冻土工程地质勘察规范(1)

第1页共1页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@联合发布UDC中华人民共和国国家标准PGB503242001冻土工程地质勘察规范CodeforengineeringgeologicalIvestigationoffrozenground20010928发布20011201实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国建设部第2页共2页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@中华人民共和国国家标准冻土工程地质勘察规范GB50324-2001条文说明主编部门:国家林业局批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2001年12月1日中国建筑资讯网2001北京第3页共3页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@目次1总则···································································································43冻土分类和冻胀融沉性分级································································54冻土工程地质勘察基本要求···································································105冻土工程地质调查与测绘·······································································186冻土工程地质勘探与取样·······································································227冻土试验与观测······················································································258工业与民用建筑冻土工程地质勘察························································279铁路与公路冻土工程地质勘察·······························································3410水利水电冻土工程地质勘察·································································4011管道冻土工程地质勘察·········································································4412架空线路冻土工程地质勘察·································································48附录D土的季节融化与冻结深度·····························································51附录F冻土融化压缩试验要点··································································55附录G冻土力学指标原位试验要点··························································59附录H冻土地基静载荷试验要点·····························································61附录L冻土地温特征值计算·····································································65第4页共4页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@1总则1.0.1冻土工程地质勘察规范是在我国国民经济发展的总方针指导下充分体现国家的技术与经济政策适应基本建设的需要从生产实践出发认真总结经验广泛采用有关科学研究成果借鉴国外先进技术标准为提高勘察质量和经济效益不断促使冻土工程地质勘察事业进一步发展而制定的1.0.2由于本规范系首次进行编制对于季节冻土和多年冻土地区那些专业性较强在技术上有特殊性要求的工程(如高温建筑地下建筑和大型采矿工程等)还未能编入本规范因此本规范只适用于工业与民用建筑铁路公路水利水电管道和架空线路工程的冻土工程地质勘察并以这些工程建设项目为基础待本规范进行修订时就可不断的将那些条件成熟的特殊工程项目编入本规范1.0.3在季节冻土和多年冻土地区由于地基在冻结与融化两种不同状态下其力学性质强度指标变形特点与构造的热稳定性相差悬殊并且从一种状态过渡到另一种状态时在一般情况下将发生强度由大到小变形则由小到大的巨大突变因此本规范规定在进行建(构)筑物冻土工程地质勘察时除应符合本规范的规定外尚应符合国家现行有关标准规范的规定以确保工程安全与稳定第5页共5页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@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根据加拿大学者R.J.E.布朗(1974)编的多年冻土术语叙述多年冻土术语中一个主要的语义学上的问题是冻结一词的使用有两个不同的学派一派认为冻结应该用于指温度低于0的土岩而不管其中是否有冰(固态和可能为液态)存在另一派则认为只有含有冰的土岩才能认为是冻结的从工程角度出发我们认为有些土诸如:寒土含盐土其温度虽然低于0但由于含水量小或含盐量高而不含冰晶结果其物理力学性质与含冰晶土的性质差异甚大同时其中的物理过程也绝然不同突出冻土与未冻土在性质上的差别应取后者为冻土的定义我们将上述定义归纳成按冻土冻结状态持续时间把我国冻土分为多年冻土隔年冻土和季节冻土三大类(详见附录A)从工程目的出发冻土勘察的重点应为多年冻土和冻深0.5m的季节冻土而隔年冻土则是一种过渡类型的冻土可视情况按多年冻土或季节冻土进行处理3.1.2按冻土基本物理性质的冻土分类和定名对各工种及冻土学理论研究均适用为了加强国际间冻土资料的可比性1988年在英国诺丁汉召开的第五届国际地层冻结会议上由美国加拿大意大利联邦德国日本和前苏联等六国共八名国际知名冻土专家组成的人工冻土分类实验室试验国际编写小组联名提出把Pihlainen和Johnston(1963)Linell和Kaplar(1966)的冻土分类系统用于人工冻土分类的建议为了使我国新编制的冻土工程地质勘察规范尽可能向国际标准靠近采用了该分类并对该分类表进行了简化(附录B表B.0.1)在此基础上进行冻土的描述和定名为便于表B.0.1的推广和使用表1列举了典型野外调查中关于冻土描述和定名的例子冻土描述和定名资料的图示推荐步骤包括列举土的类型所用的符号及其冻结条件随后是对土和包裹冰的特性进行描述冰层也可进行类似鉴别和描述为了简化冻结层位的鉴别可在表1之左框边上画一条宽带第6页共6页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@典型野外调查中冻土描述和定名举例表1深度(cm)符号土的描述含冰特性OL含有机质砂质粉土未冻无GW棕色级配良好砂砾石中密潮湿未冻无GWNf棕色级配良好砂砾石冻结强胶结未见分凝冰砾石上略有薄冰膜且含大孔隙GWNbn棕色级配良好砂砾石冻结强胶结未见分凝冰MLVs黑色层状砂质粉土冻结水平层状冰透镜体平均10cm长发丝至6mm厚间距1218mm可见过剩冰约占总体积的20冰透镜体硬清洁无色ICE冰硬略浊无色含少量粉砂包裹体黑棕色泥炭冻结强胶结饱和度高约5可见冰MHVr浅棕色粉土冻结网格状不规则定向冰透镜体厚618mm间距7.510cm可见冰约占总体积的10冰软多孔呈灰白色基岩层状由页岩顶部风化0.00.150.550.131.652.352.773.204.364.88勘探底部至4.88m的裂隙中有1.5mm厚的冰透镜体以下未冻注为地面标高293.6m3.1.3冻土中的易溶盐含量和泥炭化程度的限界值超过本规范表3.1.3-1和表3.1.3-2中的数值时将会强烈的影响冻土的强度特性这是因为由于地基土中的易溶盐类被水溶解成不同浓度时则可降低土的起始冻结温度其未冻水量比一般冻土大得多因此使盐渍化冻土的强度明显降低例如当盐渍度为0.5%时单独基础与桩尖的承载力降低1/51/3基础侧向表面的冻结强度降低1/41/3同样泥炭化冻土的强度指标在冻土工程地质勘察时亦应慎重的按规定取值或专门进行原位测试确定3.1.4坚硬冻土在荷载作用下表现出脆性破坏和不可压缩性这时坚硬冻土的温度界限对分散度不高的粘性土为-1.5对分散度很高的粘性土为-5-7但是对于塑性冻土来说其负温值高于坚硬冻土在外荷作用下具有很高的压缩性因此无论是压缩系数mv0.001MPa-1并为冰和水完全饱和的高压缩性冻土或者是饱和度小于0.8的高温低压缩性冻土(mv0.010.001MPa-1)都可以使地基基础产生明第7页共7页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@显沉降所以在冻土工程地质勘察时应按本规范附录F的规定进行冻土融化压缩性试验如无条件取得试验资料时可按本规范附录K的K.0.3条有关规定处理3.2土的冻胀和多年冻土融沉性分级3.2.1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有关工程部门根据冻胀对工程安全的危害程度早在1973年就提出了土的冻胀性分级(中铁西北科学研究院铁道第一勘测设计院和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室共同编写的青藏高原多年冻土地区铁路勘测设计细则)1982年吴紫汪研究员提出了综合冻土工程分类被铁路建筑规范采用1989年建筑地基基础设计规范GBJ17-89在1974年地基基础设计规范TJ774的基础上按冻胀率提出了四个地基土冻胀性等级1991年水利水电行业标准渠系工程抗冻设计规范SL2391按在具体工程条件下可能产生的冻胀量为指标提出了五个地基土冻胀性等级冻土地区建筑地基基础设计规范JGJ11898在建筑地基基础设计规范GBJ1789的基础上与公路桥涵地基与基础设计规范TJ02485相一致并以冻胀率为指标将地基土冻胀性分为五个等级因此本规范经分析研究采用冻土地区建筑地基基础设计规范JGJ11898中的地基土冻胀性分级为了使地基土冻胀性分级更为合理本规范编制组进行了粘性土地基冻胀性判别的可靠性专题研究研究表明: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当粉粘土颗粒增多时土的冻胀性显著增大如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份迁移现象存在含水率发生重分布并产生冻胀影响地基土冻胀的地下水主要深度是各类土毛细水高度有关的临界深度粘土粉质粘土为1.22.0m粉土为1.01.5m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粘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:)(8.0)(209.1ppdωωωωρρηω−≈−=(1)式中冻胀率(%)第8页共8页@www.sinoaec.com冻土工程地质勘察规范资料编号GB50324--2001@d土的干密度取1.5g/cm3水的密度取1.0g/cm3p分别为含水率和塑限含水率(%)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中当大于p+15时为特强冻胀3.2.2关于多年冻