特强冻胀

粉土

ω≥19

>1.5

η≤1

不冻胀

≤1.5

1<η≤3.5

弱冻胀

19<ω≤22

>1.5

≤1.5

3.5<η≤6

冻胀

22<ω≤26

>1.5

≤1.5

6<η≤12

强冻胀

26<ω≤30

>1.5

≤1.5

η>12

特强冻胀

ω>30

不考虑

黏性土

ω≤ωp+2

>2.0

η≤1

不冻胀

≤2.0

1<η≤3.5

弱冻胀

ωp+2<ω≤ωp+5

>2.0

≤2.0

3.5<η≤6

冻胀

ωp+5<ω≤ωp+9

>2.0

≤2.0

6<η≤12

强冻胀

ωp+9<ω≤ωp+15

>2.0

≤2.0

η>12

特强冻胀

ω>ωp+15

不考虑

注:1 wp为塑限,w为冻前天然含水率在冻层内的平均值(%)。
        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 小于0.005mm粒径含量大于60%时,为不冻胀土。
        5 当碎石类土的填充物大于全部质量的40%时,其冻胀性按填充物土的类别判定。
        6 隔水层指季节冻结、季节融化活动层内的隔水层。
        7 对冻胀变形敏感的工程尚应分析冻胀类别为“不冻胀”土的微冻胀性对工程的影响。
        8 表中设计冻深Zd按本规范附录D计算。

3.2.2 多年冻土的融化下沉性分级,应根据冻土的融化下沉系数δo的大小划分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级,并应符合表3.2.2的规定。冻土层的平均融化下沉系数δo应按下式计算:
式中:h1、e1——分别为冻土试样融化前的高度(mm)和孔隙比;
          h2、e2——分别为冻土试样融化后的高度(mm)和孔隙比。

表3.2.2 多年冻土的融沉性分级

土的名称

总含水率ω(%)

平均融化下沉系数δo(%)

融沉等级

融沉类别

碎(卵石),砾砂、粗砂、中砂

(粒径小于0.075mm颗粒含量均不大于15%)

ω<10

δo≤1

不融沉

ω≥10

1<δo≤3

弱融沉

碎(卵)石,砾砂、粗砂、中砂

(粒径小于0.075mm颗粒含量均大于15%)

ω<12

δo≤1

不融沉

12≤ω<15

1<δo≤3

弱融沉

15≤ω<25

3<δo≤10

融沉

ω≥25

10<δo≤25

强融沉

粉土

ω<17

δo≤1

不融沉

17≤ω<21

1<δo≤3

弱融沉

21≤ω<32

3<δo≤10

融沉

ω≥32

10<δo≤25

强融沉

黏性土

ω<ωp

δo≤1

不融沉

ωp≤ω<ωp+4

1<δo≤3

弱融沉

ωp+4≤ω<ωp+15

3<δo≤10

融沉

ωp+15≤ω<ωp35

10<δo≤25

强融沉

含土冰层

ω≥ωp+35

δo>25

融陷

注:1 w为总含水率(%),包括冰和未冻水;wp为塑限。
       2 盐渍化冻土、泥炭化冻土、腐殖土、高塑性黏土不在表列。
       3 粗颗粒土用起始融化下沉含水率代替塑限wp

.

4 冻土工程地质勘察基本要求


4.1 一般规定


4.1.1 冻土工程地质勘察应包括冻土工程地质调查与测绘、勘探、冻土取样、室内试验和原位测试、观测,以及冻土工程地质条件评价、预测。

4.1.2 冻土工程地质勘察工作应包括下列内容:
    1 搜集工程建设项目的规模及建筑的类别,地基基础设计、施工的特殊要求及设计参数;
    2 搜集、整理与分析有关勘察报告、航卫片、室内外试验结果及科学研究文献报告,根据冻土的非均质性及随时间、人为活动的可能变化,确定勘察方法和工作量;
    3 通过搜集资料、踏勘、调查与测绘,初步了解建筑场地冻土工程地质条件的复杂程度,主要的冻土工程地质问题;
    4 应用搜集或勘察的资料,结合工程经验的判断和分析,对冻土工程地质条件作出评价,对设计、施工、防治处理及环境保护方案提出建议,并对建筑后的冻土工程地质条件变化作出预测。

4.1.3 工程重要性等级可根据冻土地区建设工程的重要性及冻土工程地质问题造成工程破坏后果的严重性,按下列规定分级:
    1 重要工程且破坏后果很严重,应为一级工程;
    2 一般工程且破坏后果严重,应为二级工程;
    3 次要工程且破坏后果不严重,应为三级工程。

4.1.4 冻土地区建设工程场地的复杂程度可按下列规定分级:
    1 符合下列条件之一应为一级场地(复杂场地):
        1)冻土现象强烈发育;
        2)对建设工程抗震危险地段、不利地段;
        3)不良地质作用强烈发育;
        4)冻土生态环境遭到严重破坏;
        5)地形地貌复杂。
    2 符合下列条件之一应为二级场地(中等复杂场地):
        1)冻土现象一般发育;
        2)对建设工程抗震一般地段;
        3)不良地质作用一般发育;
        4)冻土生态环境遭到破坏;
        5)地形地貌较复杂。
    3 符合下列条件之一应为三级场地(简单场地):
        1)冻土现象不发育;
        2)对建设工程抗震有利地段;
        3)不良地质作用不发育;
        4)冻土生态环境未遭到破坏;
        5)地形地貌简单。

4.1.5 地基等级可根据冻土地区建设工程地基的复杂程度,按下列规定分级:
    1 符合下列条件之一应为一级地基(复杂地基):
        1)岩土种类多,性质变化大,冻土层上水、层间水发育;
        2)厚层地下冰发育;
        3)冻土工程类型属含土冰层或饱冰冻土;
        4)岛状多年冻土地段;
        5)冻土温度高于—1.0℃。
    2 符合下列条件之一应为二级地基(中等复杂地基):
        1)岩土种类较多,性质变化较大,冻土层上水、层间水较发育;
        2)地下冰较发育;
        3)冻土工程类型属富冰冻土或多冰冻土;
        4)冻土温度为—1.0℃~—2.0℃。
    3 符合下列条件之一应为三级地基(简单地基):
        1)岩土种类单一,性质变化不大;
        2)地下冰不发育;
        3)冻土工程类型属少冰冻土;
        4)冻土温度低于—2.0℃。

4.1.6 冻土工程地质勘察等级可根据冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,按下列规定划分:
    1 在冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级中有一项为二级或二级以上的冻土工程地质勘察项目,应为甲级勘察;
    2 在冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级均为三级的冻土工程地质勘察项目,应为乙级勘察。

4.1.7 冻土工程地质勘察宜分阶段进行,勘察阶段应与设计阶段相适应。

4.1.8 勘探点可分为一般性勘探点和控制性勘探点,控制性勘探点的数量不应少于勘探点总数的1/3。勘探线和勘探点间距应根据不同行业、勘察阶段及地基复杂程度等级确定。

4.1.9 冻土的描述内容应包括颜色、有机质含量、泥炭化程度、盐渍化程度、颗粒组成、冻土构造、冻结程度、分凝冰的肉眼可见程度及大小等,其中冻土构造野外鉴别描述应符合本规范附录E规定。

4.1.10 冻土工程地质勘察可按勘察阶段要求进行原位测试和室内试验,其测试、试验方法应按本规范附录F、附录G、附录H及现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123规定执行。

4.1.11 多年冻土地区工程地质勘察应设地温观测孔,并应进行地温观测。

4.1.12 地温观测应按本规范附录J要求执行。

4.1.13 对于工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为一级的工程项目,应设定位观测点。观测内容宜包括多年冻土地温、地基土的冻胀与融沉特性,以及人为工程活动、自然条件变化引起的相关现象和变化过程。

4.2 冻土工程地质勘察的任务


4.2.1 多年冻土地区工程地质勘察应包括下列工作内容:
    1 查明多年冻土类型、分布范围和特征,及其与地质-地理环境的相互关系;
    2 查明季节融化深度与多年冻土层厚度,及其空间分布特征;
    3 查明多年冻土层的物质成分、含冰率及冻土工程类型、冻土构造类型、地下冰层的厚度及分布特征;
    4 查明多年冻土层年平均地温、地温年变化深度;
    5 查明多年冻土层物理力学及热学性质、冻土融化下沉特性,提供设计所需参数;
    6 查明多年冻土区内融区的成因、分布特征,及其与冻土条件、自然因素和人为工程活动的关系;
    7 查明地表水及地下水的贮运条件,及其与多年冻土层的相互关系和作用;
    8 查明冻土现象类型、特征和发育规律及其对工程的影响与危害;
    9 对冻土工程地质条件作出评价,预测工程建设及运营期间冻土-工程-环境条件的变化和相互影响,提出合理的措施与建议。

4.2.2 季节冻土地区工程地质勘察宜包括下列工作内容:
    1 查明季节冻结深度和特征及其与地质-地理环境的相互关系;
    2 查明季节冻结层的含冰特征及其空间分布和变化;
    3 查明季节冻结层的物质成分与含水特征;
    4 查明季节冻结层岩土的物理力学及热学性质,土的冻胀特性,提供设计所需参数;
    5 查明地下水补给、径流、排泄条件及与地表水的关系;
    6 查明场地冻土现象类型、成因、分布,评价场地和地基稳定性及其发展趋势。

4.3 冻土工程地质区划原则


4.3.1 冻土工程地质区划应反映冻土工程地质条件,并应根据不同建设项目的勘察阶段的相应要求,提出冻土工程地质评价。

4.3.2 冻土工程地质区划原则,应符合下列规定:
    1 第一级分区应按多年冻土或季节冻土分布的区域性和地带性特征划分;
    2 第二级分区应在第一级分区的基础上,按冻土地温、地质构造、地貌特征划分;
    3 第三级分区应在第二级分区的基础上,按冻土工程地质条件、主要物理力学及热学特征、地下冰、冻土现象的分布划分。

4.3.3 各级分区应包括第一级分区、第二级分区和第三级分区,并应符合下列规定:
    1 第一级分区应包括下列内容:
        1)多年冻土类型、分布、范围与厚度;
        2)地貌单元;
        3)多年冻土的年平均地温;
        4)冻结沉积物的成因类型;
        5)主要冻土现象及主要冻土工程问题等。

    2 第二级分区除应包括本条第1款的内容外,还应包括下列内容:
        1)冻土地温带,划分应符合表4.3.3的规定;

4.3.3 多年冻土地温带划分

多年冻土地温分带

多年冻土年平均地温Tcp(℃)

稳定带

Tcp<-2.0

基本稳定带

-2.0≤Tcp<-1.0

不稳定带

-1.0≤Tcp<-0.5

极不稳定带

Tcp≥-0.5


        2)冻土的成分、冰包裹体的性质、分布及其所决定的冻土构造和埋藏条件;
        3)多年冻土及融区的分布面积、厚度及其连续性;
        4)季节冻结层及其与下卧多年冻土层的衔接关系;
        5)表明各地带的冻土现象、年平均气温、地下水、雪盖及植被等基本特征。

    3 第三级分区除应包括本条第1、2款的内容外,还应包括下列内容:
        1)各建筑地段冻土的含冰程度及冻土工程类型、物理力学和热学性质;
        2)按冻土工程地质条件及其物理力学参数,划出不同的冻土工程地质分区地段,并作出评价。

4.4 冻土工程地质评价


4.4.1 冻土工程地质评价应包括冻土工程地质条件评价和自然条件变化、人类活动影响所引起的冻土工程地质条件及环境变化的评价。

4.4.2 冻土工程地质条件评价应包括下列内容:
    1 冻土类型及分布、成分、构造、性质、厚度评价;
    2 冻土现象的类型、规模、动态变化及其发育规律;
    3 冻土温度状况的评价,包括可能由地表积雪、植被、水体、沼泽化、大气降水渗透作用、土壤含水率、地形等因素所引起的变化;
    4 季节冻结与季节融化深度;
    5 冻土物理力学及热学性质;
    6 冻土工程地质条件因外界环境因素变化的预测及评价。

4.4.3 对冻土工程地质环境变化的影响,其评价应包括下列内容:
    1 自然条件改变对冻土工程地质环境所造成的影响;
    2 人类工程活动对多年冻土工程地质环境所造成的影响;
    3 冻土现象类型及其变化特点;
    4 冻土工程地质条件变化状况;
    5 工程建设及运营期间冻土工程地质条件的变化情况;
    6 冻土工程地质环境因外界因素变化的预测及评价。

4.4.4 冻土工程地质评价应提出地基土的利用原则及其相应的保护和防治措施的建议。

4.5 冻土工程地质勘察报告


4.5.1 冻土工程地质勘察成果报告应在搜集、调查、测绘、勘探、测试、试验等资料的基础上进行整理、分析和编制。

4.5.2 冻土工程地质勘察成果报告应包括下列内容:
    1 拟建工程概述;
    2 勘察目的、要求和任务;
    3 勘察方法和勘察工作布置及工作量;
    4 场地地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质及特殊岩土、冻土特征、冻土现象、物理力学性质、热学性质;
    5 冻土试验参数的分析与选用;
    6 冻土工程地质条件、水文地质条件及环境变化影响评价;
    7 场地稳定性和适用性的评价;
    8 地基冻胀性和融沉性评价;
    9 场地利用、整治、改造方案及地基基础设计原则的建议;
    10 工程建设和运营期间可能发生的冻土工程地质问题的预测、监控、预防措施的建议。

4.5.3 冻土工程地质勘察报告可包括下列图件:
    1 勘探和试验点平面布置图;
    2 冻土工程地质平面分区图;
    3 冻土工程地质剖面图(纵、横剖面);
    4 冻土工程地质柱状图(包括冻土工程地质综合柱状图);
    5 室内试验资料及图表;
    6 原位测试及地温观测图表;
    7 冻土利用、整治、改造方案的有关图表;
    8 冻土工程计算图表;
    9 其他有关资料(包括素描、照片和图件)等。

4.5.4 除冻土工程地质勘察报告外,可根据任务要求,提交单项报告。

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5 冻土工程地质调查与测绘


5.1 一般规定


5.1.1 冻土工程地质调查与测绘,应符合下列规定:
    1 可行性研究勘察阶段,应收集航片、卫片、区域地质、区域冻土和地区性建设经验等有关资料,并应进行现场踏勘;
    2 初步勘察阶段,对一般场地应进行冻土工程地质调查,对冻土工程地质条件复杂的场地,应进行冻土工程地质调查与测绘;
    3 详细勘察阶段,应在初步勘察工作的基础上,结合拟建工程特性对专门的冻土工程地质问题进行补充调查;
    4 大范围和长距离线性工程,宜结合遥感解译进行。

5.1.2 冻土工程地质调查与测绘的范围与比例尺,应符合下列规定:
    1 冻土工程地质调查与测绘范围应结合区域地质构造、多年冻土特征、水文地质条件、冻土现象分布特征、拟建工程特性等因素综合确定;
    2 测绘比例尺,可结合勘察阶段选用,对冻土工程地质条件复杂的场地和对工程安全影响严重的冻土现象,其测绘比例尺和范围宜放大。

5.1.3 冻土工程地质调查与测绘,应包括下列内容:
    1 地层岩性、地质构造、抗震设防烈度、地震动参数、地形地貌特征;
    2 多年冻土的类型、厚度、含冰程度及冻土工程类型、上(下)限埋深、分布特点、多年冻土年平均地温及地温年变化深度,其中冻土上限埋深可结合本规范附录K确定,地温年变化深度等参数可按本规范附录L计算;
    3 多年冻土及活动层的岩性成分;
    4 地表植被的类型、分布特点及覆盖度;
    5 地表水体的类型、分布及补给、排泄条件;
    6 地下水的类型、水位埋深、补给、径流、排泄条件;
    7 冻土现象的类型、分布、发生发展规律及对工程建设和运营的影响;
    8 融区的类型、规模、分布及其对工程建设和运营的影响;
    9 多年冻土环境的特点、变化特征;
    10 收集气温、降水量等工程设计所需气象资料,评价建筑场地的地表排水条件;
    11 收集已有冻土工程建筑经验的冻土地基类型、建筑基础形式、人为上限、工程措施及有效性、环境保护措施等相关资料。

5.1.4 冻土工程地质调查与测绘提交的资料,应包括下列内容:
    1 调查、测绘说明书;
    2 冻土工程地质测绘实际材料图;
    3 综合冻土工程地质图或分区图;
    4 冻土工程地质剖面图;
    5 综合地质柱状图;
    6 各种素描图、照片、录像资料等。

5.2 冻土现象调查与测绘


5.2.1 在多年冻土地区,应对危害工程的冰椎、冻胀丘、厚层地下冰、融冻泥流、热融滑塌、热融湖塘、热融洼地、冻土沼泽、冻土湿地等冻土现象进行调查与测绘。

5.2.2 冻土现象的调查与测绘的工作深度应根据工程类型和勘察阶段确定。测绘可采用目测法、半仪器法或仪器法进行。在冻土工程地质条件复杂地段,对工程有重大影响的冻土现象,应设观测点进行观测。

5.2.3 冻土现象的调查与测绘提交的资料,应包括下列内容:
    1 调查与测绘说明书;
    2 综合冻土工程地质图;
    3 冻土工程地质剖面图;
    4 勘探、观测、试验及影像资料等。

5.2.4 冰椎、冻胀丘的调查与测绘,应符合下列规定:
    1 调查与测绘时,应区分季节性和多年生冰椎、冻胀丘,遇下列情况时,应按冰椎与冻胀丘地段进行工作:
        1)泉水出露的斜坡地段;
        2)存在较大范围的土丘或鼓丘痕迹地带;
        3)有冰椎及冻胀丘活动纪录的地点。
    2 调查、测绘范围应包括冰椎、冻胀丘分布区及对冰椎、冻胀丘发育过程有明显影响的相邻地段。
    3 冰椎、冻胀丘的调查应包括下列内容:
        1)冰椎与冻胀丘分布区的气温、季节冻结与季节融化深度、多年冻土特征及地温状况;
        2)冰椎、冻胀丘的成因、规模、发育状况、变化规律与分布范围;
        3)冰椎、冻胀丘分布地段的地形地貌、植被、地层岩性、地质构造与水文地质条件;
        4)根据工程设计需要采取代表性土样、水样进行有关试验。
    4 冰椎、冻胀丘的调查宜在其发育期每年的1月~4月进行,可采用钻探与地球物理勘探相结合的方法,勘探点和剖面的布置数量应能查明该地段地层结构、岩性成分、水文地质条件,钻孔的深度应大于季节冻结深度或多年冻土上限以下2.0m。

5.2.5 厚层地下冰的调查与测绘应符合下列规定:
    1 当冻土中冰层厚度大于300mm或间隔20mm~30mm冰层累计厚度大于300mm时,应按厚层地下冰进行勘察;
    2 调查、测绘范围应包括厚层地下冰分布地段和对厚层地下冰发育有明显影响的相邻地段;
    3 厚层地下冰调查应包括下列内容:
        1)分布区的气候、地形地貌、植被;
        2)地下冰的成因、类型及其发育状况;
        3)地下冰的围岩性质及其与冻土特征、地温及厚度的关系;
        4)分布区的水文地质特征;
        5)分布区的人类活动状况;
        6)采集代表性土样、水样、冰样进行有关试验。
    4 厚层地下冰的调查,可采用坑探、钻探与地球物理勘探相结合的方法进行,勘探点及剖面数量应能查明厚层地下冰的分布和厚度,应选择代表性勘探孔进行地温观测。

5.2.6 融冻泥流、热融滑塌的调查与测绘应符合下列规定:
    1 多年冻土区遇下列地形地貌时,应按融冻泥流与热融滑塌地段进行工作:
        1)斜坡地表有蠕动或滑动痕迹的地带;
        2)斜坡坡度大于5°的厚层地下冰发育且地表有破坏迹象的地段;
        3)地表面破坏前缘有泉水、湿地或泥流的地段;
        4)有产生融冻泥流及热融滑塌纪录的地带。
    2 融冻泥流、热融滑塌调查与测绘的范围,应包括整个滑动发育区及两侧各不小于20m的宽度范围,必要时,可扩大到滑体堆积区;
    3 融冻泥流、热融滑塌的调查,应包括下列内容:
        1)滑动区地面坡度、植被、地层结构、岩性成分;
        2)调查区的年平均气温、地温、年降水量、气温冻结指数及气温融化指数;
        3)分布区的地形地貌、土的性质、颗粒成分及其含水率;
        4)分布区的季节融化深度、地下冰、多年冻土分布特征;
        5)分布区山坡坡度、地表水排泄条件和土的渗透性;
        6)分布区土的冻胀性与融滑后的流动性;
        7)分布区人为活动对其植被和地面的破坏状况及融冻泥流或热融滑塌的形成原因;
        8)采集代表性土样、水样、冰样进行有关试验。
    4 融冻泥流、热融滑塌的调查,宜在其发育期每年的7月~9月进行,可采用钻探、坑探、地球物理勘探相结合的方法,钻孔的深度应超过滑动面以下2.0m。

5.2.7 热融湖塘、热融洼地的调查与测绘,应符合下列规定:
    1 多年冻土地区遇有下列地形地貌时,应按热融湖塘或热融洼地进行工作:
        1)湖状积水洼地;
        2)坡度不大于5°的厚层地下冰发育地段地表破坏形成的低洼处;
        3)干涸湖形凹地。
    2 热融湖塘和热融洼地调查与测绘的范围,应包括热融湖塘和热融洼地的分布区及其可能扩大的周围地段;
    3 热融湖塘和热融洼地的调查与测绘,应包括下列内容:
        1)热融湖塘与热融洼地的成因、发育阶段,湖塘、洼地的形状和分布范围;
        2)热融湖塘和热融洼地分布地段的地形地貌、地表植被类型与覆盖度;
        3)调查区的年平均气温、年降水量、地温;
        4)热融湖塘与热融洼地的地层结构、岩性成分、多年冻土的工程类型、分布情况及天然上限埋深、年平均地温;
        5)热融湖塘、热融洼地中水的深度和聚集、排泄条件,热融湖塘分布地段地下水类型及其与湖塘水的补给关系;
        6)采取湖塘地表水试样、地下水试样、融土及冻土试样进行有关试验;
        7)热融湖塘湖底融区的发育特征,评价热融湖塘边岸的稳定性;
        8)评价热融湖塘和热融洼地的发展趋势及对拟建工程的影响。
    4 热融湖塘、热融洼地的调查,可采用钻探与地球物理勘探相结合的方法进行,钻孔深度不应小于15m,应选择有代表性钻孔进行地温观测。

5.2.8 冻土沼泽、冻土湿地的调查与测绘,应符合下列规定:
    1 多年冻土区,遇有地表潮湿、富水、植被茂密、分布较厚的泥炭层的平川、沟谷、山前坡地、山间洼地等情况时,应按冻土沼泽、冻土湿地进行工作;
    2 冻土沼泽、冻土湿地调查与测绘的范围,应根据建设工程的需要而定,且应大于工程分布区200m;
    3 冻土沼泽、冻土湿地的调查与测绘,应包括下列内容:
        1)冻土沼泽、冻土湿地分布地段的地形地貌、地表植被类型、分布区的年平均气温和年降水量;
        2)冻土沼泽、冻土湿地的分布范围、汇水面积、地表径流条件、水的来源及其变化情况;
        3)冻土沼泽、冻土湿地的地层结构、岩性成分、泥炭层(草炭层)和软弱地层的厚度及分布特征、多年冻土类型、天然上限埋深、年平均地温及地温年变化深度;
        4)冻土沼泽、冻土湿地分布地段地下水的类型、补给、排泄条件及其与沼泽、湿地地表水体的关系;
        5)根据工程需要采集地表水、地下水、泥炭(草炭)土、冻土试样进行有关试验;
        6)钻孔深度不应小于15m,并进行地温观测;
        7)分析冻土沼泽、冻土湿地基底发生融沉的可能性,评价建设工程的稳定性,提出相应的措施建议。

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6 冻土工程地质勘探与取样


6.1 一般规定


6.1.1 多年冻土地区勘探宜根据冻土环境条件采用钻探、坑探、槽探、地球物理勘探相结合的综合勘探方法。

6.1.2 冻土工程地质勘探应结合多年冻土特点、工程类型、勘探目的、交通条件、机具设备和勘探对自然环境的影响等选择在适宜的时间内进行。

6.1.3 勘探点的布置应在冻土工程地质调查与测绘、遥感解译和地球物理勘探等工作的基础上确定。

6.1.4 钻探应采用干钻或单动双管岩芯管低温冲洗液钻进。

6.1.5 当遇地表水、多层地下水时,应分层测定地下水水位、采取水样。

6.2 钻 探


6.2.1 根据冻土层类别选择钻探方法时,应符合下列规定:
    1 冻土层为第四系低含冰量松散地层时,宜采取低速钻进方法,回次进尺宜为0.20m~0.50m;
    2 冻土层为高含冰量黏性土时,可采取快速钻进方法,回次进尺不宜大于0.80m;
    3 冻结的碎石类土和基岩,宜采用低温冲洗液钻进方法,回次进尺宜为0.15m~0.30m。

6.2.2 在冻土地区进行钻探时,宜符合本规范附录M的规定。

6.2.3 冻土钻探的成孔口径,应符合下列要求:
    1 冻土钻探的开孔直径不应小于130mm,终孔直径不宜小于110mm;
    2 对于取不出完整冻结土样的岩土,可按常规钻探的有关规定执行。

6.2.4 冻土钻探工作应符合下列规定:
    1 应设置护口管及套管封水或采取其他止水措施;
    2 取得土的最大冻结与融化深度资料,应在地表开始融化或冻结前进行钻探;
    3 在钻探和测温期间,应减少对场地地表植被的破坏,已破坏的应在任务完成后,进行植被的恢复;
    4 对需要保留的观测孔和测温孔,应按勘察阶段要求处理,工作完成后应及时回填封孔。

6.2.5 钻探记录和编录应符合下列规定:
    1 钻探记录应按钻进回次逐段填写,岩芯应及时准确鉴定;
    2 冻土的描述和定名可按本规范附录B、附录E进行;
    3 钻探成果可用钻孔柱状图表示,冻结岩、土芯样可拍彩照,并应纳入成果资料。

6.3 坑探、槽探


6.3.1 冻土的浅部土层勘探,可采用坑探、槽探和小螺旋钻等简易勘探方法进行,并应符合下列规定:
    1 在无人烟的冻土地区进行坑、槽探时,亦可采用爆破法;
    2 对于泥炭沼泽或黏性土中的厚层地下冰地段,可采用钎探和小螺旋钻进行勘探,并应取得季节融化深度资料;
    3 各地貌单元分界线处的季节融化深度和地层变化情况,可采用坑探、槽探方法完成。

6.3.2 探坑和探槽的深度、长度和断面尺寸,应按勘探要求确定。探坑、探槽的开挖应根据深度和冻土融化情况,采取加固措施。

6.3.3 坑探、槽探工作完成后应及时回填,并应恢复地表自然状态。

6.3.4 坑探、槽探应做好岩性描述记录、影像记录,并应提交坑探展开图、槽探槽壁纵断面图等图件。

6.4 地球物理勘探


6.4.1 在冻土工程地质勘察中,可选用地球物理勘探方法,地球物理勘探成果宜与钻探资料相互印证。地球物理勘探方法要点应符合本规范附录N的规定。

6.4.2 冻土地区地球物理勘探方法应根据冻土的物理特性和场地条件,通过试验研究确定地球物理勘探方法。

6.4.3 场地条件对地球物理勘探的适宜性,可按下列因素判定:
    1 冻土体的埋藏条件及其与周围介质的物理性质的差异;
    2 地表起伏变化,地表层土冻融的不均匀性及影响地球物理勘探工作的地面障碍物;
    3 场地附近有无对冻土地球物理勘探工作造成干扰的因素。

6.4.4 地球物理勘探时应取得场地的冻土地球物理勘探参数,当资料缺乏时还应实测其地球物理勘探参数。

6.4.5 冻土地区地球物理勘探成果应包括下列内容:
    1 冻土的类型及其分布特征;
    2 季节融化层深度及多年冻土的上、下限;
    3 厚层地下冰的分布特征;
    4 多年冻土地区地下水及其赋存条件;
    5 多年冻土的波速、动弹性模量。

6.4.6 进行地球物理勘探成果解译时,应分析不同地质因素引起的物理现象异常的多解性,并应区分有用信息和干扰信号,进行综合解译,必要时应布置钻孔取得资料进行验证。

6.5 冻土取样与运送


6.5.1 冻土试样可按表6.5.1的规定分级。

表6.5.1 冻土试样等级划分

级别

冻融及扰动程度

试验内容

保持冻结状态

土类定名、冻土物理力学及热学性质试验

保持含水率并允许融化

土类定名、含水率、密度

不受冻融影响并已扰动

土类定名、含水率


6.5.2 冻土取样方法应符合下列规定:
    1 测定冻土基本物理指标的试样,应由地表以下0.5m开始逐层采取,取样间距应根据工程规模、工程特点及冻土工程地质性质确定,一般取样间距不宜大于1.0m;
    2 测定冻土力学及热学指标时,冻土取样应按工程需要采取;
    3 不得从爆破的碎土块中取样,应从原状岩芯、探坑或探槽壁上采取。测定冻土天然含水率的取样,宜采用刻槽法。

6.5.3 根据土样等级运送土样时,应符合下列规定:
    1 Ⅰ级土样,应就近进行试验。现场试验无条件时,应采取封闭措施并及时送至试验室,土样搬运中应保持冻结状态条件,不得融化和扰动;
    2 Ⅱ级土样,应在取样后立即进行妥善密封、编号和称重,并应在运输过程中避免振动。对于融化后易振动液化和水分离析的土样,宜在现场进行试验;
    3 Ⅲ级土样,其运送和试验要求,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021规定执行。

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7 冻土试验与观测


7.1 一般规定


7.1.1 本章适用于土在冻结状态下各种性能的测试方法、仪器设备和操作步骤。

7.1.2 土在融化状态下各种性能的测试方法、仪器设备和操作步骤,应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。

7.1.3 原位测试试验项目应根据冻土特性和工程性质选定。冻土观测应包括在勘察阶段的观测和施工阶段、运营阶段的监测。

7.1.4 无统一试验标准的特种试验项目,在提出试验数据时,应同时说明试验方法、仪器和试验步骤。

7.2 室内试验


7.2.1 冻土试验项目应根据需要进行总含水率、未冻含水率、冻结温度、导热系数、冻胀率、融化压缩等项目的试验;对盐渍化多年冻土和泥炭化多年冻土,应分别测定易溶盐含量和有机质含量。

7.2.2 冻土室内试验应包括下列内容:
    1 冻土物理性质试验应包括下列内容:
        1)颗粒分析;
        2)总含水率;
        3)液限、塑限;
        4)比重;
        5)天然密度;
        6)未冻含水率;
        7)盐渍度;
        8)有机质含量。
    2 冻土热学性质试验应包括下列内容:
        1)土的骨架比热;
        2)土在冻结状态下的导热系数;
        3)土在融化状态下的导热系数;
        4)起始冻结温度。
    3 冻土中水化学性质试验应包括下列内容:
        1)冻土中的冰的化学成分;
        2)冻土区地下水的化学成分。
    4 冻土力学性质试验应包括下列内容:
        1)冻胀力;
        2)土的冻结强度;
        3)抗剪强度;
        4)抗压强度;
        5)冻胀率;
        6)冻土的融化下沉系数;
        7)冻土融化后体积压缩系数。

7.2.3 冻土试验的项目,可根据各工程在不同勘察阶段的实际需要按表7.2.3选定。

表7.2.3 冻土室内分析测试项目

  

序号

  

测试项目

可研勘察阶段

初步勘察阶段

详细勘察阶段

土类

粗粒土

细粒土

粗粒土

细粒土

粗粒土

细粒土

1

颗粒分析

+

+

+

+

+

+

2

总含水率

+

+

+

+

+

+

3

液、塑限

-

+

-

+

-

+

4

比重

+

+

+

+

+

+

5

天然密度

+

+

+

+

+

+

6

木冻含水率

-

-

+

+

7

盐渍度

-

+

-

+

+

+

8

有机质含量

+

+

+

+

+

+

9

土的骨架比热

+

+

10

导热系数

+

+

11

起始冻结温度

+

+

+

+

+

+

12

冻胀率

-

-

+

+

+

+

13

渗透系数

-

-

+

+

+

+

14

冻土中的冰和地下水化学成分

-

-

+

+

+

+

15

切向冻胀力

+,⊙

+,⊙

16

水平冻胀力

+,⊙

+,⊙

17

抗压强度

+,⊙

+,⊙

18

抗剪强度

+,⊙

+,⊙

19

融化下沉系数

+,⊙

+,⊙

20

融化后体积压缩系数

+,⊙

+,⊙

注:+表示测定;—表示不测定;⊙表示测试困难时查表确定。


7.2.4 单轴压缩试验应符合本规范附录P的规定。

7.2.5 在无条件进行实测的情况下,土的热学、强度和变形特性可根据土的物理特性按本规范附录C取值。

7.3 原位测试


7.3.1 原位测试应根据工程需要与室内试验、模型试验配合使用。

7.3.2 遇下列情况之一应进行原位测试:
    1 重要性等级为一、二级的建设工程;
    2 当室内试验条件与工程实际相差较大时;
    3 当基础的受力状态比较复杂,计算不准确又无成熟经验时。

7.3.3 原位测试宜包括下列内容:
    1 地温、地下水位、多年冻土上限深度、下限深度、季节冻结深度、季节融化深度、季节冻土层的分层冻胀以及冻融过程等;
    2 载荷试验、桩基静载试验、波速试验、动力触探试验、融化压缩试验、冻土与基础间冻结强度试验、锚杆与锚索抗拔试验以及冻胀力试验等。

7.3.4 进行原位测试时应与工程实际保持一致。在多年冻土地基中试验应随时监测地基温度场,在季节冻土地基中应与水分场一致。

7.3.5 原位模型试验结果可用于实际工程的设计中,对小尺寸、短时间的试验结果应根据边界条件的不同、尺寸与时间效应因素以及冻土流变特性等因素进行修正。

7.3.6 原位测试操作应符合本规范附录F、附录G、附录H的相关规定。

7.4 观 测


7.4.1 冻土地区的重要工程以及对冻土环境影响较大的建筑等,宜从勘察工作开始设置观测站(点)。

7.4.2 多年冻土地温观测孔的深度不宜小于20m。

7.4.3 观测应包括下列内容:
    1 气温、冻土地温、冻土上限、季节冻结深度、地下水位、融化下沉量及冻胀量、冻土现象的变化特征等;
    2 工程建设和运营期间,建筑变形监测;
    3 建筑物地基周围及其整个建筑场区地温场的变化特点与稳定状态;
    4 已建建筑物下的冻土地基及建筑场区内在人为活动影响下冻土环境变化情况;
    5 所采用各种防止冻胀、消除融沉措施的适用性及效果。

.

8 建筑冻土工程地质勘察


8.1 一般规定


8.1.1 本章适用于多年冻土地区建筑的工程地质勘察。

8.1.2 勘察阶段的划分,应与设计阶段相适应,宜分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。可行性研究勘察应符合确定场地方案的要求,初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求,详细勘察应符合施工图设计要求。当冻土工程地质条件复杂或有特殊施工要求的工程,尚应进行施工勘察。场地复杂程度等级、地基复杂程度等级、工程重要性等级均为三级的场区或已有充分的冻土资料、建筑经验的其他场区,可简化勘察阶段。

8.2 可行性研究勘察


8.2.1 可行性研究勘察,除应对拟选场址的稳定性、适宜性以及技术经济的可行性进行论证外,尚应进行下列工作:
    1 搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的冻土工程地质资料,了解当地的建筑经验;
    2 了解场地地形地貌、地质构造、冻土特征、岩土性质、冻土现象及地下水情况;
    3 当已有资料和踏勘不能满足要求时,应进行工程地质调查与测绘及必要的勘探和测试工作。

8.2.2 选择场址时宜避开下列地段:
    1 冻土现象发育并对建筑物有直接危害或潜在威胁的地段;
    2 地基土为强融沉、融陷的不稳定地段;
    3 冻土地区非岩质的高边坡危害影响地段。

8.2.3 可行性研究勘察阶段报告的内容,应重点阐明场地稳定性和适宜性问题,并应根据搜集的资料和必要的勘察工作,对场地地形地貌、地质构造、冻土特征、冻土现象、地层岩性和地下水条件等基本概况进行综合评价,同时应提出设计方案比选意见和建议。

8.2.4 冻土工程地质可行性研究勘察报告可包括下列图件:
    1 不同方案勘探点平面布置图;
    2 不同方案场地冻土工程地质分区平面图,比例尺1:5000~1:10000;
    3 冻土工程地质剖面图(纵、横剖面);
    4 地质柱状图、综合地质柱状图;
    5 原位测试及地温观测图表;
    6 室内试验图表。

8.3 初步勘察


8.3.1 初步勘察应对场地内拟建建筑地段的稳定性作出评价,并应对建筑总平面布置方案、冻土地基的设计原则、基础方案、冻土现象的防治及建筑场地地质环境保护与恢复措施提出建议。

8.3.2 初步勘察阶段,应进行下列工作:
    1 搜集选址阶段的勘察、建筑区范围内地形、建筑区工程的性质及规模等资料;
    2 初步查明地层结构、冻土特征及分布规律,以及冻土现象的类型、成因和对场地稳定性的影响程度,并初步预测在建筑使用期间冻土工程地质条件可能发生的变化;
    3 初步查明冻土区地下水类型、地下水埋藏条件、相互关系,及其对冻土构造与工程建筑的影响;
    4 对抗震设防烈度等于或大于6度的建筑场地,应对场地和地基的地震效应做出初步评价;
    5 查明构造地质、环境地质条件;
    6 初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
    7 冻土地区高层建筑初步勘察时,应对冻土地基设计原则、基础类型、基坑开挖与支护及地下水治理进行初步分析评价并提出建议。

8.3.3 初步勘察阶段,勘探线、点、网的布置,应符合下列规定:
    1 勘探线应垂直地貌单元边界线、地质构造线及地层界线;
    2 勘探点应布置在每个地貌单元类型的地貌交接部位,在微地貌或冻土现象发育地段应增加勘探点的数量;
    3 在同一地貌单元,地形平坦、冻土工程性质较均一、分布面积较大的场地,勘探点可按方格网布置;
    4 初步勘察勘探线、勘探点间距可根据冻土地基复杂程度等级按表8.3.3确定。

表8.3.3 初步勘察勘探线、点间距(m)

冻土地基复杂程度等级间距

线距

点距

一级(复杂地基)

50~75

20~40

二级(中等复杂地基)

75~150

40~60

三级(简单地基)

150~200

60~100


8.3.4 初步勘察勘探点可分一般性勘探点和控制性勘探点两种,其深度可根据工程重要性等级,按表8.3.4确定。

表8.3.4 初步勘察勘探孔深度(m)

工程重要性等级勘探孔类别

一般性勘探孔

控制性勘探孔

一级

≥20

>30

二级

>15

>25

三级

>10

>20

注:1 勘探孔包括钻孔、原位测试孔及探井等;
       2 控制性勘探点数量不小于勘探点总数的1/3,每个地貌单元或每个主要建筑地段应有控制性勘探点。

8.3.5 当存在下列情形之一时,应增减勘探孔深度:
    1 在预定深度内遇基岩时,除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进;
    2 在预定深度遇到饱冰冻土、含土冰层或纯冰层时,应加深或穿透该层;
    3 遇到岛状冻土,控制孔深度应超过冻土下限不小于3m。

8.3.6 初步勘察阶段取土、水试样和原位测试工作,应符合下列规定:
    1 初步勘察取土样和进行原位测试的勘探点数量,不应少于勘探点总数的1/3;
    2 取土样和原位测试的竖向间距,应按地层的特点和冻土的均匀程度确定;各层土均应取样或进行原位测试,其有效数据不应少于6件(组);
    3 当地下水对地基基础有影响时,应采取水试样进行试验,评价其对建筑材料的腐蚀性时,每个场地不应少于2处,每处不应少于1件;
    4 地温测试点,在平面上宜均匀分布,当场地跨越不同地貌单元的场地时,应在不同地貌单元设置有地温观测点,地温观测点数量不宜少于控制性勘探点数量的1/3,且每个场地不应少于3个,测试深度不应小于20m,竖向测试间距不应大于2m;
    5 测试土层剪切波速可在控制性勘探孔中进行,每个场地波速测试孔数量不宜少于3个。

8.3.7 冻土工程地质初步勘察报告应包括下列内容:
    1 工程性质、任务要求及勘察工作情况;
    2 场地位置、地形地貌、地层岩性、地质构造、冻土分布规律、地下水类型、埋藏条件等;
    3 冻土物理力学及热学参数的分析与选用;
    4 冻土现象的分布及发育程度;
    5 场地和地基的地震效应评价;
    6 地下水和土对建筑材料腐蚀性评价;
    7 评价各层土的冻土类型、冻胀性、融沉性,判定冻土盐渍度及冻土泥炭化程度;
    8 评价拟建场地建筑地段的适宜性和地基的稳定性;
    9 对冻土地基的设计原则、基础形式、冻土现象的防治、建筑场地地质环境保护与恢复措施提出建议。

8.3.8 冻土工程地质初步勘察报告所附图表,应按本规范第4.5.3条执行。

8.4 详细勘察


8.4.1 冻土工程地质详细勘察,应按不同建筑物或建筑群提出详细的冻土工程地质资料和设计所需的冻土技术参数。

8.4.2 冻土工程地质详细勘察应进行下列工作:
    1 取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图、各建筑物的整平标高、性质、规模、荷载、上部结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形、地下设施、有特殊要求的地基基础设计、施工方案等资料;
    2 查明建筑物范围内的冻土工程类型、构造、厚度、温度、工程性质,并分析和评价地基的承载力与稳定性;
    3 查明冻土现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,并提出整治所需冻土技术参数和整治方案的建议;
    4 查明地下水类型、埋藏条件、变化幅度、地层的渗透性、冻土层上水、层间水、层下水及其相互作用,评价对地基冻胀与融沉的影响;
    5 查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治所需技术参数和治理方案的建议;
    6 判定冻土的盐渍化和泥炭化程度,判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
    7 对需要进行沉降计算的建筑物,应提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;
    8 工程重要性等级为一、二级的建筑物利用塑性冻土作为地基时,应做静载荷试验。

8.4.3 冻土工程地质详细勘察勘探点的布置,应按冻土地基复杂程度等级确定,并应符合下列规定:
    1 勘探点宜按建筑物周边线和角点布置,对无特殊要求的其他建筑物或建筑群可按其范围布置;
    2 对重大设备基础应单独布置勘探点;对重大的动力机器基础,勘探点不宜少于3个;
    3 对高耸建筑物,勘探点的数量应结合高度、荷载大小、冻土条件等情况确定,不宜少于3个;
    4 冻土工程地质详细勘察勘探点可分为一般性勘探点和控制性勘探点,控制性勘探点数量不应少于勘探点总数的1/3。

8.4.4 冻土工程地质详细勘察的勘探点间距可按表8.4.4确定。

844 详细勘察勘探点间距(m)

冻土地基复杂程度

一级(复杂地基)

二级(中等复杂地基)

三级(简单地基)

勘探点间距

10~15

15~25

25~40

注:1 为查清多年冻土平面分布界线时可加密勘探点。
       2 遇冻土工程特性差异过大时可适当加密勘探点。
       3 遇含土冰层或纯冰层,为查清其界线可适当加密勘探点。

8.4.5 冻土工程地质详细勘察勘探孔深度,应符合下列规定:
    1 岛状(不连续)多年冻土区一般性勘探孔深度应大于预计融化盘最大融深5m,且不应小于15m;控制性勘探孔深度不应小于20m,且每个场区不少于2个钻孔应穿透冻土下限,进入稳定地层不应小于5m;
    2 大片(连续)多年冻土区一般性勘探孔深度应大于预计融化盘最大融深5m,且不应小于13m,控制性勘探孔深度不应小于20m;
    3 地温观测孔深度不应小于20m;
    4 波速测试钻孔深度应满足确定覆盖层厚度及土层等效剪切波速计算深度的需要;
    5 当钻孔达到预计深度遇有饱冰冻土或厚层地下冰时,应加深勘探孔深度或穿透该层;
    6 对需要进行变形验算的地基控制性勘探孔的深度应大于地基压缩层计算深度5m;
    7 在预计深度内遇有基岩或不融沉的稳定碎石土时勘探孔深度可减少。

8.4.6 冻土工程地质详细勘察取样和测试工作,应符合下列规定:
    1 取土样和进行原位测试的勘探点数量应按冻土工程地质条件和设计要求确定,不应少于勘探点总数的2/3,且每幢建筑物不得少于4个;
    2 取土样和原位测试点的竖向间距,每个场地或每幢建筑物在地基主要受力层内应为1m~2m,受力层以下取样间距不应大于3m,每一个主要土层的原状土数量或原位测试数据不应少于6件(组);
    3 地温观测孔应根据拟建场地规模及设计要求确定,数量不应少于勘探点总数的1/10,单幢建筑物不得少于2个;
    4 地温观测孔内测温点竖向间距,在季节融化层内不应大于0.5m,多年冻土层内应为0.5m~2m;
    5 高层建筑群测试剪切波速钻孔数量每幢不应少于1个,单幢高层建筑不应少于2个。

8.4.7 桩基冻土工程地质勘察除应完成本规范第8.4.2条规定的工作内容外,尚应完成下列工作:
    1 提供桩基设计所需的技术参数,评价成桩的可能性、桩的施工条件及其对周围环境的影响;
    2 当采用基岩作为桩基持力层时,应查明基岩的岩性、构造、岩面变化、风化程度,确定其坚硬程度、完整程度和基本质量等级。

8.4.8 桩基冻土工程地质勘察勘探点布置应符合下列规定:
    1 勘探点的布置应按建筑物的周边、角点或柱列线布置,勘探点间距不应大于20m;
    2 当持力层层面坡度大于10%或冻土工程性质变化较大时,应加密勘探点;当冻土地基复杂程度等级为一级时,大口径桩或墩应加密勘探点;复杂地基-柱-桩工程应每柱设置勘探点;
    3 控制性勘探点数量不应少于勘探点总数的1/3。

8.4.9 桩基冻土工程地质勘察勘探点的深度应符合下列规定:
    1 一般性勘探孔深度应超过预计桩端以下不应少于3m,且不应小于20m;
    2 控制性勘探孔深度应满足下卧层验算需要,对需验算沉降的桩基,应超过地基变形计算深度,且不应小于25m;
    3 当达到预定深度遇有厚层地下冰或饱冰冻土时,应穿透该层;
    4 在预定深度内遇有基岩或不融沉的稳定碎石类土时勘探孔深度可减少;
    5 在预定深度内查明多年冻土下限时,一般性勘探孔深度穿过冻土下限后可减小。

8.4.10 桩基冻土工程地质勘察应做冻土物理力学及热学指标试验,并应符合下列规定:
    1 季节冻土地区,对于冻胀性土地基或缺乏桩基建筑经验的地方,宜进行冻胀性试验;
    2 多年冻土地区,对工程地基基础设计等级为甲、乙级或缺少桩基建筑经验的地区,应建议进行静荷载试验,每个场地试桩数量不应少于3根,对承受较大水平荷载的桩或墩,应建议进行水平荷载试验,对承受上拔力的桩或墩,应建议进行抗拔试验;
    3 有建筑经验的地区,地基基础设计等级为丙级的建筑物可利用原位测试和室内试验资料结合工程经验提出有关桩基设计参数,必要时应估算单桩承载力。

8.4.11 冻土地区工程地质勘察在施工阶段可根据需要进行下列工作:
    1 冻土工程基坑(槽)开挖至设计标高应进行施工验槽;
    2 当基坑(槽)开挖后发现冻土工程地质条件与原勘察资料不符时,应进行补充勘察,必要时可进行施工勘察;
    3 在基坑、桩基及地基处理施工中,需进行冻土工程检验与监测工作;
    4 地基范围内厚层地下冰发育或施工中出现边坡失稳迹象时,应进一步查明地下冰的分布范围,分析边坡失稳原因,提出处理建议。

8.4.12 冻土工程地质详细勘察报告应包括下列内容:
    1 拟建工程概况;
    2 勘察目的、任务要求、依据的技术标准;
    3 地基基础设计等级、勘察等级、勘察方法、任务完成情况;
    4 场地地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土性质及其均匀性;
    5 水文地质特征及其对地基冻胀与融沉的影响;
    6 冻土类型与特征;
    7 不同设计原则条件下相对应的冻土承载力建议值、桩基设计参数、地基基础方案建议;
    8 水、土对建筑材料的腐蚀性;
    9 场地和地基的地震效应评价;
    10 不良地质作用、冻土现象及其对工程危害程度评价,防治措施的建议;
    11 场地稳定性、适宜性评价,地基冻胀性、融沉性评价;
    12 工程施工和运营期间冻土地质环境变化防治措施的建议。

8.4.13 冻土工程地质详细勘察报告所附图表应按本规范第4.5.3条执行,并宜提供融沉性分区图。

.

9 铁路冻土工程地质勘察


9.1 一般规定


9.1.1 本章适用于多年冻土地区新建、改建铁路的冻土工程地质勘察。多年冻土地区的高速铁路(含客运专线)及时速200km客货共线铁路,应专门研究。

9.1.2 铁路冻土工程地质勘察应划分为踏勘阶段(预可行性研究阶段)、初测阶段(可行性研究阶段)和定测阶段(初步设计阶段),必要时应进行施工阶段和运营阶段勘察。

9.1.3 调查与测绘宽度应满足线路方案选择和工程设计要求,宜为路基中线两侧各200m;对于冻土条件复杂的地段,应根据冻土现象的类型、发生、发展和影响范围以及冻土工程地质条件分析评价的需要予以扩大。地质观测点的设置、密度应结合工作阶段、成图比例、地质及冻土条件复杂程度等确定。

9.1.4 改建和增建二线铁路的冻土工程地质勘察阶段划分、任务要求,应按新建铁路冻土工程地质勘察要求进行。改建铁路的冻土工程地质勘察,应查明已建工程修建后冻土工程地质条件及环境的变化;还应查明已有建筑物多年冻土地基利用原则和采取措施的适宜性、沿线冻土现象的类型、危害程度及防治效果。

9.1.5 多年冻土地区建筑材料的勘察除应查明材料的质量和储量、料场的多年冻土条件外,还应评价料场开采及弃方堆放对多年冻土环境的影响,提出相应的环境保护措施。

9.2 工程地质选线


9.2.1 线路宜选择在地表干燥、少冰平缓地带通过,并应避免挖方、零断面及低填方;无法避免时,应减少挖方、零断面及低填方地段的长度。

9.2.2 山前线路应选择在融冻泥流、热融滑塌发育地段外缘的下方以路堤或桥通过,缓坡地段应在融冻泥流、热融滑塌上方通过;线路走向沿大河河谷时,宜选择在高阶地或台地上,应绕避大河融区及其附近的不稳定地带;在多年冻土不稳定地带线路宜以最短距离通过。

9.2.3 线路应绕避各种冻土现象发育地带、含土冰层地带、富冰、饱冰冻土地带,不能绕避时,宜从地势平缓、冻土现象分布较窄、冰层较薄地带通过,并应符合下列规定:
    1 线路应以路堤或桥梁通过多年冻土沼泽、热融湖塘地段,路堤高度应高出暖季后积水水位以上不小于1.0m;
    2 斜坡上方具有冰椎、冻胀丘及泉水露头的地下水发育地段,线路不宜设置路堑,并应留足路堤高度。

9.2.4 桥址应避开河流融区边缘的多年冻土不稳定地带,同一座桥的墩台不得分别设在融土和多年冻土两种不同的地基上;桥址宜绕避冰椎发育地段。

9.2.5 隧道口应避开冻土现象发育地段;洞身应避开地下冰及地下水发育地带。

9.2.6 大型车站应选择在地形平坦、地层为基岩或粗颗粒土的地段,不应设在富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层、厚层地下冰及冻土现象发育和多年冻土不稳定地段。

9.2.7 路基工程不宜高填、深挖,并应防止取弃土位置不当引起次生冻土环境地质问题。

9.3 踏勘阶段勘察


9.3.1 踏勘阶段冻土地区的工程地质勘察,应符合下列规定:
    1 应搜集和研究线路通过区的区域地质、冻土地质、遥感图像、地震、工程地质、水文地质、气象、水文及既有工程使用情况等资料;
    2 应了解线路通过区的地层结构、地质构造、冻土分布、冻土现象,以及影响线路方案的冻土类型、范围及其发生、发展和危害程度;
    3 应了解控制线路方案的越岭地段、重点隧道、大河桥渡、地质复杂的斜坡地段冻土工程地质条件,并应提出线路方案的比选意见。

9.3.2 踏勘阶段冻土地区资料应包括下列内容:
    1 预可行性研究报告工程地质素材;
    2 全线工程地质图,比例尺为1:10000~1:200000;
    3 推荐方案及主要比选方案线路平面图,比例尺为1:10000~1:50000。

9.3.3 当线路通过区地形地质条件特别复杂、冻土现象发育、线路方案多、比选范围大时,应在预可行性研究报告中提出安排“加深地质工作”要求的意见。

9.4 初测阶段勘察


9.4.1 初测阶段的勘察工作应在踏勘阶段工作的基础上,做好线路方案和各类重点工程设置方案的比选工作。

9.4.2 初测阶段的勘察工作应初步查明线路通过区的冻土区域地质、工程地质和水文地质条件,并应对线路通过区的冻土工程地质条件作出评价;应初步查明对线路起控制作用的冻土现象的性质、特征和范围;应根据冻土工程地质条件,优选线路方案。

9.4.3 初测阶段冻土地区的工程地质调查与测绘的基本内容,除应符合本规范第5章规定外,尚应重点调查下列内容:
    1 初步查明沿线地层岩性、地质构造、多年冻土区及融区的分布范围及特征;初步查明沿线地表水和地下水的类型、分布及特征;重点查明冻土现象和高含冰量多年冻土的分布及特征,评价其对线路及各类工程的危害程度;提出各线路方案冻土工程地质条件和水文地质条件的比选意见;
    2 初步查明控制线路方案的重大路基工程、桥梁、隧道、铁路区段站及以上大站和集中房屋建筑场地等的冻土工程地质及水文地质条件,提供多年冻土地基的物理力学及热学参数、隧道围岩分级、岩土施工工程分级等;
    3 调查沿线既有工程、大型取弃土场地的工程地质条件、使用情况、病害情况及治理经验等。

9.4.4 初测阶段应根据沿线重点工程和地貌单元布置代表性观测孔,建立长期地温观测站、点,开展地温、气温的定期观测。

9.4.5 初测阶段冻土地区的地质勘探应符合下列规定:
    1 地质勘探应根据冻土条件采用地球物理勘探、钻探、坑探、槽探、轻便勘探、原位测试等相结合的综合勘探方法,并应根据气候变化特点和勘探目的,选择适宜的季节进行;
    2 勘探点的数量和深度应根据工程类型、设计原则及冻土地区工程地质条件的复杂程度确定,应重点勘探控制线路方案的地段、冻土现象分布地段和重点工程地段;
    3 一般路基地段,勘探点宜按地貌单元布设,间距不宜大于500m;当冻土工程地质条件复杂,地层变化较大时,宜配合地球物理勘探查明多年冻土分布特点;
    4 在多年冻土区边缘地带及高温不稳定区,应布设查明多年冻土下限的钻孔;
    5 勘探孔深度应根据工程类别、冻土工程地质条件的复杂程度确定,不应小于8m,且不得小于2倍的天然上限深度;
    6 初测阶段勘察应在代表性多年冻土地段及重点工程地段布置地温长期观测孔,观测孔应满足工程地质分区的需要,并应按地貌单元布设。

9.4.6 路基工程应符合下列规定:
    1 应初步查明沿线多年冻土上限、季节融化层的冻胀性、地面植被的覆盖程度;
    2 应初步查明一般路基基底以下2倍上限深度范围内多年冻土的特征;
    3 应初步查明沿线冻土现象的类型、分布、特征及对路基工程的影响;
    4 应确定取、弃土场的位置。

9.4.7 桥涵工程应符合下列规定:
    1 应初步查明多年冻土的类型、分布、物理力学及热学特征,多年冻土上限,季节融化层的冻胀性,融区的分布及特点;
    2 应初步查明冻土现象类型、分布、特征及对桥涵工程的影响;
    3 应初步查明水文地质特征及对桥涵基础施工、运营的影响。

9.4.8 隧道工程应符合下列规定:
    1 应初步查明隧道通过地段多年冻土的分布、特征及水文地质条件;
    2 应初步查明隧道口及洞身浅埋地段冻土现象的类型、分布、特征及对隧道工程的影响;
    3 长大隧道宜进行地温、地下水和简易气象等项目的观测;
    4 当地层为基岩时,勘探孔深度应至路肩设计高程以下4m~5m,当地层为第四系松散堆积层时,勘探孔深度应至路肩设计高程以下不小于8m,并不应小于路肩设计高程以下相当于2倍天然上限深度,冻土条件复杂时应适当加深。

9.4.9 初测阶段冻土地区的综合资料,应包括下列内容:
    1 工程地质勘察报告;
    2 全线工程地质图,比例尺为1:10000~1:200000;
    3 详细工程地质图,可与线路平面图合并,比例尺为1:2000~1:5000;
    4 工程地质纵断面图,比例尺为横1:10000,竖1:100~1:1000;
    5 沿线工程地质分段说明,按地形地貌或不同的冻土工程地质条件分段编写;
    6 勘探试验资料;
    7 其他原始资料。

9.4.10 初测阶段路基、桥梁、隧道、站场工程等代表性设计工点资料,应包括下列内容:
    1 工程地质勘察报告;
    2 工程地质图,比例尺1:500~1:2000;
    3 工程地质纵、横剖面图,比例尺为横1:200~1:5000,竖1:50~1:500:
    4 勘探、测试、试验、地温观测等资料。

9.5 定测阶段勘察


9.5.1 定测阶段的勘察工作,应在初测工作的基础上,详细查明沿线冻土工程地质和水文地质条件,进行局部线路方案比选。

9.5.2 定测阶段冻土地区的工程地质调查与测绘的基本内容,除应符合本规范第5章规定外,尚应符合下列规定:
    1 应查明沿线地层岩性、地质构造、多年冻土类型、分布范围、物理和力学性质,以及查明沿线地表水、地下水的类型、分布、特征及其对工程的影响;
    2 应比较局部线路方案,并应提出冻土工程地质条件评价及方案比选意见;受冻土工程地质条件控制的地段,应根据地质纵横断面及工程设置条件合理确定线路位置;
    3 对冻土现象分布地段,应按本规范第5.2节的要求进行详细调查与勘探,应查明其成因、分布、特征及对工程的影响,并应提出相应的工程措施意见;
    4 应查明沿线天然建筑材料场地多年冻土特征、岩土性质、等级和储量及取土对周围环境的影响;
    5 应预测工程建设及运营对场地冻土工程地质条件和环境变化的影响,并应提出工程措施意见;
    6 应调查既有工程的设计、施工、使用、病害及治理情况、多年冻土环境的变化等。

9.5.3 路基工程应符合下列规定:
    1 应查明沿线多年冻土的上限、季节融化层的冻胀性、地表植被的覆盖程度,并应评价自然边坡及基底的稳定性;
    2 应查明沿线冻土现象的分布和特征及其对路基工程的影响;
    3 应详细调查沿线建筑材料、取弃土场的地质条件;
    4 代表性多年冻土地段,应设置地温观测孔,每公里不应少于1个,每工点不应少于2个;重大工程应设置长期地温观测孔;
    5 勘探点的间距应根据冻土工程地质条件的复杂程度和冻土现象的性质以及工程类型确定,一般路基地段的勘探点间距应为200m~300m;
    6 勘探孔深度,不应小于8m,且不得小于天然上限的2倍;饱冰冻土、含土冰层地段的部分勘探点应予以加深或穿透;
    7 多年冻土路堑及有地下水的路堑的勘探深度,不应小于路肩以下最大季节融化深度加2.5m。

9.5.4 桥涵工程应符合下列规定:
    1 应查明多年冻土的分布、特征、水文地质条件、地层的物理力学及热学性质;
    2 应查明冰椎、热融湖塘、河流融区等冻土现象的成因、分布、特征及其对桥涵工程的危害程度;
    3 桥梁工程应逐墩勘探,高墩大跨桥梁或冻土工程地质条件复杂的桥梁勘探点应予以加密;
    4 涵洞工程应逐个布置勘探点,长轴涵洞或涵洞地质条件复杂时,应进行轴向断面勘探;
    5 桥梁墩台工程的基础采用保持冻结的设计原则时,勘探深度应至设计人为上限以下不少于2.5m,涵洞不应少于1.0m;设计人为上限不确定的大中桥勘探孔深度应大于3.5倍天然上限,且不得小于20m;小桥涵应大于2倍天然上限,且不得小于12m;当遇有饱冰冻土或含土冰层时,应加深,必要时应穿透;采用容许融化的设计原则时,部分融化时的勘探深度不应小于容许融化的人为上限深度;全部融化时可按非多年冻土地区的勘探要求执行。

9.5.5 隧道工程应符合下列规定:
    1 应查明多年冻土的分布及特征,地下水的类型、补给、径流、排泄条件及动态特征,以及多年冻土的下限深度及其洞身的冻土工程地质条件;
    2 应查明洞口及其附近冻土现象的类型、分布及危害程度;
    3 洞口及浅埋地段应有钻孔控制,洞身应根据地质条件的复杂程度布置钻孔;
    4 勘探深度应至洞底融化圈以下1m~2m,基底地层软弱时应予以加深;有地下水的隧道,其勘探深度应至设计泄水洞基础以下4m~5m;
    5 特长隧道、地质条件复杂隧道,宜根据需要进行地温、地下水和气温等项目的观测。

9.5.6 岩、土物理力学指标的测试工作应能满足各类建筑物设计的需要;冻土试验项目除应符合本规范第7章有关规定外,当多年冻土按保持冻结状态的原则用作地基时,应确定年平均地温、压缩层设计深度范围内的地温分布、冻土的抗剪强度和抗压强度以及季节融化层土的冻胀性;当多年冻土按逐渐融化状态的原则用作地基时,应确定不同深度(不浅于建筑物下融化带范围内)冻土的融化下沉系数、融化压缩系数,融土的压缩系数、抗剪强度和抗压强度以及季节融化层土的冻胀性。

9.5.7 定测阶段多年冻土地区的工程地质综合资料,应包括下列内容:
    1 工程地质勘察报告;
    2 全线工程地质图,比例尺为1:10000~1:200000;
    3 详细工程地质图,比例尺为1:2000~1:5000;
    4 工程地质纵断面图,可与线路详细纵断面合并或单独绘制,比例尺为横1:10000,竖1:100~1:1000。

9.5.8 定测阶段冻土工程地质勘察完成后,各类建筑物、冻土现象分布工点,应按本规范第9.4.9条规定编制单独工点资料。

9.6 施工阶段勘察


9.6.1 施工阶段多年冻土地区的工程地质勘察应包括下列内容:
    1 研究多年冻土地区的工程地质资料,掌握多年冻土工点的特点及加固处理措施,预测施工中可能发生的工程地质问题,提出施工注意事项;
    2 验证各类工点的工程地质资料,当发现冻土上限和下限变化较大时应补充勘察,验证勘察期间确定地质条件的适宜性及设计的合理性;
    3 施工验槽中发现多年冻土的含冰率明显变化时应补充勘察,确定变化范围,分析含冰率变化的原因及原有工程措施的适宜性;
    4 勘察期间预留的地温观测孔,应继续进行观测。

9.6.2 施工阶段多年冻土工程地质资料,应包括下列内容:
    1 工程地质说明,应说明施工中多年冻土工点发生的工程地质变更问题,变更设计的范围、性质和原因、处理经过、措施和效果等;
    2 工程地质纵横断面图,可利用设计文件中的相应图件修正、补充。

9.7 运营阶段勘察


9.7.1 运营阶段多年冻土地区的工程地质勘察,应包括下列内容:
    1 运营期间应根据环境地质条件的变化、气温升高或地下水位变化的趋势,对重要建筑物及高温极不稳定区和不稳定区的地基,进行气温、地温变化和地基沉降、建筑变形的监测,评价其对工程的影响,及时提出预防或加固处理的措施建议;
    2 继续监测勘察、施工期间在重点工程附近设置的地温观测孔,预报地温的变化情况,根据监测成果提出工程预防或处理措施建议;
    3 多年冻土病害整治工点的勘察应利用既有资料,按本规范第9.5节的有关要求执行。

9.7.2 运营阶段多年冻土地区的资料,应符合下列规定:
    1 各项监测资料应按统一格式,绘制有关图表,进行分析研究,提出意见建议;
    2 病害整治工点的勘察资料编制,应按本规范第9.4.9条的要求执行。

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10 公路冻土工程地质勘察


10.1 一般规定


10.1.1 本章适用于多年冻土地区一、二、三级新建、改建公路的工程地质勘察。四级及农村公路勘察工作量可减少,高速公路冻土工程地质勘察应专门研究。

10.1.2 公路冻土工程地质勘察可分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察三个阶段,其中可行性研究勘察可分为预可勘察和工可勘察。可行性研究勘察应符合工程可行性研究的要求,初步勘察应符合初步设计的要求,详细勘察应符合施工图设计的要求。

10.1.3 公路冻土工程地质勘察应根据公路基本建设程序各阶段要求开展工作,并应结合现场冻土工程地质条件、工程结构设置以及不同勘察手段综合确定勘察方法及勘察工作量,查明建设地区的冻土工程地质条件,同时应提出冻土地质环境保护及恢复的措施。

10.1.4 公路冻土工程地质勘察勘探点、测试点、观测点布置应结合工作阶段、成图比例、露头情况、冻土地质条件复杂程度等确定,选点应具有代表性,应能判明重要地质界线和查明冻土工程地质特征,数量应能控制重要地质界线和冻土区域特征,并应能说明冻土工程地质条件。

10.1.5 既有线改造的冻土工程地质勘察,应查明工程修建后冻土工程地质条件及环境的变化、既有建筑物多年冻土地基利用原则和采用措施的正确性,以及查明沿线冻土现象的类型、危害程度及病害防治效果。

10.1.6 多年冻土地区料场的勘察除应查明料场及工程用水的分布和储量外,还应查明料场的多年冻土特征,应评价料场开采及废方堆放对多年冻土环境的影响,并应提出相应的环境保护措施。

10.2 工程地质选线


10.2.1 路线宜选择在地表干燥、平缓、向阳地带。在积雪地区通过时,应将线位选择在积雪轻微的山坡上。

10.2.2 线路通过山岳、丘陵的融冻坡积层时,宜选择在缓坡上部;线路走向沿大河河谷时,宜选择在高阶地上;在多年冻土不稳定地段线路宜按最短距离通过,宜避免顺着大河融区附近的多年冻土不稳定地段定线。

10.2.3 线路应采用填方路基,应避免挖方,并应减少零断面及高度小于1.0m的低填方,同时宜避免采用高度大于3.0m的填方。

10.2.4 线路通过多年冻土发育路段时,应根据太阳辐射、风向等气象特征选择路线走向。

10.2.5 线路通过冻土现象发育地段时,应予以绕避。如必须通
过时,线路走向和位置的确定应符合下列规定:
    1 线路宜从厚层地下冰分布区的较窄和较薄的地方通过;
    2 线路宜从热融滑塌、冻胀丘、冰椎等冻土不良地质体外缘下方以路堤通过;
    3 线路宜用路堤穿过热融湖塘和冻土沼泽,在热融湖塘地段应根据最高水位、波浪侵袭高度及路堤填筑后的壅水高度等因素确定路基高度;
    4 不宜在厚层地下冰、冰椎、冻胀丘等冻土现象发育的地段挖方通过。

10.2.6 服务区、收费站等沿线设施场址应选择在基岩和粗颗粒土等对建筑有利的地段,场址不应选在高含冰量分布地段。

10.2.7 桥址选择时应避开冻胀丘、冰椎、热融滑塌等冻土现象发育地段。同一座桥的墩台不得分别设在融土和多年冻土两种不同的地基上。

10.2.8 在地下水发育地段不宜设隧道,洞口不应设在冻土现象发育的地段。

10.3 可行性研究勘察


10.3.1 预可勘察阶段应了解公路建设项目所处区域的冻土工程地质条件及存在的冻土工程地质问题。

10.3.2 预可勘察阶段应充分收集区域地质、区域冻土地质条件、地震、气象和水文、工程地质与水文地质、采矿、灾害防治与评估等资料,并应采用资料分析、遥感工程地质解译、现场踏勘调查等方法,对线路走廊带的冻土工程地质条件进行研究,并应完成下列工作内容:
    1 了解冻土工程类型、分布范围、发育规律和冻土现象;
    2 了解线路走廊带的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、地震动参数;
    3 评估各线路走廊带或通道的冻土工程地质条件及主要冻土工程地质问题;
    4 了解当地建筑材料的分布状况和采购运输条件;
    5 编制预可行性研究阶段工程地质报告。

10.3.3 预可勘察阶段应了解线路通过地区控制线路方案的越岭地段和重大工程地段的冻土工程地质条件。

10.3.4 预可勘察阶段冻土工程地质勘察报告应提供下列资料:
    1 冻土工程地质总说明书,应对拟建工程项目的冻土工程地质条件、存在的冻土工程地质问题等进行说明,对各路线走廊带的冻土工程地质条件进行评估,并对下一阶段的冻土工程地质勘察工作提出意见和建议;
    2 全线冻土工程地质平面图,比例尺应为1:50000~1:100000;
    3 推荐方案及主要比较方案,路线工程地质平面图及附图、附表、照片等,平面图比例尺应为1:10000~1:50000;
    4 控制线路方案的越岭地段、重大工程的冻土工程地质平面图和冻土工程地质剖面图,比例尺应为1:5000~1:10000。

10.3.5 工可勘察阶段应初步查明公路建设项目所处区域的冻土工程地质条件和对公路建设规模有影响的冻土工程地质问题。

10.3.6 工可勘察阶段应以资料收集和工程地质调绘为主,必要时应辅以勘探手段对项目建设各工程方案的冻土工程地质条件进行研究,并应完成下列工作内容:
    1 初步查明冻土的类型、特征、分布范围、冻土现象的发育规律等内容;
    2 初步查明线路走廊带的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、地震动参数;
    3 初步查明重大工程场址的地层岩性、地质构造、岸坡稳定性、冻土工程地质条件;
    4 初步查明控制路线方案的越岭地段的地层岩性、地质构造、水文地质条件、冻土工程地质条件;
    5 初步查明沿线建筑材料的分布、开采、运输条件以及工程用水的水质、水源情况;
    6 评价各线路走廊带或通道的冻土工程地质条件及冻土工程地质问题;
    7 编制工程可行性研究阶段工程地质报告。

10.3.7 工可勘察阶段工程地质调绘应符合下列规定:
    1 应对区域地质、水文地质、冻土类型、范围、发育规模及冻土现象等进行实地踏勘、调查,并应做好记录;
    2 工程地质调绘的比例尺应为1:10000~1:50000,调绘范围应包括各路线走廊所处的带状区域;对于冻土条件复杂的路段,应根据冻土现象的发生、发展和影响范围以及冻土工程地质条件分析评价的需要予以扩大。

10.3.8 工可勘察阶段工程地质调绘应初步查明线路通过地区的冻土工程地质条件。

10.3.9 工可勘察阶段应初步查明控制线路方案的越岭地段、重大工程地段的冻土工程地质条件,并应提出越岭方案、重大工程适宜性的比选意见。

10.3.10 遇到下列情况,当通过资料收集、工程地质调绘不能初步查明其冻土工程地质条件时,应进行工程地质勘探:
    1 无区域冻土资料且通过地质调绘无法确定冻土发育情况的路段;
    2 控制路线及工程方案的冻土工程地质条件复杂、冻土现象发育路段;
    3 控制路线方案的越岭路段。

10.3.11 工可勘察阶段冻土工程地质勘察报告应提供下列资料:
    1 冻土工程地质总说明书,应对拟建线路沿线的地形地貌、地质构造、水文地质条件、新构造运动、地震动参数等基本地质条件进行说明;阐明冻土及冻土现象的类型、分布范围、发育规律及其对公路工程的影响和绕避的可能性;对线路方案有重大影响的冻土工程地质问题进行论证、评价;对重大工程应结合工程方案的论证、比选,对工程地质条件进行说明、评价;提供工程方案论证、比选所需的参数;
    2 全线冻土工程地质平面图和工程地质纵断面图,比例尺应为1:10000~1:50000;
    3 控制线路方案的越岭地段、重点控制性工程的冻土工程地质平面图和冻土工程地质剖面图、附图、附表等,平面图、剖面图比例尺应为1:2000~1:10000;
    4 勘探、试验及冻土工程地质照片等资料。

10.4 初步勘察


10.4.1 初步勘察阶段应基本查明公路沿线区域地质条件、区域冻土条件、水文地质条件,并应对线路通过区域及各类构筑物建设场地的冻土工程地质条件作出评价;应基本查明对线路起控制作用的冻土现象的类型、范围、性质和特征;应依据冻土工程地质条件,做好地质选线工作。

10.4.2 初步勘察阶段应采用遥感解译、工程地质调绘、钻探、地球物理勘探、原位测试等相结合的综合勘察方法。

10.4.3 初步勘察阶段应对工程建设可能诱发的冻土地质灾害和冻土环境工程地质问题进行分析、预测,评价其对冻土区公路工程和冻土环境的影响。

10.4.4 初步勘察阶段勘察基本内容除应符合本规范第4章规定外,尚应重点查明下列内容:
    1 沿线冻土区地貌的成因、类型、分布、形态特征、地表的物质组成和植被情况;
    2 沿线多年冻土的形成、发展与变化趋势以及融区的分布情况;
    3 沿线冻土的分布、类型、厚度、含水率、地温、地层结构、土质及其物理力学和热学性质,并应重点查明对工程影响较大的富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层的发育特征;
    4 多年冻土上限、季节性冻土最大冻结深度、冻土的融沉性和冻胀性;
    5 冻土沼泽、冻胀丘、冰椎、热融湖塘、热融滑塌、融冻泥流等冻土现象的分布、规模、特征及其发展和变化情况;
    6 地表水和地下水的发育情况及其与冻土的关系;
    7 沿线筑路材料、工程用水和生活用水的分布情况;
    8 充分分析评价既有道路和工程建筑物的使用情况及其与冻土的相互作用;
    9 线路各构筑物场址的冻土工程地质条件。

10.4.5 初步勘察阶段在沿线重大工程地段和大的地貌单元应建立长期地温观测点,并应进行地温观测,观测孔深度不应小于地温年变化深度。

10.4.6 初步勘察阶段冻土工程地质调绘应符合下列规定:
    1 调绘宜与卫片、航片及遥感工程地质解译相结合,应确定调绘重点,并应辅以坑探、槽探和地球物理勘探方式进行核对、修改、补充解译内容;
    2 地貌单元边界、冻土界线、冻土现象发育区域、融区、构造异常区域、泉眼等路段,应加密布置调绘点;
    3 工程地质图应在野外实地填绘,对线路方案和工程有影响的地质界线、地质点,应采用仪器测绘;
    4 调绘比例尺应为1:2000~1:10000,调绘范围应为线路中线两侧200m~500m。

10.4.7 初步勘察阶段冻土工程地质勘探应符合下列规定:
    1 应根据冻土条件采用钻探、坑探、槽探、地球物理勘探、原位测试等手段进行综合勘探;
    2 多年冻土地区进行路线及构筑物勘探时,宜根据冻土条件采用地震、电法、地质雷达等地球物理勘探手段;
    3 查明多年冻土地区冻土现象季节性变化特点及最大冻结深度的勘探宜在每年2月~5月进行,查明多年冻土上限深度的勘探宜在每年9月~10月进行;
    4 在多年冻土不稳定的边缘地段应有查明多年冻土下限的钻孔;在多年冻土稳定地段,应结合工程需要,布置查明多年冻土下限的钻孔。

10.4.8 初步勘察阶段冻土工程地质勘察勘探点的数量、深度,应根据工程类别及冻土工程地质条件的复杂程度确定,并应符合下列规定:
    1 路基工程应符合下列规定:
        1)每公里勘探点不应少于2个,勘探深度不应小于8m,且不应小于2倍~3倍天然上限,其位置应选在地形特征点处,若遇高含冰量冻土时,应予以加深或穿透该层;
        2)当冻土工程地质条件复杂,地层差异较大时,应增加布设横断面;
        3)路堑工程应选择代表性位置布置横向断面,每段深挖路堑断面数量不应少于1条,勘探点数量不应少于2个,勘探深度应达到路肩设计高程以下不小于8m,且不应小于2倍~3倍天然上限。
    2 支挡工程应符合下列规定:
        1)勘探点数量不应少于1个;
        2)当采用保护冻土原则设计时,勘探深度应至持力层以下的稳定地层中不小于3m,且应大于设计的人为上限以下2.5m或大于2倍天然上限,且不得小于12m;遇有饱冰冻土或含土冰层时,应予以加深或穿透该层;
        3)当采用容许融化原则设计时,勘探深度应至持力层以下稳定地层中不小于3m,且应大于容许融化的人为上限深度以下2m;遇有饱冰冻土或含土冰层时,应予以加深或穿透该层。
    3 小桥、涵洞工程应符合下列规定:
        1)勘探点数量不应少于1个;
        2)当采用保护冻土原则设计时,勘探深度应至持力层以下的稳定地层中不小于3m,且应大于设计的人为上限以下2.5m或大于2倍天然上限,且不得小于12m;遇有饱冰冻土或含土冰层时,应予以加深或穿透该层;
        3)当采用容许融化原则设计时,勘探深度应至持力层以下稳定地层中不小于3m,且应大于容许融化的人为上限深度以下2m;遇有饱冰冻土或含土冰层时,应予以加深或穿透该层。
    4 中桥、大桥、特大桥工程应符合下列规定:
        1)勘探点数量,中桥不应少于3个,大桥不应少于5个,特大桥不应少于7个;
        2)当采用保护冻土原则设计时,勘探深度应至持力层以下的稳定地层中不小于3m,且应大于设计的人为上限以下2.5m或大于3.5倍天然上限,且不得小于20m;
        3)当采用容许融化原则设计时,勘探深度应至持力层以下稳定地层中不小于3m,且应大于容许融化的人为上限深度以下2m;遇有饱冰冻土或含土冰层时,应予以加深或穿透该层。
    5 隧道工程应符合下列规定:
        1)进出口应布置钻孔,洞身段勘探点数量应根据地质条件的复杂程度确定;
        2)勘探深度应至洞底设计高程以下不小于5m,且不应小于2倍天然上限。地下水发育的隧道,应至泄水洞基础底面以下不小于5m。
    6 需要进行变形计算的构筑物,勘探深度应按压缩层影响深度确定。

10.4.9 路基工程冻土工程地质初步勘察阶段勘察除应符合本规范第4章的规定外,尚应重点查明下列内容:
    1 沿线多年冻土上限的分布,季节融化层的成分及冻胀性,地面植被的覆盖程度;
    2 路基基底以下8m且不小于2倍~3倍上限深度范围内多年冻土的特征,重点查明高含冰量冻土的埋藏深度;
    3 沿线冻土现象的分布及对路基工程的影响;
    4 确定取土、弃土位置。

10.4.10 支挡工程冻土工程地质初步勘察阶段勘察除应符合本规范第4章的规定外,尚应重点查明下列内容:
    1 场址多年冻土的分布、发育及物理力学及热学性质;季节融化层的冻胀性;
    2 冻土现象类型、分布、规模及危害程度。

10.4.11 涵洞、桥梁工程冻土工程地质初步勘察阶段勘察除应符合本规范第10.4.4条的规定外,尚应重点查明下列内容:
    1 桥位区多年冻土的分布、发育及物理力学及热学性质;季节融化层的冻胀性;
    2 桥位区融区的分布及特点;
    3 桥位区冻土现象类型、分布、规模及危害程度。

10.4.12 隧道冻土工程地质初步勘察阶段勘察除应符合本规范第10.4.4条的规定外,尚应重点查明下列内容:
    1 查明隧道通过地段多年冻土的分布、特征以及地下水的类型、补给、径流、排泄条件及动态特征;
    2 隧道进、出口处冻土现象的类型、分布、规模及危害程度;
    3 隧道宜进行地温、地下水和简易气象等项目的观测;
    4 勘探孔深度应达到隧道路肩设计高程以下5m,如冻土条件复杂时应予以加深。

10.4.13 服务区、收费站等沿线设施冻土工程地质初步勘察阶段勘察的内容和要求,除应按本规范第8章的有关规定执行外,应查明活动层的厚度、成分及冻胀性,地下冰以及高含冰量冻土的特征及分布范围,冻土现象的类型、分布及危害程度。

10.4.14 初步勘察阶段冻土工程地质勘察报告应提供下列资料:
    1 全线冻土工程地质总说明书,对工程建设场地适宜性进行分析、评价,并提出工程地质建议;
    2 全线冻土工程地质平面图、纵断面图,比例尺1:2000~1:10000;
    3 重点地段冻土工程地质平面图、剖面图,比例尺1:2000~1:5000;
    4 沿线冻土工程地质分段说明书,按地形地貌或不同冻土工程地质条件分段编写,重点评价冻土类型、冻胀类型、冻胀等级、融沉等级,多年冻土上限、季节冻结(融化)深度等内容;
    5 对工点冻土工程地质条件进行说明,应根据工点类型提供下列资料:
        1)比例尺1:2000工程地质平面图、纵断面图;
        2)比例尺1:100~1:500工程地质横断面图、比例尺1:50~1:200钻(挖)探柱状图、地温测试资料、水质分析资料、地球物理勘探解译成果、岩土物理力学指标汇总表以及其他测试资料、附图、附表、照片等。

10.5 详细勘察


10.5.1 详细勘察应查明确定线位及构筑物位置的冻土工程地质条件、水文地质条件,并应为路线和各类工程构筑物的施工图设计提供冻土工程地质资料。

10.5.2 详细勘察应采用以钻探、地球物理勘探、测试为主,以地质调绘、简易勘探等手段为辅的综合勘察方法。

10.5.3 详细勘察应分析冻土与工程的相互作用,应对工程建设可能诱发的冻土地质灾害和冻土环境工程地质问题及冻土条件改变对工程所造成的影响进行评价、预测,并应提出相应的防治措施。

10.5.4 详细勘察在确定的线位及构筑物位置上进一步进行勘探测试,应包括下列内容:
    1 在初勘基础上,分段进行详勘工作,对初勘资料进行复核、补充和修改,提供详细冻土工程地质资料;
    2 对冻土现象分布地段,应按本规范第5章的要求进行详细调查与勘探,查明其成因、分布、范围、规模、发生发展规律及对路基和其他建筑物稳定的影响,提出相应的工程措施意见;
    3 应根据初步设计所采用的取土方案进行路基取土调查,查明沿线集中取土点和线外大型取土场的多年冻土特征,岩、土的物理力学性质,可供取土的数量;
    4 路基、桥梁、涵洞、支挡工程、隧道、沿线设施等应按本规范第10.4.6、10.4.7条有关要求进行详细的调绘、勘察,查明各类建筑物冻土工程地质条件、水文地质条件,提供施工设计所需的岩、土物理力学参数;
    5 高等级公路和铺筑高级路面的其他等级公路路基工程的勘察,除查明黑色路面对路基下多年冻土的热影响外,还应查明厚层地下冰地段活动层的厚度、发育深度、成分、物理力学性质等因素;
    6 在冻土工程地质详细勘察基础上提出冻土工程地质条件变化的预测,应包括下列内容:
        1)土的季节融化和季节冻结深度的变化;
        2)在工程影响下以及清除雪盖和植被后,多年冻土的人为上限深度的变化;
        3)公路施工和运营中冻土与工程地质的相互作用。

10.5.5 详细勘察阶段冻土工程地质勘察应在确定的线位及构筑物位置上进行勘探、测试,勘探点的数量、深度应满足各类工程施工图设计时对冻土工程地质资料的需要,勘探点的间距应根据冻土工程地质条件的复杂程度和冻土现象的性质以及建筑物类型确定。除应符合初勘要求外,尚应符合下列规定:
    1 多年冻土地区路基工程的勘探每公里勘探点不应少于4个;多年冻土边缘地带、冻土现象发育路段及地质条件复杂路段,应采用地球物理勘探、钻探进行综合勘探。
    2 多年冻土地区涵洞工程勘探点数量不应少于1个,当地质条件复杂时应予增加。
    3 多年冻土地区桥梁工程应根据桥梁类型、规模、冻土工程地质条件、确定勘探点数量和位置,每个墩台勘探点的数量不得少于1个;地质条件复杂时,应予增加。
    4 隧道工程进出口必须布置勘探钻孔,同时应利用钻孔进行地温测试,洞身段勘探点数量应根据地质条件的复杂程度确定。

10.5.6 岩、土物理力学数据的测试工作应能满足各类建筑物施工图设计的需要。冻土试验项目除应符合本规范第7章有关规定外,当多年冻土按保护冻土的原则用作地基时,应确定年平均地温、压缩层设计深度范围内的地温分布、冻土的抗剪强度和抗压强度以及季节融化层土的冻胀性;当多年冻土按允许逐渐融化状态的原则用作地基时,应确定融化带内不同深度冻土的融化下沉系数、融化压缩系数,融土的压缩系数、抗剪强度和抗压强度以及季节融化层土的冻胀性。

10.5.7 冻土工程地质详细勘察完成后应按本规范第10.4.14条的规定提供资料。

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11 水利水电冻土工程地质勘察


11.1 一般规定


11.1.1 本章适用于多年冻土地区大、中型及冻土工程地质条件复杂的小型水利水电工程。

11.1.2 水利水电工程的附属建筑、对外交通、管道、架空送电线路工程的冻土工程地质勘察,应分别按本规范的第8、10、12、13章的规定执行。

11.1.3 水利水电冻土工程地质勘察应分为规划阶段、可行性研究阶段、初步设计阶段、招标设计阶段、施工详图设计阶段等五个勘察阶段。

11.2 规划阶段勘察


11.2.1 规划阶段的冻土工程地质勘察应对规划方案和拟建工程选址进行地质论证,并应提供冻土工程地质资料。

11.2.2 规划阶段冻土工程地质勘察基本任务应包括下列内容:
    1 初步了解规划区域内的冻土工程地质条件;
    2 进行冻土分区;
    3 初步了解规划河流、河段区域内的冻土工程地质条件,且应重点调查拟建工程的冻土工程地质条件。

11.2.3 规划阶段的冻土工程地质勘察工作应分为准备工作和工程地质勘察工作两部分,并应符合下列规定:
    1 准备工作应包括资料的搜集和整理、工作地区的现场踏勘、编写工程地质勘察工作大纲;
    2 工程地质勘察工作应包括了解规划河流、河段、渠线、灌区的冻土工程地质条件,并应重点了解拟建工程的冻土工程地质条件;应了解梯级坝址及水库的冻土工程地质条件和主要冻土工程地质问题,并应论证梯级兴建工程的冻土工程地质条件。

11.2.4 资料搜集应包括下列内容:
    1 规划区的区域地质、地形地貌;
    2 规划区的水文气象资料;
    3 规划设计的初步方案;
    4 规划区的冻土研究资料;
    5 区域开发程度、自然与人类活动的资料;
    6 工程地质和水文地质的基本资料;
    7 其他资料,如冻深图、卫片、航片等。

11.2.5 通过对搜集的资料进行整理分析和现场踏勘工作,应编写规划区内的冻土工程地质条件说明书。

11.2.6 冻土工程地质勘察工作大纲应根据规划阶段的设计工作大纲和勘测任务书的总体要求,结合冻土工程地质勘察具体要求进行编制。勘察工作大纲应包括规划区冻土勘察和枢纽区冻土勘察两部分。

11.2.7 规划区冻土工程地质勘察宜采用控制地段法进行,并应符合下列规定:
    1 应选择在气候、地质结构、地形地貌等方面典型的控制地段,该控制地段对规划区冻土条件应具有代表性,应能说明规划水利枢纽的冻土条件;
    2 控制地段应根据资料整理分析和踏勘后对规划区冻土条件得出的初步分区进行选择。控制地段应与规划水利枢纽相结合;控制地段的数量应根据规划区冻土研究的详细程度、河流大小、规划水利枢纽的多少、冻土条件的变化程度和地形地质条件等确定,宜选3个~5个;
    3 控制地段的范围不宜小于5km~10km,冻土工程地质测绘比例尺可选用1:50000~1:100000;
    4 规划区冻土工程地质勘察应采用现场踏勘,并应辅以调绘、浅井和小型钻探等综合勘探方法。

11.2.8 规划区的冻土工程地质勘察应了解多年冻土的分布、多年冻土的厚度及其上、下限的深度、季节融化深度、冻土的含水率和融化压缩性质以及各种冻土现象,对季节冻土还应了解季节冻结深度、土的冻胀性和地下水位变化情况。

11.2.9 枢纽区冻土工程地质测绘比例尺,峡谷区可选用1:5000~1:10000,丘陵平原区可选用1:10000~1:50000。冻土工程地质勘探可采用坑探、槽探、地球物理勘探、钻探等方法。沿坝址代表性轴线宜布置1个~3个钻孔,河床较为开阔的坝址,河床钻孔数量可相应增加。近期开发工程坝址或地质条件较为复杂的坝址宜布置3个~5个钻孔,其中两岸应至少各有1个钻孔。钻孔的深度应超过地温年变化深度。

11.2.10 引调水工程线路应进行冻土工程地质测绘,比例尺可选用1:10000~1:50000,测绘范围宜包括各比选线路两侧各0.5km~1.0km。应重点调查了解沿线及主要渠系建筑物的冻土工程地质条件和主要冻土工程地质问题。

11.2.11 防洪排涝工程冻土工程地质测绘比例尺可选用1:10000~1:50000,测绘范围应包括线路两侧各0.5km~1.0km。

11.2.12 灌区工程冻土工程地质测绘比例尺可选用1:10000~1:50000。灌排渠道及渠系建筑物测绘范围宜包括各比选线路两侧各0.5km~1.0km;灌区冻土水文地质测绘范围应根据灌区规划面积和所处的水文地质单元确定。

11.2.13 河道整治工程冻土工程地质测绘比例尺可选用1:10000~1:50000,测绘范围应包括河道整治地段内的所有工程建筑物,并应满足规划方案的需要。

11.2.14 对规划工程所需的天然建筑材料料场区应进行季节冻结深度、季节融化深度和多年冻土厚度调查。

11.2.15 规划阶段勘察应编制规划区的冻土工程地质勘察报告、冻土分区图,冻土分区图比例尺可采用1:50000,大型河流可采用1:100000。

11.3 可行性研究和初步设计阶段勘察


11.3.1 冻土工程地质勘察的主要任务应为冻土工程地质调查与测绘,并应作出冻土工程地质条件及其变化对周围环境影响的评价。工作范围应包括坝址区、引调水工程区、堤防区、水库区、天然建筑材料料场区等。

11.3.2 坝址区冻土工程地质测绘范围应包括各比选坝址、导流工程和枢纽建筑物等有关布置地段;测绘比例尺选择应根据拟建工程的重要性、规模、类型和冻土条件的复杂程度确定,冻土条件复杂地区可采用1:1000,中等复杂地区可采用1:2000,较单一的地区可采用1:5000。当比选地段相距超过2km时,可分段进行冻土工程地质测绘,其中间地段应进行较小比例尺的测绘。

11.3.3 坝址区冻土工程地质勘察应符合下列规定:
    1 应收集当地气象、水文、地温资料;
    2 应查明冻土及融土的平面分布规律、冻土的类型和温度、冻土层的厚度、土的季节冻结与季节融化深度、冻土构造特征、冻土现象、季节冻土和季节融化层土的冻胀性、冻结前及冻结期间地下水位变化、冻土的物理力学和热学性质;
    3 应对建筑物地基和接头部位冻土融化后强度的变化、渗透性的变化作出评价,并应提出冻土融化预防与整治方案的建议,对冻土条件复杂地段应作专门研究;
    4 除应利用规划阶段的钻孔外,尚应根据冻土分布的复杂程度确定是否增加钻孔或补充一部分浅孔和坑探、槽探。多年冻土地基勘探点间距应符合表11.3.3-1的规定,控制性勘探点数量不应少于勘探点总数的1/3。多年冻土地基勘探钻孔深度应符合表11.3.3-2的规定;
    5 应重点调查建筑物边坡可能出现冻融和其他外力作用而产生滑坡和融陷地段。

1133-1 多年冻土地基勘探点间距

冻土分布类型

钻孔间距(m)

可行性研究阶段

初步设计阶段

岛状(不连续)多年冻土区

30~40

15~25

大片(连续)多年冻土区

40~60

25~40

注:为查明多年冻土平面分界线时可加密勘探点。


表11.3.3-2 多年冻土地基勘探钻孔深度

冻土分布类型

钻孔类型

钻孔深度

岛状(不连续)多年冻土区

控制性钻孔

穿透下限进入稳定地层不小于5m,且孔深不小于20m

一般性钻孔

穿透下限,且孔深不小于15m

大片(连续)多年冻土区

控制性钻孔

一般场地大于15m;复杂场地大于25m

一般性钻孔

一般场地大于10m;复杂场地大于20m

    注:在钻探深度内遇到基岩时可减少钻孔深度。


11.3.4 引调水工程、堤防等长线路工程冻土工程地质测绘范围沿线两侧不应小于500m,测绘比例尺选择应根据冻土条件的复杂程度确定,可采用1:1000~1:5000。

11.3.5 引调水工程、堤防等长线路冻土工程地质勘察应符合下列规定:
    1 应收集工程沿线气象、水文、地温资料;
    2 应查明沿线地貌单元、冻土及融土的平面分布规律、冻土层的厚度及其垂直结构、土的季节冻结与季节融化深度、冻土类型、冻土温度、冻土构造特征、冻土现象、季节冻土和季节融化层土的冻胀性、冻土的物理力学和热学性质;
    3 应查明沿线井、泉的分布及地下水等情况;
    4 应对沿线冻土按冻胀性和融沉性进行分类;
    5 应根据冻土分布类型确定勘探点间距,岛状(不连续)多年冻土区勘探点间距不应大于50m,大片(连续)多年冻土区不应大于100m,钻孔深度根据工程需要及冻土条件确定。

11.3.6 水库区的冻土工程地质勘察应重点调查因冻土融化可能出现的大型滑坡、崩塌、危岩体及潜在不稳定岸坡的分布位置,并应评价其在天然情况及水库运行后的稳定性;冻土工程地质测绘的比例尺可与工程地质测绘的比例尺要求一致。

11.3.7 对于存在滑坡、渗透破坏性大、膨胀土和分散性土等冻土工程地质条件复杂地段,应作专门研究。

11.3.8 料场的冻土温度、季节融化与冻结深度和总含水率,可利用调查或钻孔测试资料确定,并应评价料场开采对冻土环境的影响。

11.3.9 冻土工程地质勘察报告应包括正文和附图两部分,并应符合下列规定:
    1 正文应包括下列内容:
        1)工作过程;
        2)水工建筑物主体工程和附属建筑物、引调水工程、水库区等工程部位冻土的分布、厚度、温度等;
        3)季节冻结和季节融化深度,冻土的物理力学和热学指标;
        4)冻土条件对工程建筑的影响;
        5)工程建筑对冻土环境影响的评价以及对设计的建议等。
    2 附图应包括下列内容:
        1)坝址、引调水线路或其他建筑物区冻土工程地质图和剖面图;
        2)冻土综合柱状图;
        3)冻土试验及地温观测图表;
        4)专门性问题的冻土工程地质图和典型断面的冻土剖面图;
        5)冻土现象的分布图。
    3 附图的比例尺宜与相应的冻土工程地质图比例尺相同,冻土条件简单的可互相合并。

11.4 招标设计和施工详图设计阶段勘察


11.4.1 招标设计和施工详图设计阶段的冻土工程地质勘察应在审查批准的初步设计报告基础上,复核、检验、核定前期勘察的地质资料,查明遗留的工程地质问题,补充论证专门性工程地质问题。

11.4.2 在主体建筑物区内,尚需查证和专门研究的地段应布置钻孔或坑探、槽探,并应取样做专门的补充试验。

11.4.3 冻土工程地质勘探钻孔和坑探、槽探的数量、间距、深度,应根据勘察任务和冻土条件的复杂程度确定。

11.4.4 冻土工程地质勘探应着重对地基和接头部位的冻土条件、冻土融化压缩性和渗透性作更详细的查证。

11.4.5 对水工建筑物区内及库区可能的滑坡、坍岸地段应继续进行观测和必要的补充勘察,并应对设计的防护工程冻土工程地质条件作出评价。

11.4.6 对土石坝特别是土心墙、斜墙的填筑过程中因冻胀、冻缩可能产生的裂缝、沉陷及其他现象,应提出处理措施的建议。

11.4.7 在施工过程中应对主要工程施工地段进行冻土稳定状况的监测。

11.4.8 施工结束后应编写施工中的冻土监测报告。

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12 管道冻土工程地质勘察


12.1 一般规定


12.1.1 本章适用于多年冻土地区输油、气、水管道线路及其穿跨越工程、站场、储罐的冻土工程地质勘察。

12.1.2 管道工程的冻土工程地质勘察可分为可行性研究(选线)勘察、初步勘察及详细勘察三个阶段。在冻土工程地质条件复杂地段,必要时应进行施工勘察,在条件简单或有建筑经验的地区,可简化勘察阶段。

12.1.3 管道工程的冻土工程地质勘察工作应沿管道中线进行,勘察范围应为中线两侧各100m,遇冻土现象发育地段时应加宽。

12.1.4 管道工程的冻土工程地质勘察应根据不同工程勘察阶段开展冻土工程地质调查与测绘、勘探、取样、试验、观测等工作。

12.1.5 多年冻土地区工程地质勘察应符合下列规定:
    1 勘察前应充分收集管道通过地段的自然条件、管道施工和运行条件等基本资料;
    2 应根据工程要求制定勘察方案,合理安排各勘察阶段的季节和时间,逐步查清多年冻土的工程地质条件和对管道工程有影响的冻土现象、成因、发展规律,并应评价其对管道工程的影响,对多年冻土地区管道工程建设方案应提出建议或意见;
    3 宜采用钻探、坑探、槽探、地球物理勘探等综合勘探方法;
    4 设计、施工所需要的各项参数,宜通过不同的测试方法综合测定,必要时可根据实际情况进行原位测试、模型试验和实体工程试验;
    5 应对勘察场地的冻土工程地质条件进行评价,并应对多年冻土地区管道工程设计、施工提出建议。

12.1.6 站场、阀室等建、构筑物工程地质勘察应按本规范第8章的规定执行。

12.2 可行性研究(选线)勘察


12.2.1 选线勘察阶段,应通过搜集资料、调查与测绘,对线路方案的冻土工程地质条件及拟选穿跨越地段的地基稳定性和适宜性作出评价,并应选择地形地质条件较好、冻土现象不发育、地基处理容易和安全经济的线路方案。

12.2.2 选线勘察工作应符合下列规定:
    1 应调查沿线的地形地貌、地质构造、地层岩性、冻土类型和特征、水文地质条件等,并应提供线路比选方案的冻土工程地质条件;
    2 越岭地段应重点调查各方案通过地段的地质构造、地层岩性、冻土特征、水文地质和冻土现象等,并应根据地质条件的比选结论推荐线路越岭方案;
    3 河流大中型穿跨越地段,应了解河流的冻结特征、冰汛以及有关冻土的物理力学参数和其对构筑物稳定性的影响;
    4 线路穿过的湖泊地段,应调查水位波动淹没范围、冻结和湖底融蚀变化以及地下水埋藏深度等,并应对线路影响方案作出评价。

12.2.3 选线阶段勘察报告应说明线路各方案冻土工程地质条件及其对线路的影响,并应提出线路方案的推荐意见。

12.2.4 多年冻土地区管道的站场、阀室等建、构筑物场址选择,宜避开高含冰量冻土地段、冻土现象发育地段以及对工程有直接危害或潜在威胁的地段。

12.3 初步勘察


12.3.1 线路初步勘察阶段,冻土工程地质勘察工作应包括下列内容:
    1 在可行性研究勘察资料的基础上,补充搜集管道通过地段的冻土工程地质及水文地质等资料;
    2 在分析、研究可行性研究阶段冻土工程地质分区资料的基础上,按不同的冻土工程地质分区和复杂程度、地貌单元和管道线路工程设计要求,布置勘探孔和冻土地温观测孔;
    3 初步查明管道沿线的多年冻土工程类型、分布范围及工程特性;对沿线多年冻土进行初步分区;
    4 初步查明管道沿线冻土现象类型、分布、成因与特征,评价其对管道工程的影响和危害;
    5 初步查明管道沿线地表水和地下水的类型、分布特征;
    6 应进行多年冻土地温观测,查明沿线多年冻土年平均地温特征,结合现场调查、勘探资料分析研究冻土工程地质条件,进行冻土工程地质地温分区;
    7 初步查明控制管道走向的冻土特殊地段、河流大中型穿跨越地段、越岭地段等的冻土工程地质条件;
    8 提供评价管道线路工程多年冻土工程地质条件所需的冻土试验成果和勘探资料。

12.3.2 线路初步勘察阶段的冻土工程地质勘探与测试应符合下列规定:
    1 勘探点的间距和深度应按表12.3.2的规定布置,且每一地貌单元不应少于一个勘探点;
    2 在预定勘探深度内遇见基岩时,应穿透强风化层至中等风化层内2m~3m;
    3 代表性多年冻土地段,应设置地温观测孔,地温长期观测孔应按地貌单元布置,其数量应根据冻土工程地质条件的复杂程度和冻土工程地质分区的需要确定,每5km~10km宜布置一个,深度应为15m~20m;
    4 每个勘探孔宜现场测定冻土上限。不同冻土工程地质地段应采取代表性土样、水样,相关的物理力学、热学试验和水质分析应按本规范表7.2.3选定。

表12.3.2 线路工程初步勘察阶段勘探点间距及深度

地基复杂程度

间距

孔深

一级(复杂地基)

300m~500m

不小于8m

二级(中等复杂)

500m~1000m

不小于8m或2倍的多年冻土区天然上限深度

三级(简单地基)

按地貌单元

多年冻土区天然上限以下1m~3m


12.3.3 穿越工程初步勘察阶段冻土工程地质勘探、测试应符合下列规定:
    1 应采用综合勘探方法,划分河流融区与多年冻土的界线;
    2 勘探点应布置在拟定的穿越中线位置的上游15m~20m处,勘探点间距应根据穿越工程地段的冻土工程地质条件的复杂性确定,宜为100m~200m,每一个方案不应少于3个,控制性勘探点数量不宜少于勘探点总数的1/3;
    3 勘探孔的深度应根据设计要求确定,一般性勘探孔深度自河底起算应为10m~20m,控制性勘探孔深度自河底起算应为20m~30m;当遇有高含冰量多年冻土层时,应加深或穿透;
    4 应采取岩样、土样进行冻土物理力学及热学性质分析试验;
    5 应采取地表水、地下水水样进行水质分析。

12.3.4 隧道工程初步勘察阶段的冻土工程地质勘探、测试应符合下列规定:
    1 应查明隧道通过地段多年冻土的分布、特征以及地下水的类型、补给、径流、排泄条件及动态特征;
    2 洞口及浅埋地段应有钻孔控制,洞身应根据地质条件的复杂程度布置钻孔;陆上隧道勘探点间距宜为400m~600m,水下隧道勘探点间距宜为100m~300m,地质条件复杂隧道不宜少于3个勘探点;
    3 陆上隧道勘探孔深度应达到隧道底板以下3m~10m,水下隧道勘探孔深度应达到隧道底板以下10m~20m,冻土条件复杂时可加深;
    4 长大隧道、地质条件复杂隧道,可根据需要进行地温、地下水和气温等项目的观测。

12.3.5 跨越工程初步勘察阶段的冻土工程地质勘探、测试应符合下列规定:
    1 勘探点在拟定的跨越中线布置,间距应为100m~200m,每个方案不应少于2个勘探点,冻土条件复杂或沟谷较宽时,不应少于3个勘探点,控制性勘探点数量不应少于勘探点总数的1/3;
    2 勘探点深度应按工程需要确定,并应符合本规范表8.3.4的规定;
    3 应根据工程需要测定冻土总含水率、密度及物理力学及热学性质,并应采取水样进行水质分析。

12.3.6 储罐工程场地多年冻土初步勘察勘探点的间距可按表12.3.6确定,局部异常地段应予以加密。

1236 储罐工程初步勘察阶段勘探点间距

地基复杂程度等级

勘探点间距(m)

一级(复杂地基)

50~100

二级(中等复杂地基)

75~150

三级(简单地基)

100~200

注:控制性勘探点数量不宜少于勘探点总数的1/5,每个地貌单元均应有控制性勘探点,且每个场地不应少于3个。


12.3.7 储罐工程多年冻土初步勘察勘探孔的深度,宜按表12.3.7确定。

表12.3.7 储罐工程初步勘察阶段勘探孔深度

储罐直径D(m)

勘探孔深度(m)

D<20

1.0D~1.5D

20≤D<30

0.8D~1.4D

30≤D<46

0.7D~1.2D

46≤D<60

0.6D~1.1D

60≤D<80

0.5D~1.0D

80≤D<100

0.5D~0.9D

D≥100

0.5D~0.9D

注:1 控制性钻孔采用大值,一般性钻孔采用小值;遇富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层高含冰量冻土或纯冰层取大值。
       2 在预定深度内遇基岩时,控制性孔应钻入中等风化层不少于3m,其他勘探孔达到中等风化层后即可终止钻进。
       3 当预定深度有饱冰冻土、含土冰层、纯冰层时,勘探孔深度应增加。

12.3.8 冻土初步勘察资料宜包括下列内容:
    1 文字部分应包括下列内容:
        1)工程概况和勘察工作概况;
        2)多年冻土分布和冻土工程地质条件;
        3)各类冻土的主要物理力学及热学参数;
        4)对冻土工程地质条件复杂地段和冻土现象发育地段提出建议和评价;
        5)提出下一步勘察中应解决的冻土工程问题。
    2 图表部分应包括下列内容:
        1)冻土工程地质分区图;
        2)线路冻土工程地质纵断面图;
        3)勘探、测试、观测及影像资料等。

12.4 详细勘察


12.4.1 线路详细勘察应在已确定的线路中线上进行,应详细查明沿线的冻土工程地质、水文地质条件和冻土现象,并应评价冻土工程地质条件,同时应提供设计所需要的冻土参数,应提出工程措施建议。

12.4.2 线路详细勘察阶段应包括下列内容:
    1 查明多年冻土的类型、分布范围及上限深度,必要时还应查明下限深度;
    2 查明多年冻土工程类型、厚度、总含水率、构造特征、物理力学和热学性质;
    3 查明多年冻土层上水、层间水和层下水的赋存形式、相互关系及其对工程的影响;
    4 查明多年冻土的融沉性分级和季节融化层土的冻胀性分级;
    5 查明冻土现象的形态特征、形成条件、分布范围、发生发展规律及其对工程的影响和危害程度;
    6 设立地温观测点,进行地温观测,查明多年冻土的年平均地温。

12.4.3 线路详细勘察阶段冻土工程地质勘察工作应符合下列规定:
    1 详细勘察阶段可采用钻探、坑探、槽探、地球物理勘探等综合勘探方法,勘探点间距及深度应能控制沿线地层和冻土分布,线路工程详细勘察阶段勘探点间距及深度可按表12.4.3确定;
    2 应在分析沿线多年冻土特征和冻土工程地质条件、分区情况的基础上,根据工程需要在高含冰量冻土区、冻土现象发育区段布置地温观测孔,孔深宜为15m~20m,并应进行长期地温观测;
    3 应采取各类冻土的代表性土样、水样进行试验,对冻土工程地质条件复杂地段,宜在现场进行冻土参数测定。

1243 线路工程详细勘察阶段勘探点间距及深度(m)

地基复杂程度

孔间距

孔深

一级(复杂地基)

200~300

10~15

二级(中等复杂)

300~400

8~10

三级(简单地基)

400~500

8(或2倍天然上限深度)

注:在预计勘探深度内遇基岩,钻孔深度宜进入中等风化岩层2m~3m。


12.4.4 穿越工程详细勘察阶段勘探点间距及深度应能控制沿线地层和冻土分布,冻土工程地质条件复杂地段应加密,勘探、取样和测试应符合下列规定:
    1 对于开挖穿越方式,勘探点应布置在穿越管道的中线上,偏离中心线不应大于3m,勘探点间距宜为30m~100m,勘探点深度宜钻至管道埋置深度以下3m~5m;
    2 对于非开挖的穿越方式,应在穿越管道的中线两侧15m~20m处各布置一条勘探线,两条勘探线上的勘探点应交错布置,勘探点投影到管道中线的间距宜为30m~100m,对地基复杂程度等级为一级时应取小值,三级时应取大值,勘探点深度宜钻至设计深度以下3m~5m,顶管穿越在竖井处应单独布置勘探点;
    3 采取冻土试样和原位测试的勘探点数量,宜占勘探孔总数的1/2~2/3。其取样竖向间距视冻土(岩)层结构、冻结地基土的均匀性确定,每个场地每一主要土层的试样或原位测试数据不应少于6件(组)。

12.4.5 隧道工程详细勘察,应符合下列规定:
    1 应查明隧道通过地段多年冻土工程地质条件、分布特征,以及地下水的类型、补给、排泄条件及动态特征,必要时应查明多年冻土的下限深度;
    2 隧道工程进出口应布置勘探点,洞身应根据地质条件的复杂程度布置勘探点,陆上隧道勘探点间距应为200m~400m,水下隧道勘探点间距应为50m~200m,每一隧道不应少于3个勘探点;
    3 勘探孔应布设于隧道两侧6m~8m处,对水下隧道勘探孔应布设于隧道两侧15m~20m处,并应按左右交错布置;
    4 陆上隧道勘探孔深度应超过隧道底板以下3m~10m,水下隧道勘探孔深度应超过隧道底板以下10m~20m,冻土条件复杂时可加深;
    5 长大隧道、地质条件复杂隧道,应根据工程需要进行地温、地下水和气温等项目的观测。

12.4.6 跨越工程详细勘察可采用综合勘探方法进行,勘探点的数量应按表12.4.6确定。

1246 跨越工程详细勘察阶段勘探点数量

地基复杂程度等级

管墩/塔架基础(个)

锚固墩(个)

一级(复杂地基)

4

2

二级(中等复杂)

3

1

三级(简单地基)

2

1


12.4.7 跨越工程详细勘察阶段勘探点的深度应符合下列规定:
    1 天然地基,勘探点深度应达到基础底面以下2倍~3倍的基础宽度,且不应小于8m或2倍的多年冻土上限深度;
    2 桩基勘探点深度宜达到桩端以下5m,遇有含土冰层、软弱土层、高含冰量土层时,应穿透该层,并应进入低含冰量冻土层深度不小于3m;
    3 当遇到基岩时,应钻入中等风化层内2m~3m,当强风化层很厚时,进入深度不应小于10m。

12.4.8 储罐工程详细勘察应查明每个储罐地基压缩层计算深度内的岩土分布及其物理力学性质,影响地基稳定的不良地质作用,以及地下水成因、类型、补给排泄条件和腐蚀性等。

12.4.9 储罐工程详细勘察的勘探工作,在低含冰量冻土地区且土层较薄地段勘探点的数量、间距应满足表12.4.9的规定;对冻土层厚度较大或高含冰量冻土地区储罐直径大于40m时,工程勘察应根据设计要求进行专项研究。

表12.4.9 储罐工程详细勘察阶段勘探点数量及布置方式

储罐直径D(m)

勘探点数量(个)

勘探点布置方式

D<20

1~3

可布置在罐中心或沿周边布置

20≤D<30

3~5

储罐中心1个,其余沿储罐周边均布

30≤D<46

5~7

46≤D<60

7~9

60≤D<80

9~13

储罐中心1个,其余按同心圆均布

87≤D<100

13~17

D≥100

≥23

注:1 地质条件复杂时,表中勘探点数量宜增加一级。
       2 表中同一级别下储罐直径大勘探点数量取大值,储罐直径小勘探点数量取小值。

12.4.10 储罐工程勘探孔深度应满足变形计算要求;在预计深度内当冻土层下伏为基岩时,应穿透冻土层,且应进入中等风化基岩2m~3m。

12.4.11 冻土详细勘察报告,应包括下列内容:
    1 文字部分应包括重点论述冻土和融区分布、特征,冻土工程类型和冻土构造,地下冰层分布特点,冻土物理力学性质,地基处理方案建议等内容;
    2 图表部分应包括修正完善全线的线路冻土工程地质分区图、冻土工程地质纵断面图、冻土工程地质横断面图及冻土工程地质柱状图,比例尺根据工程需要确定,勘探、测试、试验、地温观测等资料及其他有关图表。

12.5 施工勘察


12.5.1 在工程施工期间,发现新的冻土工程地质问题时,应进行施工勘察。

12.5.2 施工阶段的勘察宜包括下列内容:
    1 分析初勘、详勘资料,掌握沿线冻土工程地质条件及冻土现象,预测施工中可能遇到的冻土工程问题和冻土环境问题;
    2 根据施工中所遇到和发生的冻土工程问题,进行补充勘察,提出变更设计、工程处理措施的建议和施工注意事项;
    3 在工程施工期间,对预测到可能发生的冻土融沉、边坡滑塌等现象,应进行监测,并对冻土环境影响进行评价。

12.5.3 施工勘察阶段的资料应包括下列内容:
    1 文字部分应包括施工勘察报告包括施工勘察说明、施工中遇到的冻土工程问题、勘察过程及成果、处理措施、运营期间注意事项、监测布设情况等;
    2 图表部分应包括修正、补充线路多年冻土工程地质纵断面图和其他相关图表。

.

13 架空送电线路冻土工程地质勘察


13.1 一般规定


13.1.1 本章适用于多年冻土地区110kV及以上的高压架空送电线路等的冻土工程地质勘察。

13.1.2 架空送电线路的冻土工程地质勘察可分为可研勘察、初步勘察与施工图勘察三个阶段。

13.1.3 架空送电线路的冻土工程地质勘察应根据勘察阶段、线路复杂程度和勘察作业条件等因素采用综合性的勘察方法。

13.1.4 架空送电线路沿线冻土条件特别复杂,且通过常规勘察工作无法查明塔基岩土条件时,应开展施工勘察工作。

13.1.5 架空送电线路塔基的基础形式应结合沿线冻土工程地质条件、杆塔基础施工条件、杆塔类型及冻土地基的设计原则等因素综合确定。

13.1.6 冻土区架空线路工程的基础施工应做好基槽的检验工作,必要时应开展补充勘察工作。

13.2 可研勘察


13.2.1 可研勘察应调查了解线路走廊的冻土工程地质条件,并应论证拟选路径可行性与适宜性。

13.2.2 可研勘察阶段应进行下列工作:
    1 搜集各路径沿线区域冻土资料,包括冻土分布、类型、基本特征等;
    2 调查了解各路径沿线地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质条件等;
    3 调查了解各路径沿线冻土现象的类型、分布规律、发展趋势以及对拟建工程的影响;
    4 搜集各路径沿线地区冻土地基处理与设计等工程建设经验。

13.2.3 可研阶段勘察方法应是搜集资料和现场踏勘,内容应包括对路径方案进行比选分析,提出各路径的主要冻土工程问题,论证路径方案的适宜性和提出下阶段勘察工作建议。

13.3 初步勘察


13.3.1 初步勘察应确定线路重要跨越地段及塔基的初步基础方案。

13.3.2 勘察方法应以补充搜集资料结合现场踏勘调查为主,对于特殊设计的大跨越地段以及冻土现象发育地段,当上述工作不能满足要求时,可进行必要的工程地质测绘或适量的勘探工作。

13.3.3 初步勘察应包括下列内容:
    1 搜集标有线路路径方案的1:10000~1:50000比例尺地形图;
    2 调查地形地貌、多年冻土厚度、年平均地温、冻土工程类型、水文地质条件、冻土现象和冻土微地貌特征、季节冻结与季节融化深度等,并进行综合评价;
    3 对特殊设计的跨越大型沟谷、河流等地段,应查明两岸冻土地基在自然条件下的稳定性,并提出最优跨越方案。

13.3.4 选择架空送电线路路径及其大跨越地段时,应综合考虑气象、地形地貌、冻土分布状况、施工与交通条件、河流岸坡地带的地基稳定性等因素。

13.3.5 初步勘察报告应按地貌单元分区段论述各方案冻土工程地质条件,评价冻土现象的发育程度及其危害性,并应提出避让或整治措施建议,以及推荐最优线路路径方案。

13.4 施工图勘察


13.4.1 施工图勘察应在初步勘察的基础上进行线路定位勘察。

13.4.2 施工图勘察前应包括下列资料:
    1 勘察任务书,内容宜包括塔型、塔高、档距及对勘察的特殊要求等;
    2 设计部门编制的定位手册或有关文件;
    3 前期勘察报告、相关的勘察报告及其他相关资料。

13.4.3 施工图勘察对架空线路工程中的转角塔、耐张塔、终端塔及大跨越塔等重要塔基及冻土工程地质条件复杂地段,应逐基勘探,对直线塔和冻土工程地质条件简单的地段可隔1基~2基布置一个勘探点,并应符合下列规定:
    1 应查明塔基及其附近冻土工程类型、冻土现象、地下冰埋藏条件、冻融深度、水文地质和地表水情况,并应进行冻土的物理力学特性指标试验;
    2 应查明多年冻土地区内融区分布、成因及其与冻土条件、人类活动的关系;
    3 应查明多年冻土的年平均地温。

13.4.4 架空线路施工图勘察阶段应按地貌单元布置地温长期观测孔,并应进行地温观测,观测孔深度不应小于地温年变化深度。

13.4.5 施工图勘察的勘探孔深度应根据杆塔的受力性质、基础型式和冻土工程地质条件综合确定,并应符合下列规定:
    1 宜为基础埋深以下1倍~1.5倍基础底面宽度,且不应小于2倍~3倍的天然上限,遇高含冰量冻土时应予以加深或穿透;
    2 对于桩基础应超过桩端下2.0m;
    3 测量地温钻孔深度应为16.0m~20.0m。

13.4.6 施工图勘察报告应论述各个塔位的冻土工程地质条件,并应提出冻土地基的利用原则、测试报告、计算成果、钻孔柱状图、推荐的基础方案和施工时所采取的必要措施等。

附录A 中国冻土类型及分布


A.0.1 冻土可根据冻土冻结状态持续时间的长短按表A.0.1划分。

A01 冻土按冻结状态持续时间分类

类型

冻结状态持续时间(T)

地面温度(℃)特征

冻融特征

多年冻土

T≥2年

年平均地面温度≤0

季节融化

隔年冻土

1年≤T<2年

最低月平均地面温度≤0

季节冻结

季节冻土

T<1年

最低月平均地面温度≤0

季节冻结


A.0.2 多年冻土的类型和分布可按其形成和存在的自然条件不同,分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土。

A.0.3 在多年冻土地区可根据活动层与下卧土层的类别及其衔接关系,按表A.0.3的规定划分。

表A.0.3 季节活动层的类型和分布

类型

年平均地温(℃)

最大厚度(m)

下卧土层

分布地区

季节冻结层

>0

2~3(或更厚)

融土层或不衔接的多年冻土层

多年冻土区的融区地带

季节融化层

<0

2~3(或更厚)

衔接的多年冻土层

多年冻土区的大片多年冻土地带


附录B 冻土的含冰特征与定名


表B 冻土的含冰特征与定名

土类

含冰特征

冻土定名

未冻土

处于非冻结状态的土(岩)

按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021进行定名

——

冻土

肉眼看不见分凝冰的冻土(N)

胶结性差,易碎的冻土(Nf)

少冰冻土(S)

无过剩冰的冻土(Nbn)

胶结性良好的冻土(Nb)

有过剩冰的冻土(Nbc)

肉眼可见分凝冰,但冰层厚度小于25mm的冻土(V)

单个冰晶体或冰包裹体的冻土(Va)

在颗粒周围有冰膜的冻土(Vc)

多冰冻土(D)

不规划走向的冰条带冻土(Vr)

富冰冻土(F)

层状或明显定向的冰条带冻土(Vs)

饱冰冻土(B)

厚层冰

冰厚度大于25mm的含土冰层或纯冰层(ICE)

含土冰层(ICE+土类符号)

含土冰层(H)

纯冰层(ICE)

纯冰层(ICE)

附录C 冻土物理力学参数


C.0.1 冻土物理力学参数应由试验确定。当无试验条件时,可按本规范第C.0.3条选用。

C.0.2 冻土、未冻土热物理指标计算应符合下列规定:
    1 冻土和未冻土的容积热容量、导热系数和导温系数可按土类、天然含水率及干密度测定数值,可分别按表C.0.2-1~表C.0.2-4取值。高含水(冰)率土的导热系数在无实测资料时,可按表C.0.2-5取值。表列数值可线性插值。
    2 相变热可按下式计算:
式中:Q——相变热;
          θ——水的结晶或冰的融化潜热,一般热工计算中,取334.56kJ/kg;
          ρd——土的干密度;
          w——土的天然含水率(总含水率);
          wu——冻土中的未冻含水率。

    3 冻土中的未冻含水率,宜通过试验确定,无试验条件时,无外荷状态下可用下列公式估算:
式中:wp——塑限,以小数计;
          k——温度修正系数,以小数计,查表C.0.2-6;
          i——含冰率(冰质量与总水质量之比),以小数计,查表C.0.2-6:
          T——温度(℃)。

表C.0.2-1 草炭粉质黏土计算热参数取值

ρd


(kg/m³)

ω

(%)

kJ/(m³·℃)

W/(m·℃)

㎡/h

Cu

Cf

λu

λf

αu

αf

400

30

  

50

  

70

  

90

  

110

  

130

903.3

  

1237.9

  

1572.4

  

1907.0

  

2241.6

  

2576.1

710.9

  

878.2

  

1045.5

  

1212.8

  

1380.1

  

1547.3

0.13

  

0.19

  

0.23

  

0.29

  

0.35

  

0.41

0.13

  

0.22

  

0.37

  

0.53

  

0.72

  

0.88

0.00050

  

0.00052

  

0.00054

  

0.00056

  

0.00057

  

0.00057

0.00062

  

0.00092

  

0.00126

  

0.00159

  

0.00187

  

0.00206

500

30

  

50

  

70

  

90

  

110

  

130

1129.1

  

1547.3

  

1965.5

  

2383.7

  

2801.9

  

3220.1

890.8

  

1099.9

  

1309.0

  

1518.1

  

1727.2

  

1936.3

0.17

  

0.24

  

0.32

  

0.41

  

0.49

  

0.56

0.17

  

0.31

  

0.51

  

0.74

  

1.00

  

1.24

0.00054

  

0.00056

  

0.00059

  

0.00061

  

0.00062

  

0.00063

0.00069

  

0.00130

  

0.00140

  

0.00176

  

0.00208

  

0.00231

600

30

  

50

  

70

  

90

  

110

  

130

1355.0

  

1856.6

  

2358.6

  

2860.5

  

3362.3

  

3864.2

1066.4

  

1317.3

  

1568.3

  

1819.2

  

2070.1

  

2321.0

0.22

  

0.31

  

0.42

  

0.53

  

0.63

  

0.75

0.22

  

0.42

  

0.68

  

0.99

  

1.32

  

1.61

0.00057

  

0.00061

  

0.00064

  

0.00067

  

0.00068

  

0.00068

0.00076

  

0.00115

  

0.00156

  

0.00196

  

0.00229

  

0.00251

700

30

  

50

  

70

  

90

  

110

  

130

1580.8

  

2166.3

  

2375.4

  

3337.2

  

3922.7

  

4508.2

1246.2

  

1539.0

  

1831.7

  

2124.5

  

2417.2

  

2709.9

0.27

  

0.39

  

0.53

  

0.66

  

0.79

  

0.92

0.30

  

0.56

  

0.88

  

1.26

  

1.67

  

2.01

0.00061

  

0.00066

  

0.00070

  

0.00071

  

0.00073

  

0.00073

0.00087

  

0.00130

  

0.00174

  

0.00214

  

0.00250

  

0.00277

800

30

  

50

  

70

  

90

  

110

  

130

1806.6

  

2475.7

  

3144.9

  

3814.0

  

4483.1

  

5152.2

1421.9

  

1756.4

  

2091.0

  

2425.6

  

2760.1

  

3094.7

0.32

  

0.48

  

0.64

  

0.80

  

0.96

  

1.10

0.37

  

0.68

  

1.09

  

1.55

  

2.05

  

2.47

0.00065

  

0.00070

  

0.00073

  

0.00076

  

0.00077

  

0.00078

0.00094

  

0.00141

  

0.00187

  

0.00232

  

0.00268

  

0.00288

900

30

  

50

  

70

  

90

  

110

  

130

1171.0

  

2785.2

  

3538.0

  

4290.7

  

5043.5

  

5796.3

1342.4

  

1978.1

  

2354.5

  

2370.8

  

3107.2

  

3483.6

0.38

  

0.57

  

0.75

  

0.95

  

1.14

  

1.32

0.46

  

0.85

  

1.32

  

1.63

  

2.46

  

2.92

0.00068

  

0.00073

  

0.00077

  

0.00080

  

0.00082

  

0.00082

0.00103

  

0.00153

  

0.00203

  

0.00249

  

0.00286

  

0.00302

注:ρd为干密度;w为含水率;λ为导热系数;α为导温系数;C为容积热容量;脚标u为未冻土、f为冻土。


表C.0.2-2 粉土、粉质黏土计算热参数取值

ρd


(kg/m³)

ω

(%)

kJ/(m³·℃)

W/(m·℃)

㎡/h

Cu

Cf

λu

λf

αu

αf

1200

5

  

10

  

15

  

20

  

25

  

30

  

35

1254.6

  

1505.6

  

1756.4

  

2007.4

  

2258.3

  

2509.2

  

2760.1

1179.3

  

1405.2

  

1530.5

  

1656.1

  

1781.5

  

1907.0

  

2032.5

0.26

  

0.43

  

0.58

  

0.67

  

0.72

  

0.79

  

0.86

0.26

  

0.41

  

0.58

  

0.79

  

1.04

  

1.28

  

1.45

0.00073

  

0.00102

  

0.00119

  

0.00121

  

0.00114

  

0.00113

  

0.00112

0.00076

  

0.00104

  

0.00137

  

0.00171

  

0.00210

  

0.00240

  

0.00257

1300

5

  

10

  

15

  

20

  

25

  

30

  

35

1359.2

  

1631.0

  

1902.8

  

2174.6

  

2446.5

  

2718.3

  

2990.1

1279.7

  

1522.2

  

1660.3

  

1794.0

  

1932.1

  

2065.9

  

2203.9

0.30

  

0.50

  

0.71

  

0.79

  

0.84

  

0.90

  

0.97

0.29

  

0.48

  

0.71

  

0.92

  

1.21

  

1.46

  

1.67

0.00080

  

0.00111

  

0.00133

  

0.00131

  

0.00123

  

0.00119

  

0.00118

0.00080

  

0.00112

  

0.00147

  

0.00185

  

0.00225

  

0.00255

  

0.00274

1400

5

  

10

  

15

  

20

  

25

  

30

  

35

1463.7

  

1756.4

  

2049.8

  

2341.9

  

2634.7

  

2927.4

  

3220.1

1375.9

  

1639.3

  

1785.7

  

1932.1

  

2496.7

  

2224.8

  

2371.2

0.36

  

0.59

  

0.84

  

0.94

  

0.97

  

1.06

  

1.18

0.35

  

0.57

  

0.79

  

1.06

  

1.39

  

1.68

  

1.93

0.00087

  

0.00122

  

0.00146

  

0.00144

  

0.00133

  

0.00132

  

0.00132

0.00090

  

0.00122

  

0.00158

  

0.00196

  

0.00241

  

0.00273

  

0.00292

1500

5

  

10

  

15

  

20

  

25

  

30

  

35

1568.3

  

1881.9

  

2191.4

  

2509.2

  

2822.9

  

3136.9

  

3450.2

1476.2

  

1756.4

  

1907.0

  

2070.1

  

2229.0

  

2383.7

  

2542.7

0.41

  

0.67

  

0.96

  

1.09

  

1.13

  

1.24

  

1.36

0.41

  

0.65

  

0.91

  

1.22

  

1.58

  

1.89

  

2.12

0.00093

  

0.00128

  

0.00158

  

0.00157

  

0.00144

  

0.00143

  

0.00142

0.00098

  

0.00132

  

0.00171

  

0.00212

  

0.00255

  

0.00285

  

0.00301

1600

5

  

10

  

15

  

20

  

25

  

30

  

35

1672.8

  

2425.6

  

2541.9

  

2676.5

  

3011.0

  

3345.6

  

3680.2

1572.4

  

1873.5

  

2040.8

  

2208.1

  

2375.4

  

2542.7

  

2709.9

0.46

  

0.78

  

1.11

  

1.24

  

1.28

  

1.42

  

1.54

0.46

  

0.74

  

1.02

  

1.38

  

1.80

  

2.12

  

2.40

0.00101

  

0.00140

  

0.00172

  

0.00167

  

0.00152

  

0.00152

  

0.00151

0.00105

  

0.00142

  

0.00181

  

0.00225

  

0.00273

  

0.00301

  

0.00320


表C.0.2-3 含碎石粉质黏土计算热参数取值

ρd


(kg/m³)

ω

(%)

kJ/(m³·℃)

W/(m·℃)

㎡/h

Cu

Cf

λu

λf

αu

αf

1200

3

  

7

  

10

  

13

  

15

  

17

1154.2

  

1355.0

  

1505.5

  

1656.1

  

1756.4

  

1856.8

1053.9

  

1154.2

  

1229.5

  

1304.8

  

1355.0

  

1405.2

0.23

  

0.34

  

0.43

  

0.53

  

0.59

  

0.60

0.22

  

0.37

  

0.52

  

0.71

  

0.85

  

0.94

0.00072

  

0.00091

  

0.00103

  

0.00116

  

0.00121

  

0.00126

0.00077

  

0.00115

  

0.00152

  

0.00196

  

0.00226

  

0.00242

1400

3

  

7

  

10

  

13

  

15

  

17

1346.6

  

1580.8

  

1756.4

  

1932.1

  

2049.2

  

2166.3

1229.5

  

1346.6

  

1434.4

  

1522.2

  

1580.8

  

1639.3

0.34

  

0.50

  

0.65

  

0.79

  

0.88

  

0.92

0.32

  

0.53

  

0.74

  

0.97

  

1.14

  

1.24

0.00089

  

0.00115

  

0.00133

  

0.00148

  

0.00155

  

0.00153

0.00097

  

0.00144

  

0.00186

  

0.00230

  

0.00259

  

0.00273

1600

3

  

7

  

10

  

13

  

15

  

17

1539.0

  

1806.6

  

2007.4

  

2208.1

  

2341.9

  

2475.7

1405.2

  

1539.0

  

1639.3

  

1739.7

  

1806.6

  

1873.5

0.46

  

0.68

  

0.89

  

1.10

  

1.28

  

1.42

0.45

  

0.74

  

1.00

  

1.29

  

1.45

  

1.57

0.00107

  

0.00138

  

0.00161

  

0.00180

  

0.00187

  

0.00196

0.00117

  

0.00173

  

0.00220

  

0.00266

  

0.00290

  

0.00302

1800

3

  

7

  

10

  

13

  

15

  

17

1731.3

  

2032.5

  

2258.3

  

2484.1

  

2634.7

  

2785.2

1580.8

  

1731.3

  

1844.3

  

1957.2

  

2032.5

  

2107.7

0.60

  

0.92

  

1.17

  

1.45

  

1.60

  

1.71

0.60

  

0.97

  

1.31

  

1.65

  

1.82

  

1.93

0.00125

  

0.00162

  

0.00187

  

0.00210

  

0.00219

  

0.00221

0.00238

  

0.00243

  

0.00256

  

0.00303

  

0.00323

  

0.00328


表C.0.2-4 砾砂计算热参数取值

ρd


(kg/m³)

ω

(%)

kJ/(m³·℃)

W/(m·℃)

㎡/h

Cu

Cf

λu

λf

αu

αf

1400

2

  

6

  

10

  

14

  

18

1229.5

  

1463.7

  

1697.9

  

1932.1

  

2166.3

1083.1

  

1200.2

  

1317.3

  

1434.4

  

1555.5

0.42

  

0.96

  

1.17

  

1.29

  

1.39

0.49

  

1.14

  

1.43

  

1.67

  

1.86

0.00123

  

0.00236

  

0.00240

  

0.00240

  

0.00227

0.00162

  

0.00342

  

0.00341

  

0.00420

  

0.00431

1500

2

  

6

  

10

  

14

  

18

1317.3

  

1568.3

  

1819.2

  

2070.1

  

2321.0

1162.6

  

1288.1

  

1413.5

  

1539.0

  

1664.4

0.50

  

1.09

  

1.30

  

1.44

  

1.52

0.59

  

1.32

  

1.60

  

1.87

  

2.08

0.00136

  

0.00251

  

0.00258

  

0.00251

  

0.00237

0.00184

  

0.00370

  

0.00408

  

0.00438

  

0.00450

1600

2

  

6

  

10

  

14

  

18

1405.2

  

1672.8

  

1940.4

  

2208.1

  

2468.4

1237.9

  

1371.7

  

1505.5

  

1639.3

  

1773.2

0.61

  

1.28

  

1.48

  

1.64

  

1.69

0.73

  

1.60

  

1.86

  

2.15

  

2.35

0.00156

  

0.00174

  

0.00275

  

0.00267

  

0.00247

0.00213

  

0.00421

  

0.00444

  

0.00472

  

0.00479

1700

2

  

6

  

10

  

14

  

18

1493.0

  

1777.4

  

2061.7

  

2346.1

  

2630.5

1317.3

  

1459.5

  

1601.7

  

1743.9

  

1886.1

0.77

  

1.47

  

1.68

  

1.84

  

1.95

0.94

  

1.91

  

2.20

  

2.48

  

2.69

0.00185

  

0.00299

  

0.00294

  

0.00284

  

0.00266

0.00252

  

0.00473

  

0.00496

  

0.00513

  

0.00514

1800

2

  

6

  

10

  

14

  

18

1580.8

  

1882.7

  

2183.0

  

2484.1

  

2785.2

1392.6

  

1543.2

  

1693.7

  

1844.3

  

1994.8

0.95

  

1.71

  

1.91

  

2.09

  

2.18

1.19

  

2.27

  

2.61

  

2.85

  

3.05

0.00217

  

0.00327

  

0.00317

  

0.00302

  

0.00285

0.00309

  

0.00531

  

0.00556

  

0.00558

  

0.00551


表C.0.2-5 高含水(冰)率土的导热系数

红色粉质黏土

黄色粉土

青海风火山

兰州

ρd

  

(kg/m³)

ω

  

(%)

W/(m·℃)

ρd

  

(kg/m³)

ω

  

(%)

W/(m·℃)

λu

λf

λu

λf

380

202.4

0.73

2.15

400

200.0

——

2.13

680

109.2

0.94

2.06

700

100.0

——

2.08

900

78.2

1.03

1.97

1000

55.8

——

2.05

1000

60.0

1.08

1.95

1200

40.0

1.94

2.02

1100

50.0

1.08

1.95

1400

35.0

1.86

1.91

1200

44.9

1.09

1.88

1400

30.0

1.72

1.81

1200

34.3

1.09

1.67

——

——

——

——

草炭粉土

草根(皮)

草炭粉质黏土

西藏两道河

西藏两道河

东北满归

ρd

(kg/m³)

ω

(%)

W/(m·℃)

ρd

(kg/m³)

ω

(%)

W/(m·℃)

ρd

(kg/m³)

ω

(%)

W/(m·℃)

λu

λf

λu

λf

λu

λf

100

960.0

——

1.86

100

840

——

1.62

100

884.0

——

1.68

200

428.8

——

2.16

200

400

0.68

1.86

200

423.2

——

1.91

300

300.0

——

2.25

200

300

0.57

1.32

300

260.3

0.51

1.90

300

284.4

——

1.98

200

250

0.46

0.86

350

213.5

0.45

1.46

400

180.8

——

2.03

200

200

0.39

0.65

350

200.0

0.43

1.30

500

143.3

——

2.06

200

150

0.27

0.46

350

119.3

0.31

0.57

700

138.1

——

2.13

200

100

0.23

0.26

400

175.2

0.55

1.58

——

——

——

——

300

250

0.65

1.65

400

100.0

0.36

0.80

——

——

——

——

300

180

0.45

1.07

——

——

——

——

——

——

——

——

300

150

0.41

0.93

——

——

——

——

——

——

——

——

300

130

0.36

0.68





——

——

——

——

300

110

0.36

0.57






表C.0.2-6 不同温度下的修正系数和结冰率数值表

土名

塑性指标

i,k

温度T(℃)

-0.2

-0.5

-1.0

-2.0

-3.0

-5.0

-10

砂土

——

i

0.65

0.78

0.85

0.92

0.93

0.95

0.98

粉土

Ip≤10

k

0.7

0.50

0.30

0.20

0.15

0.15

0.10

粉质黏土

10<Ip≤13

k

0.9

0.65

0.50

0.40

0.35

0.30

0.25

13<Ip≤17

k

1.0

0.80

0.70

0.60

0.50

0.45

0.40

黏土

17<Ip

k

1.1

0.90

0.80

0.70

0.60

0.55

0.50

泥炭粉质黏土

15<Ip≤17

k

0.5

0.40

0.35

0.30

0.25

0.25

0.20

注:表中粉质黏土Ip>13及黏土Ip>17两档数据仅供参考。


C.0.3 冻土强度指标应符合下列规定:
    1 冻土地基承载能力,可根据规范规定的建筑物安全等级要求进行试验确定。不能进行原位试验确定时,冻土承载力特征值可按表C.0.3-1确定。

表C.0.3-1 冻土承载力特征值fa(kPa)

土名地温(℃)

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

-3.0

碎砾石类土

800

1000

1200

1400

1600

1800

砾砂、粗砂

650

800

950

1100

1250

1400

中砂、细砂、粉砂

500

650

800

950

1100

1250

黏土、粉质黏土、粉土

400

500

600

700

800

900

含土冰层

100

150

200

250

300

350

注:1 冻土“极限承载力”按表数值乘以2。
       2 表中数值适用于本规范“多年冻土的融沉性分级表3.2.2”中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的冻土工程类型。
       3 冻土含水率属于本规范表3.2.2中Ⅳ类时,黏性土取值乘以0.8~0.6,含水率接近Ⅲ类取值乘以0.8,接近Ⅴ类取值乘以0.6,中间取中值。块卵石土、碎砾石土和砂土取值乘以0.6~0.4,含水率接近Ⅲ类取值乘以0.6,接近Ⅴ类取值乘以0.4,中间取中值。
       4 含土冰层指包裹冰含率为0.4~0.6。
       5 当含水率小于或等于未冻水率,按不冻土取值。
       6 表中温度是使用期间基础底面下的最高地温。
       7 本表不适用于盐渍化冻土、冻结泥炭化土。


    2 在无试验资料的情况下,桩端冻土承载力值应按表C.0.3-2确定,盐渍化冻土应按表C.0.3-3确定,冻结泥炭化土应按表C.0.3-4确定。


表C.0.3-2 桩端冻土端阻力特征值qfpa(kPa)

土名

桩沉入深度(m)

不同温度(℃)时的承载特征值(kPa)

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

-3.0

-3.5

土含冰量<0.2

碎石土

任意深度

3500

4000

4300

4500

4800

5300

粗砂、中砂

任意深度

2100

2400

2500

2700

2800

3100

细砂、粉砂

3~5

1400

1500

1700

1900

1900

2000

10

1650

1750

2000

2100

2200

2300

15及15以上

1800

1900

2200

2300

2400

2500

粉土

3~5

1100

1200

1300

1400

1500

1700

10

1250

1350

1450

1600

1700

1900

15及15以上

1400

1500

1600

1800

1900

2100

粉质黏土及黏土

3~5

850

950

1100

1200

1300

1400

10

950

1100

1250

1350

1450

1600

15及15以上

1100

1250

1400

1500

1600

1800

土含冰量0.2~0.4

上述各类土

3~5

600

750

850

950

1000

1100

10

700

800

900

1000

1050

1150

15及15以上

750

850

950

1050

1100

1300


表C.0.3-3 桩端盐渍化冻土端阻力特征值qfpa(kPa)

土的盐渍度(%)

不同温度(℃)时的承载特征值(kPa)

-1

-2

-3

-4

桩沉入深度(m)

3~5

10

≥15

3~5

10

≥15

3~5

10

≥15

3~5

10

≥15

细砂和中砂

0.10

  

0.20

  

0.30

  

0.50

500

  

150

  

——

  

——

600

  

250

  

——

  

——

850

  

350

  

——

  

——

650

  

250

  

150

  

——

850

  

350

  

200

  

——

950

  

450

  

300

  

——

800

  

350

  

250

  

150

950

  

450

  

350

  

200

1050

  

600

  

450

  

300

900

  

500

  

350

  

250

1150

  

600

  

450

  

300

1250

  

750

  

550

  

400

粉土

0.15

  

0.30

  

0.50

  

1.00

500

  

300

  

——

  

——

650

  

350

  

——

  

——

750

  

450

  

——

  

——

800

  

550

  

300

  

——

950

  

650

  

350

  

——

1050

  

800

  

450

  

——

1050

  

750

  

500

  

200

1200

  

900

  

550

  

250

1350

  

1050

  

650

  

350

1350

  

1000

  

650

  

350

1550

  

1150

  

750

  

450

1700

  

1300

  

900

  

550

粉质黏土

0.20

  

0.50

  

0.75

  

1.00

450

  

150

  

——

  

——

500

  

250

  

——

  

——

650

  

450

  

——

  

——

700

  

350

  

200

  

150

800

  

450

  

250

  

200

950

  

550

  

350

  

300

900

  

550

  

350

  

300

1050

  

650

  

450

  

350

1200

  

750

  

550

  

450

1150

  

750

  

500

  

400

1300

  

850

  

600

  

500

1400

  

1000

  

750

  

650

注:1 表列设计值适用于包裹冰含冰率小于0.2的盐渍化冻土。
       2 柱式基础底面的设计值允许按本表桩沉入深度3m~5m采用。


表C.0.3-4 含植物残渣和泥炭混合物(冻结泥炭化土)端阻力特征值qfpa(kPa)

土的泥炭化程度ξ

不同温度(℃)时的承载特征值(kPa)

-1

-2

-3

-4

-6

-8

砂土

0.03<ξ≤0.10

  

0.10<ξ≤0.25

  

0.25<ξ≤0.60

250

  

190

  

130

550

  

430

  

310

900

  

800

  

460

1200

  

860

  

650

1500

  

1000

  

750

1700

  

1150

  

850

粉土、黏性土

0.05<ξ≤0.10

  

0.10<ξ≤0.25

  

0.25<ξ≤0.60

  

ξ>0.60

200

  

150

  

100

  

60

480

  

350

  

280

  

220

700

  

540

  

430

  

320

1000

  

700

  

570

  

450

1160

  

820

  

670

  

520

1330

  

940

  

760

  

590


    3 冻土和基础间的冻结强度应在现场进行原位测定,或在专门试验设备条件下进行试验测定。若无试验资料时,可按冻结地基土的土质、冻土含水率和地温指标由表C.0.3-5确定。地基土的分类应按本规范表3.2.2确定。盐渍化冻土与基础间的冻结强度特征值可按表C.0.3-6确定。含植物残渣和泥炭混合物的冻结泥炭化土与基础间的冻结强度特征值可按表C.0.3-7确定。表C.0.3-5~表C.0.3-7可用于混凝土或钢筋混凝土基础。不同材料的基础与冻土间的冻结强度,可按表C.0.3-8进行修正,其不同材质基础表面状态修正系数可按表C.0.3-8确定。


表C.0.3-5 冻土和基础间的冻结强度特征值fca(kPa)

类别

不同温度(℃)时的承载特征值(kPa)

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

-3.0

粉土、黏性土

  

  

Ⅰ、Ⅳ

  

85

  

60

  

40

  

30

115

  

80

  

60

  

40

145

  

100

  

70

  

50

170

  

120

  

85

  

55

200

  

140

  

100

  

65

砂土

  

  

Ⅰ、Ⅳ

  

100

  

80

  

50

  

30

130

  

100

  

70

  

35

165

  

130

  

85

  

40

200

  

155

  

100

  

50

230

  

200

  

115

  

60

砾石土(<0.075mm)粒径含量(≤10%)

  

  

Ⅰ、Ⅳ

  

80

  

60

  

50

  

30

100

  

80

  

60

  

40

130

  

100

  

70

  

45

155

  

120

  

85

  

55

180

  

135

  

95

  

65

砾石土(<0.075mm)粒径含量(≤10%)

  

  

Ⅰ、Ⅳ

  

85

  

70

  

50

  

30

115

  

90

  

70

  

35

150

  

115

  

85

  

45

170

  

140

  

95

  

55

200

  

160

  

115

  

60

注:1 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类含水率的判别可按本规范表3.2.2确定。
       2 插入桩侧面冻结强度按Ⅳ类土取值。


表C.0.3-6 盐渍化冻土与基础间的冻结强度特征值fca(kPa)

土的盐渍度(%)

不同温度(℃)时的承载特征值(kPa)

-1

-2

-3

-4

细砂、中砂

0.10

  

0.20

  

0.30

  

0.50

70

  

50

  

40

  

——

110

  

80

  

70

  

50

150

  

110

  

90

  

80

190

  

140

  

120

  

100

粉土

0.15

  

0.30

  

0.50

  

1.00

80

  

60

  

30

  

——

120

  

90

  

60

  

——

160

  

130

  

100

  

50

210

  

170

  

130

  

80

粉质黏土

0.20

  

0.50

  

0.75

  

1.00

60

  

30

  

——

  

——

100

  

50

  

——

  

——

130

  

90

  

80

  

70

180

  

120

  

110

  

100


表C.0.3-7 含植物残渣和泥炭混合物的冻结泥炭化土与基础间的冻结强度特征值fca(kPa)

土的泥炭化程度ξ

不同温度(℃)时的承载特征值(kPa)

-1

-2

-3

-4

-6

-8

砂土

0.03<ξ≤0.10

  

0.10<ξ≤0.25

  

0.25<ξ≤0.60

90

  

50

  

35

130

  

90

  

70

160

  

120

  

95

210

  

160

  

130

250

  

185

  

150

280

  

210

  

170

粉质黏土

0.05<ξ≤0.10

  

0.10<ξ≤0.25

  

0.25<ξ≤0.60

  

ξ>0.60

60

  

35

  

25

  

20

100

  

60

  

50

  

40

130

  

90

  

80

  

75

180

  

120

  

105

  

95

210

  

140

  

125

  

110

240

  

160

  

140

  

125


表C.0.3-8 不同材质基础表面状态修正系数

基础材质及表面状况

木质

金属(表面未处理)

金属或混凝土表面涂工业凡士林或渣油

金属或混凝土增大表面粗糙度

预制混凝土

修正系数

0.90

0.56

0.40

1.20

1.00


    4 冻胀力作用下基础稳定性验算的冻胀力值应由试验确定,在无条件时,切向冻胀力标准值可按表C.0.3-9选用,水平冻胀力标准值可按表C.0.3-10选用。


C03-9 切向冻胀力标准值τd(kPa)

冻胀类别

弱冻胀

冻胀

强冻胀

特强冻胀

单位切向冻胀力

30≤τd≤60

60<τd≤80

80<τd≤120

120<τd≤150


C03-10 水平冻胀力标准值σh(kPa)

冻胀等级

不冻胀

弱冻胀

冻胀

强冻胀

特强冻胀

冻胀率η(%)

η≤1

1<η≤3.5

3.5<η≤6

6<η≤12

η>12

水平冻胀力

σh<15

15≤σh<70

70≤σh<120

120≤σh<200

σh>200


C.0.4 冻土融化和压缩指标应符合下列规定:

    1 冻土地基融化时沉降计算中的融化下沉系数和压缩指标,应以试验确定。对均质的冻结细粒土可在试验室条件下,用专门的试验装置确定。
    2 如没有试验条件和资料时,冻土融化下沉系数δ0可依据冻结地基土的土质、物理力学性质,按下列公式计算:
        1)按本规范表3.2.2中地基土含水率判别的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类土,冻土融化下沉系数δ0应按下式计算:
式中:a1——系数,按表C.0.4-1确定;
          w0——起始冻土融化下沉含水率,可按表C.0.4-1确定。

C04-1 a1w0

土质

砾石、碎石土

砂类土

粉土、粉质黏土

黏土

a1

0.5

0.6

0.7

0.6

w0(%)

11.0

14.0

18.0

23.0


注:1 对于粉黏粒含量小于15%时a1取0.4。
       2 黏性土w0按式C.0.4-2计算值与表C.0.4-1所列值不同时,取小值。
        2)对于黏性土,其塑限含水率wp,可按下式进行计算:


        3)按本规范表3.2.2中地基土含水率判别为Ⅴ类土,其融化下沉系数δ0应按下列公式计算:


式中:wc——对于粗颗粒土可用w0代替wp,无试验资料时,可按表C.0.4-2取值;
          δ′0——对应于w=wc时的δ0值可按公式(C.0.4-1)计算,无试验资料时,可按表C.0.4-2取值。

C04-2 wcδ′0

土质

砾石、碎石土

砂类土

粉土、粉质黏土

黏土

wc(%)

46

49

52

58

δ′0(%)

18

20

25

20

注:对于粉黏粒含量小于15%时,wc直线段至曲线段的拐点含水率,取44%,δ′0可取14%。


        4)按本规范表3.2.2中地基土含水率判别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类土,其融化下沉系数δ0与冻土干密度ρd关系,可按下式确定:

式中:α2——系数,按表C.0.4-3确定;
          ρd0——起始融沉干密度,大致相当于或略大于最佳干密度。
    无试验资料时,可按表C.0.4-3取值。

C04-3 α2ρd0

土质

砾石、碎石土

砂类土

粉土、粉质黏土

黏土

α2

25

30

40

50

ρd0(t/m³)

1.95

1.80

1.70

1.65

注:对于粉黏粒含量小于15%时,α2取20,ρd0可取2.0t/m³。


        5)按本规范表3.2.2中地基土含水率判别为Ⅴ类土,其融化下沉系数δ0与冻土干密度ρd关系,可按下式确定:


    式中:ρdc——对应于w=wc的冻土干密度,无试验资料时,按表C.0.4-4取值。

C04-4 ρdc

土质

砾石、碎石土

砂类土

粉土、粉质黏土

黏土

ρdc(t/m³)

1.16

1.10

1.05

1.00

    注:对于粉黏粒含量小于15%时,ρdc可取1.2t/m³。


    3 要求现场测定冻土含水率w及干密度ρdc,分别计算冻土融化下沉系数δ0值,应取大值作为设计值。
    4 冻土融化后的体积压缩系数mv可按表C.0.4-5确定。

表C.0.4-5 各类冻土融化后体积压缩系数mv(MPa-1)

冻土ρd(t/m³)mv(MPa-1)土质及压力(KPa)

砾石、碎石土

Po=10~110

砂类土Po=10~210

黏性土

Po=10~210

草皮

Po=10~210

2.10

0.00

——

——

——

2.00

0.10

——

——

——

1.90

0.20

0.00

0.00

——

1.80

0.30

0.12

0.15

——

1.70

0.30

0.24

0.30

——

1.60

0.40

0.36

0.45

——

1.50

0.40

0.48

0.60

——

1.40

0.40

0.48

0.75

——

1.30

——

0.48

0.75

0.40

1.20

——

0.48

0.75

0.45

1.10

——

——

0.75

0.60

1.00

——

——

——

0.75

0.90

——

——

——

0.90

0.80

——

——

——

1.05

0.70

——

——

——

1.20

0.60

——

——

——

1.30

0.50

——

——

——

1.50

0.40

——

——

——

1.65

附录D 土的季节融化与冻结深度


D.0.1 土的季节融化深度应符合下列规定:
    1 标准融深Zm0,应以当地实测资料为准;无实测资料时,可按下列公式计算:
    2 融化指数的标准值∑Tm(度·月)应以当地实测资料为准,对无实测资料的山区可按下列公式计算:
式中:L——纬度(度);
          H——海拔(100m)。
    3 设计融深Zmd可按下式计算:


    式中:ψms、ψmw、ψmc、ψmt0——各融深影响系数,可按表D.0.1取值。

D.0.2 土的季节冻结深度应符合下列规定:
    1 标准冻深Z0应以当地不少于10年实测最大冻深平均值为准;
    2 设计冻深Zd可按下式计算:

    式中:ψzs、ψzw、ψzc、ψzt0——各冻深影响系数,按表D.0.2查取。

表D.0.1 融深影响系数

项目

1

2

3

4

ψms

ψmw

ψm10

ψmc

土质(岩性)影响

湿度(融沉性)影响

地形影响

内容

黏性土

细砂、粉砂、粉土

中砂、粗砂、砾砂

碎石土

不融沉

弱融沉

融沉

强融沉

融陷

平坦

阴坡

阳坡

地表草炭覆盖

ψ

1.00

1.20

1.30

1.40

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

1.00

0.90

1.10

0.70


表D.0.2 冻深影响系数

项目

1

2

3

4

ψzs

ψzw

ψzc

ψz10

土质(岩性)影响

湿度(冻胀性)影响

周围环境

地形影响

内容

黏性土

细砂、粉砂、粉土

中砂、粗砂、砾砂

碎石土

不冻胀

弱冻胀

冻胀

强冻胀

特强冻胀

村镇旷野

城市近郊

城市市区

平坦

阳坡

阴坡

ψ

1.00

1.20

1.30

1.40

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

1.00

0.95

0.90

1.00

0.90

1.10

注:1 土的湿度(冻胀性)影响一项,按本规范表3.2.1的土冻胀性分级进行判别。
       2 周围环境影响一项,城市市区人口为20万~50万人,只考虑城市市区的影响;50万~100万人,应考虑5km~10km的近郊范围;大于100万人,尚应考虑10km~20km的近郊范围。


附录E 冻土构造及融沉性的野外鉴别


E.0.1 冻土构造野外鉴别应符合表E.0.1的规定。

表E.0.1 冻土构造野外鉴别

构造类别

冰的产状

岩性与地貌条件

冻结特征

融化特征

整体构造

晶粒状

1 多存在于为细颗粒土中,砂砾石土冻结亦可产生此种构造;  

2 一般分布在长草或幼树的阶地和缓坡地带及其他地带;  

3 土稍湿,含水率ω<ωp

1 粗颗粒土冻结,结构较紧密,孔隙中有冰晶,可用放大镜观察到;  

2 细颗粒土冻结,呈整体状;  

3 冻结强度一般,可用锤子击碎

1 融化后原土结构不产生变化;  

2 无渗水现象;  

3 融化后,不产生融沉现象

层状构造

微层状

(冰厚一般可达1mm~5mm)

1 多存在于粉砂土或黏性土中;  

2 多分布在冲一洪积扇及阶地其他地带,地被物较茂密;  

3 土湿,含水率ωp≤ω<ωp+7

1 粗颗粒土孔隙被较多冰晶充填,偶尔可见薄冰层;  

2 细颗粒土呈微层状构造,可见薄冰层或薄透镜体冰;  

3 冻结强度很高,不易击碎

1 融化后原土体积缩小现象不明显;  

2 有少量水分渗出;  

3 融化后,产生弱融沉现象

层状构造

层状

(冰厚一般可达5mm~10mm)

1 多存在于粉砂土或黏性土中;  

2 一般分布在阶地或塔头沼泽地带;  

3 有一定的水源补给条件;  

4 土很湿,含水率ωp+7≤ω<ωp+15

1 粗颗粒土强砾石被冰分离,可见到较多冰透镜体;  

2 细颗粒土冻结,可见到层状冰;  

3 冻结强度高,极难击碎

1 融化后土体积缩小;  

2 有较多水分渗出;  

3 融化后产生融沉现象

网状构造

网状

  

(冰厚一般可达10mm~25mm)

1 多存在于细颗粒土中;  

2 一般分布在塔头沼泽与低洼地带;  

3 土饱和,停水率ωp+15≤ω<ωp+35

1 颗粒土冻结,有大量冰层或冰镜体存在;  

2 细颗粒土冻结,冻土互层;  

3 冻结强度偏低,易击碎

1 融化后土体积明显缩小,水土界限分明,并可成流动状态;  

2 融化后产生融沉现象

厚层网状

(冰厚一般可达25mm以上)

1 多存在于细颗粒土中;  

2 分布在低洼积水地带、植被以塔头、苔藓、灌丛为主;  

3 土超饱和,含水率ω>ωp+35

1 以中厚层状结构为主;  

2 冰体积大于土体积;  

3 冻结强度很低,极易击碎

1 融化后水土分离现象极其明显,可成流动体;  

2 融化后产生融陷现象


E.0.2 多年冻土融沉性分级的野外鉴别应符合表E.0.2的规定。

表E.0.2 多年冻土融沉性分级的野外鉴别

融沉分类

融沉等级

粗颗粒类土

黏性土

冻土工程类型

冻结状态特征

融化状态特征

冻结状态特征

融化状态特征

不融沉

结构较为紧密,仅在孔隙中有冰晶存在

融化过程土层结构上没有变化,不产生颗粒重分布现象

整体状冻土构造,冻土中肉眼看不到冰层,多数小冰晶在放大镜下可见

融化过程原土层结构不发生变化,没有发生矿物颗粒重分布现象,没有渗水现象

少冰冻土

弱融沉

除孔隙被冰充填满外,可见冰晶将矿物颗粒包裹,使卵砾石相互隔离或可见较多的土冰冰透镜体

融化过程土体发生明显颗粒重排列作用,并有大量水分外渗,土表面可见水层

以层状、网状冻土构造为主,冻土中可见分布不均匀的冰透镜体和薄冰层

融化过程土体发生明显的矿物重分布作用,有较多水分外渗

富冰冻土

强融沉

卵砾石颗粒基本为冰晶所包裹或存在大量的冰土透镜体和冰透镜体

融化过程使冻土构造受破坏,水土(石)产生密实作用,最后水土(石)界限分明

以层状网状冻土构造为主,在空间上,冰土普遍相隔分布

融化后墙体即失去原来结构形状成崩塌现象和流动状态,在容器中融化,最后水土界限分明

饱冰冻土

融陷

冰体积大于土颗粒体积

融化后,水土(石)分离,上部可见水层

中厚层状构造为主,冰体积大于土体积

融化后土体完全呈流动体

含土冰层

附录F 冻土融化压缩试验要点


F.0.1 本试验可用于测定冻土的融化下沉系数(融沉系数)δ0和冻土融化后体积压缩系数mv

F.0.2 本试验的室内试验可用于各种冻结黏性土和粒径小于2mm的冻结砂类土,原位测定可用于各种类型的冻土。试验步骤应按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的有关规定进行。

F.0.3 室内试验所用的融化压缩仪,可采用土壤的固结试验仪,原位试验可采用地基的静荷载试验设备,并应在试验过程中确保冻土试样或持力层地基土均匀缓慢融化。

F.0.4 传压板上应安放加热的循环装置及消散孔隙水的透水装置。

F.0.5 在室内进行试验时,应在试样上施加1kPa压力,接通循环热水,冻土开始融沉时,应启动秒表计时,并应分别记录1min、2min、5min、10min、30min、60min的变形量,以后每隔2h应记录一次,并应直至达到冻土试样全部融化。当变形量在2h内小于0.05mm(细颗粒土)或0.2mm(粗粒土)时,应终止冻土融化试验过程,求得融化下沉系数δ0。当冻土融沉稳定后,应停止热水循环,并应开始进行压缩试验,方法可按非冻土的常规固结试验方法进行,并应求得冻土融化后的体积压缩系数mv

F.0.6 原位试验应在设备自重作用下,冻土地基融化开始前读取初始读数,接通循环热水,冻土开始融化时,应启动计时器开始计时,并应分别记录10min、20min、30min的变形量,以后每1h应进行观测和记录一次。当变形量在1h内小于0.05mm(细颗粒土)或0.2mm(粗粒土)时,应终止冻土融化试验过程,求得本层融化下沉系数δ0。融沉稳定后,应停止加热循环,并应开始进行压缩试验,方法可按非冻土固结试验方法进行,求得本层冻土融化后的体积压缩系数mv。试验结束后,应按本条的试验方法和要求重复下一土层的冻土融化和压缩试验。

F.0.7 室内试验应按下列公式计算融化下沉系数和融化后体积压缩系数:
    1 融化下沉系数δ0应按下式计算:
式中:△Hi——冻土试样融化下沉量(mm);
          Hi——冻土试样的高度(mm)。

    2 融化后体积压缩系数mv应按下式计算:
式中:mv——融化后体积压缩系数(MPa-1);
          Pi——第i级的压力值(MPa);
          Si——在Pi级压力下的沉降量(mm)。

F.0.8 原位试验应按下列公式计算融化下沉系数和融化后体积压缩系数:
    1 融化下沉系数δ0应按下式计算:
式中:S0——冻土融化(P≈0)阶段的沉降量(mm);
          H0——试验结束后测定的土层融化深度(mm)。

    2 融化后体积压缩系数mv应按下式计算:
式中:△S——相应于某一压力范围(△P)的相对沉降;
          K——系数,黏土为1.0,粉质黏土为1.2,砂土为1.3,巨粒土为1.35。

F.0.9 同一土层参加统计的试验点不应少于三点,各系数试验值之极差不得超过平均值的30%,应取平均值为该系数δ0或mv的值。

附录G 冻土力学指标原位试验要点


G.0.1 冻胀率试验应符合下列规定:
    1 冻胀率应为单位土体在冻结过程中的冻胀变形量;
    2 分层冻胀量测量应采用精密水准仪进行测量,当精度要求不高时,可采用分层冻胀仪进行测量;
    3 当采用叠合式或单独式分层冻胀仪测量冻胀量时,应将中间测杆深埋,并应锚固于土中作为基准杆,同时应确保基准杆在土层冻胀时保持不动,在基准杆周围应埋设各规定深度的冻胀量测杆,杆身应外露于地面上,测杆的上抬量与中间基准杆对比,可求出不同深度上的冻胀量大小;分层冻胀仪可用木质,亦可用金属制作;需多年连续观测时,应重新埋设或重新校核;
    4 当采用精密水准仪测量冻胀量时,应将倒T型测杆分别埋设于不同深度的土层上,用精密水准仪测量各土层外露测杆高度的变化,可求得任何时刻、任何深度上土层的冻胀量;
    5 在布设冻胀率试验的同时,应进行冻结深度的观测;
    6 冻胀量与冻结深度应同时观测,可算出某冻深范围内的冻胀量及分层冻胀量和冻胀率。

G.0.2 冻结强度试验应符合下列规定:
    1 现场冻结强度的原位试验,应在多年冻土地基中布设试验桩,并应在桩周土回冻后再做抗拉或抗压试验;
    2 冻结强度试验中应符合下列规定:
        1)试验时间应选在该地区平均地温(沿垂直方向)最高值时,无法满足要求时,应进行温度修正;
        2)试验过程中应采取保持冻土地温稳定的措施;
        3)试验开始前,桩周地基土中的温度场应达到基本回冻的状态;
        4)长期冻结强度试验,应按冻土强度长期试验的稳定标准执行;
        5)长期冻结强度试验,在某一级荷载作用下连续24h的变形量不超过0.5mm(砂土)或1.0mm(黏性土)时,可认为稳定,并可施加下一级荷载;连续10d达不到稳定标准时,应定为破坏。

G.0.3 切向冻胀力试验应符合下列规定:
    1 切向冻胀力试验可采用锚桩横梁法,锚桩的抗拔强度和横梁的刚度,应满足预估最大切向冻胀力的设计要求;
    2 标准测力计应经过率定,并应按温度进行修正;
    3 锚桩之间、锚桩与试验基础之间的距离,应按周边冻土在冻胀时对试验基础不产生影响的距离确定;
    4 在安装测力计时,应紧密接触,并应读取测力计的初始读数;
    5 试验期间,试验基础范围应及时消除积雪和其他覆盖物;
    6 在试验场范围内应埋设冻深器,并应随时观测冻深发展情况,同时应定期对锚桩和横梁进行水准测量;
    7 观测频次应按试验要求确定,时间间隔不宜大于5d,当冻深达到最大值时可终止试验观测。

附录H 冻土地基静载荷试验要点


H.0.1 试验前冻土层应保持原状结构和天然湿度。在承压板底部应铺以厚度为20mm的粗、中砂找平层。整个试验期间应保持冻土层的原始天然温度状态。

H.0.2 承压板面积不应小于0.25㎡。

H.0.3 加荷等级不应少于8级,初级应为预估极限荷载的15%~30%,以后每级宜按预估极限荷载的10%递增。

H.0.4 每级加载后均应随即测读承压板沉降量一次,以后每1h测读一次,当24h累计沉降量,砂土不大于0.5mm或黏性土不大于1.0mm时,地基处于第一蠕变阶段(蠕变速率减少阶段),可认为下沉稳定阶段,并可加下一级荷载。

H.0.5 测读沉降同时,应测承压板宽度的1倍~1.5倍范围内冻土温度。

H.0.6 加载后连续10d沉降量,砂土大于或等于0.5mm、黏性土大于或等于1.0mm,或总沉降量s>0.06b,可认为地基达到冻土的稳定流与渐进流(蠕变速率增加阶段)的界线,应终止试验,对应的前级荷载应为极限荷载。

H.0.7 冻土地基承载力特征值应符合下列规定:
    1 当P-S曲线上有明确的比例极限时,应取该比例极限所对应的荷载;
    2 当极限荷载能确定时,应取极限荷载的1/2;
    3 当同时能取得比例极限和1/2极限荷载数值时,应取低值。

H.0.8 同一土层参加统计的试验点不应少于三点,当实测值极差不得超过平均值的30%,应取此平均值作为该冻土层的地基承载力特征值。

附录J 冻土地温观测


J.0.1 冻土层地温观测应包括各深度冻土层温度,以及随时间与环境变化过程。根据冻土地温观测结果可用于计算土的季节冻结和季节融化深度、冻土地温年变化深度、冻土年平均地温、冻土下限等冻土层地温特征参数。

J.0.2 冻土层地温观测孔应设置在典型的自然环境条件和地貌单元中,或监测区域范围内未受人为和工程干扰的天然场地。

J.0.3 冻土层地温观测孔深度应超过地温年变化深度以下3m。作为地域控制性长期监测孔的观测深度,宜超过多年冻土下限以下5m。

J.0.4 观测孔应采用钻探成孔,终孔直径不宜小于Φ90mm,孔中应插入测温管,管径宜为Φ60mm,材质宜为铝塑管、普通钢管或不锈钢管,测温管底部及管接处应密封。钻孔壁与测温管间隙应用粒径为0.5mm~2.0mm的砂与水混合物振动回填。

J.0.5 地温观测元件宜采用热敏电阻或铂电阻温度感应器,观测温度精度应为0.05℃,量测仪表应采用不小于4位半的数字万用表或数据采集仪,输出电流应小于10μA。

J.0.6 冻土层地温测点布置应符合下列要求:
    1 观测深度不应小于地温年变化深度以下1.0m;
    2 温度传感器测点应根据工程需要布设,从地面起算5m以上深度范围内宜按0.5m间隔布设,5m以下宜按1.0m间隔布设。

J.0.7 冻土地温观测时间应符合下列要求:
    1 地温观测可在成孔后进行,年平均地温应以地温恢复稳定后测得的读数为准;
    2 地温观测时间,半年内每月不应少3次,半年至一年每月不应少于1次;
    3 一年以上的长期地温观测孔,观测频次应根据工程需要设定;
    4 最大季节融化深度观测时间宜在9月~11月,最大季节冻结深度观测时间宜在3月~5月。

J.0.8 冻土地温观测资料整理,宜以水平坐标为冻土地温,垂直坐标为深度,绘制不同观测时间的冻土地温沿深度的分布曲线。地温曲线与垂直坐标相交点的深度数值应确定为多年冻土上限。

J.0.9 冻土地温观测可按表J.0.9记录。

表J.0.9 冻土地温观测记录表
J.0.9.jpg


附录K 多年冻土上限的确定


K.0.1 融化进程图应根据当地气象台站多年观测资料进行编制。当无气象资料时,可用图K.0.1进行冻土融化深度的估算。


图K.0.1 融化进程图
Ⅰ线——地表无植被或植被稀疏、浅层土中含有少量草炭的地区;
Ⅱ线——地表沼泽化、植被繁茂,浅层土中草炭含量及厚度大的地区
K.0.2 野外勘探时的融化深度△Z可用触探法、描述法或测温法确定。

K.0.3 融化深度系数n应按野外勘探时间,在K.0.1融化进程图上选择相应条件的曲线查得。

K.0.4 多年冻土最大融化深度,可按下式计算:
式中:Zn——多年冻土最大融化深度(m);
          △Z——勘察时的融化深度(m);
          n——融化深度系数。

附录L 冻土地温特征参数计算


L.0.1 常用的冻土地温特征参数应包括下列内容:
    1 多年冻土的年平均地温值;
    2 多年冻土上限处地温的年平均值、最高值、最低值;
    3 建筑物基础底面埋深处冻土地温的年平均值、最高值、最低值等。

L.0.2 地温特征参数可根据现场钻孔一次性测温资料,按下列公式计算:
    1 地温梯度ξ可按下式计算:
式中:td——测温钻孔底深度d处多年冻土的地温;
          tL——距离孔底3m~5m处的地温;
          L——孔底至计算深度处的距离(m)。

    2 上限处地温年平均值tz、最高值tzmax、最低值tzmin,可按下列公式计算:
    式中:hz——多年冻土上限埋深的多年平均值。

    3 自上限起算的地温年变化深度H可按下式计算:
式中:A0——年变化带底部地温的年振幅,采用0.1℃;
          α——多年冻土导温系数的平均值,㎡/h;根据多年冻土的岩性成分、物理性质,按本规范附录C查得,经加权平均计算确定;
          τ——年周期(8760h)。
    4 多年冻土年平均地温tcp可按下式计算:


    5 上限以下任意深度(自地面起算)hx处地温的年平均值tx、最高值txmax、最低值txmin,可按下列公式计算:


式中:Ax——基础底面埋深(自上限起算)H(H=hx—hz)处地温的年振幅(℃)。
          Au——上限处地温的年振幅,数值上等于上限处年平均地温的绝对值。

L.0.3 按本规范第L.0.2条进行地温特征参数计算时,应符合下列规定:
    1 多年冻土上限处地温的年振幅应等于年平均地温的绝对值;
    2 不同深度的年平均地温随深度应按线性变化,地温年振幅随深度增加应按指数规律衰减;
    3 计算时不应计及土中水分无相变引起的地温变化。
    4 地温梯度应按本规范公式(L.0.2-1)计算,应采用地温年变化带以下的地温。采用的地温计算的地温年变化带深度大于投入运算点的埋深时,应重新选点进行计算;
    5 多年冻土上限埋深的多年平均值hz应根据实际勘探和调查资料确定;
    6 在5m深度内钻孔测温点间距可为0.5m,5m深度以下测温点间距宜为1.0m。

附录M 冻土钻探方法要点


M.0.1 钻探前应确认和核对钻孔位置、深度,并应按钻探目的、要求,搜集有关冻土工程地质资料,同时应做好钻探机具、设备等的准备工作。

M.0.2 钻探设备的选择,在满足工程技术要求的前提下,应根据施钻地区的交通条件和运输工具确定,交通困难地区应轻装。

M.0.3 冻土钻探的岩芯管接头应带弹子或适宜的代用品。提钻前应瞬时加压,当提钻发现岩芯脱落时,可改用直径小一级的岩芯管钻进取芯,所取岩芯直径应满足试验要求。

M.0.4 岩芯管中取芯,宜使用锤击钻头、热水舜间加温岩芯管外壁、空蹲岩芯管及缓慢泵压退芯等方法。取出的岩芯应自上而下按顺序摆放,并应标记好回次进尺、深度。

M.0.5 钻孔应设置护孔管及套管,并应保持冻土层孔壁的稳定。护孔管及套管应固定在地表。起拔冻土钻孔内的套管,宜采用振动拔管或用热水对套管外壁加温法,也可在原孔四周加钻小口径钻孔辅以振动拔管。

M.0.6 因故不能连续钻探时,应将钻具及时提出。

M.0.7 冻土分层取样送验,应符合本规范第6章的要求。

附录N 冻土地球物理勘探方法要点


N.0.1 地球物理勘探工作前应充分搜集该场地相关的冻土、地质资料及岩土物性参数,当资料缺乏时,应实测该地区冻土地球物理勘探岩土物性参数,并应分析研究冻土与周围岩土体之间物性差异。

N.0.2 冻土地区地球物理勘探应选择适宜冻土地区勘探的物探仪器,并应做好仪器、设备的标定、检测、调试等工作。

N.0.3 冻土地区地球物理勘探应根据冻土类型和场地地球物理条件,选择地球物理勘探方法。当采用单一的地球物理勘探方法无法达到勘探目的时,应采用综合地球物理勘探方法开展工作。

N.0.4 地球物理勘探的探测深度范围应根据勘探目的确定,地球物理勘探深度的范围应大于勘探任务要求的深度范围。

N.0.5 地球物理勘探测线、测点的布设,应根据冻土勘探的任务目的、精度要求,结合场地条件、岩土特性和地球物理勘探方法的特点综合确定,在微地貌变化、地层、冻土现象发育及冻土条件变化较大的地段应予以加密。

N.0.6 外业勘探过程中应详细了解场地地形、地物、地貌、植被、冻土特征、岩土性质、冻土现象和地下水情况,并应对场地附近影响地球物理勘探工作的因素进行详细记录。

N.0.7 在高寒、高海拔地区进行冻土地球物理勘探时,应选择适应当地气压气候条件的性能稳定的仪器,工作期间还应对所使用的仪器定期标定,发现问题应及时检测、调试。

N.0.8 冬季地表冻结时,地球物理勘探作业宜选择无须接地或对接地条件要求不高的方法。

N.0.9 对所取得的地球物理勘探资料应结合场地条件、冻土特征、冻土发育情况及场地干扰等因素综合解译,必要时应采用挖探、钻探等手段验证。

附录P 冻土室内单轴压缩试验要点


P.0.1 施加的应变速率应采用0.1%/分和1.0%/分恒应变速率。只用一种试验速率时,应采用1.0%/分。

P.0.2 试验的加荷,可按表P.0.2给出的四种恒载荷进行,并应连续试验直到出现破坏,或到试样应变达20%;在低应力情况下进行蠕变试验,应直到应变速率接近于零。

P02 蠕变试验的恒载荷量

试验号

1

2

3

4

应力水平

0.7q

0.5q

0.3q

0.1q

注:q为以1%/分的恒应变速率(按试样初始高度计)进行单轴压缩试验确定的压缩强度。


P.0.3 试验温度应符合下列规定:
    1 非盐渍化冻土试样的试验温度应为—2℃、—5℃和—10℃;
    2 盐渍化冻土的试验温度应采用—5℃或更低的温度;
    3 当土的试验温度低于—2℃时,试验温度的变化应小于±0.2℃;当土的试验温度等于或高于—2℃时,试验温度变化应小于±0.1℃。

P.0.4 试验的试样应为圆柱体,高径比不应小于2,试样的最小直径不应小于试样中最大颗粒尺寸的10倍。

P.0.5 冻土无侧限压缩试验的试样端部应采用润滑载板,并应在试验方法中对载板润滑方法及尺寸予以说明。应变仪应附设在试样上直接测量试样的轴向应变。蠕变试验也应采用润滑载板。

P.0.6 试验系统刚度与试样刚度比不应小于或等于5,可直接在试样上测变形量。

P.0.7 试验报告应包括下列内容:
    1 土的物理性质参数,应包括冻土的类别、描述、颗粒成分、液限、塑限、含冰率、含水率、干密度、土颗粒比重、饱和度和盐渍度等。
    2 试样制备,应包括原状与重塑土样的制备。原状土样应记录直径、长度和天然密度;重塑土样应记录压实方法、保水方法和冻结条件等。
    3 试验条件,应包括试验温度、试样端部条件和加载条件。试验温度应记录平均温度、温度波动范围和温度变化过程;试样端部条件应记录试样端部修整平直情况、润滑或不润滑类型、材料和尺寸等;加载条件应记录加载设备和端帽的柔量校正、加载设备的刚度、外加恒应变速率、应力水平和达到最大应力水平的时间周期等。
    4 计算结果,应包括应力、荷载、轴向应变、径向应变、单轴压缩蠕变参数和蠕变曲线等。

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
      正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
      正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
      正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录


    《岩土工程勘察规范》GB 50021
    《土工试验方法标准》GB/T 50123

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