1、中华人民共和国国家标准冻土工程地质勘察规范发布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联合发布中华人民共和国国家标准冻土工程地质勘察规范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年月日关于发布国家标准冻土工程地质勘察规范的通知建标号根据国家计委一九九二年工程建设标准制订修订计划计综合号的要求由国家林业局会同有关部门共同编制的冻土工程地质勘察规范经有关部门会审批准为国家标准编号为自年月日起施行其中为强制性条文必须严格执行本规范由国家林业局负责管理内蒙古大兴安岭林业设计院负责具体解释工作建设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建设部二一年九月二
2、十八日前言本规范系根据建设部建标字第号文件要求在国家林业局领导下内蒙古大兴安岭林业设计院于年月完成了本规范前期工作调研报告并同时经专家会议通过论证然后按国家计委计综合号文件精神全面展开厂本规范的编制工作本规范在编制过程中编制组广泛进行调查研究认真总结工程建设经验吸取有关专家意见参考相关国际标准并对存在的主要问题开展了多项专题研究工作为编制本规范创造了条件本规范由国家林业局负责管理并授权主编单位负责具体解释工作请各单位在执行过程中如发现需要修改和补充之处可将意见和建议寄往内蒙古大兴安岭林业设计院地址内蒙古自治区牙克石市邮编以供以后修订时参考本规范主编单位参编单位和主要起草人主编单位内蒙古大兴安岭
3、林业设计院参编单位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哈尔滨工业大学中铁西北科学研究院黑龙江省寒地建筑科学研究院铁道第三勘测设计院水利部东北勘测设计院科研所中交第一公路勘察设计研究院主要起草人鲁国威徐斅祖童长江丁靖康刘鸿绪王正秋徐伯孟李恩英喻文学金应镐王歧目次总则术语符号术语符号冻土分类和冻胀融沉性分级冻土分类和定名土的冻胀和多年冻土融沉性分级冻土工程地质勘察基本要求一般规定冻土工程地质勘察的任务冻土工程地质区划原则冻土工程地质及其环境评价冻土工程地质勘察报告冻土工程地质调查与测绘一般规定冻土现象调查与测绘冻土工程地质勘探与取样一般规定钻探坑探槽探地球物理勘探冻土取样与运送
4、冻土试验与观测一般规定室内试验原位测试定位观测工业与民用建筑冻土工程地质勘察一般规定可行性研究勘察初步勘察详细勘察铁路与公路冻土工程地质勘察一般规定工程可行性研究踏勘阶段勘察初测阶段勘察定测阶段勘察水利水电冻土工程地质勘察一般规定规划阶段勘察可行性研究和初步设计阶段勘察技术设计和施工图设计阶段勘察管道冻土工程地质勘察一般规定可行性研究选线勘察初步勘察详细勘察架空线路冻土工程地质勘察一般规定初步勘察详细勘察附录中国冻土类型及分布附录冻土的描述和定名附录冻土构造与野外鉴别附录土的季节融化与冻结深度附录多年冻土上限的确定附录冻土融化压缩试验要点附录冻土力学指标原位试验要点附录冻土地基静载荷试验要点附
5、录冻土钻探方法要点附录冻土物理力学参数附录冻土地温特征值计算本规范用词说明总则为了贯彻国家有关技术经济政策统一冻土工程地质勘察要求保证冻土工程地质勘察质量提高经济效益制定本规范本规范适用于季节冻土和多年冻土地区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冻土工程地质勘察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术语符号术语冻土具有负温或零温度并含有冰的土岩季节冻土地壳表层冬季冻结而在夏季又全部融化的土岩隔年冻土指冬季冻结而翌年夏季并不融化的那部分冻土多年冻土指持续冻结时间在年或年以上的土岩多年冻土上限指多年冻土层的顶面季节冻结层指每年寒季冻结暖季融化其年平均
6、地温的地壳表层其下卧层为融土层或不衔接多年冻土层季节融化层指每年寒季冻结暖季融化其年平均地温的地壳表层其下卧层为多年冻土层相对含冰量指冰的质量与冻土中全部水的质量之比未冻水量在一定负温条件下冻土中未冻水质量与干土质量之比年平均地温地温年变化深度处地地温地温年变化深度地表以下地温在一年内相对不变的深度也称年零较差深度融化下沉系数冻土融化过程中在自重作用下产生的相对融化下沉量融化压缩系数指冻土融化后在单位荷重下产生的相对压缩变形重冻胀率指单位冻结深度的冻胀量冻胀力指土的冻胀受到约束时产生的力冻土盐渍度冻土中含易溶盐的质量与土骨架质量之比泥炭化程度冻土中含植物残渣和泥炭的质量与骨架质量之比冻土现象指
7、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符号冻土物理特性冻土总含水量冻土未冻水含量冻土相对含水量冻土起始融沉含水量冻土起始融沉干密度冻土干密度冻土热学特性冻土未冻土导热系数冻土未冻土比热冻土未冻土导温系数冻土未冻土容积热容量冻土力学特性冻土变形模量剪切变形模量切向冻胀力水平冻胀力法向冻胀力冻土地基承载力桩端冻土承载力冻土抗剪强度冻土与基础间的冻结强度土的季节冻结与融化参数土的季节冻结深度标准值和设计值土的季节融化深度标准值和设计值多年冻土的天然上限和人为上限冻土层的平均冻胀率多年冻土年平均地温地温年变化深度其他指数与系数土的液性指数土的塑性指
8、数土的融化指数冻土融化后体积压缩系数冻土融化下沉系数冻结深度影响系数融化深度影响系数切向冻胀力影响系数冻土分类和冻胀融沉性分级冻土分类和定名作为寒区工程地基和环境的冻土根据附录应按冻结状态持续时间分为多年冻土隔年冻土和季节冻土多年冻土和季节冻土可按下列原则分类根据形成与存在的自然条件不同将多年冻土分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土按季节冻土与下卧土层的关系将季节冻土分为季节冻结层和季节融化层冻土的描述和定名除应按附录定名外尚应符合下列规定根据土的颗粒级配和液塑限指标按国际土的分类标准确定土类名称按冻土含冰特征可定名为少冰冻土多冰冻土富冰冻土饱冰冻土和含土冰层当冰层厚度大于且其中不含土时应单另标
9、出定名为纯冰层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冻土中易溶盐含量超过表中数值时称为盐渍化冻土盐渍化冻土的盐渍度限界值表土类含细粒土砂粉土粉质粘土粘土盐渍度盐渍化冻土的盐渍度可按下式计算式中冻土中含易溶盐的质量土骨架质量盐渍化冻土的强度指标如无试验条件时可按附录表和取值冻土中的泥炭化程度超过表中数值时称为泥炭化冻土泥炭化冻土的泥炭化程度限界值表土类粗颗粒土粘性土泥炭化程度泥炭化冻土的泥炭化程度可按下式计算式中冻土中含植物残渣和泥炭的质量土骨架质量泥炭化冻土的强度指标如无试验条件时可按附录表和取值按体积压缩系数或总含水量划分为坚硬冻土塑性冻土和松散冻土时
10、应符合下列规定坚硬冻土塑性冻土松散冻土土的冻胀和多年冻土融沉性分级季节冻土和季节融化层土的冻胀性根据土冻胀率的大小按表划分为不冻胀弱冻胀冻胀强冻胀和特强冻胀五级冻土层的平均冻胀率按下式计算式中地表冻胀量设计冻深冻层厚度季节冻土与季节融化层土的冻胀性分级表土的名称及代号冻前天然含水量冻结期间地下水位距冻结面的最小距离平均冻胀率冻胀等级冻胀类别碎卵石砾粗中砂粒径含量细砂粒径含量不考虑不考虑不冻胀碎卵石砾粗中砂粒径含量细砂粒径含量不冻胀弱冻胀冻胀强冻胀粉砂不考虑不冻胀弱冻胀冻胀强冻胀特强冻胀粉土不考虑不冻胀弱冻胀冻胀强冻胀特强冻胀续表土的名称及代号冻前天然含水量冻结期间地下水位距冻结面的最水距离平均
11、冻胀率冻胀等级冻胀类别粘性土不考虑不冻胀弱冻胀冻胀强冻胀特强冻胀注塑限含水量冻前天然含水量在冻层内的平均值盐渍化冻土不在表列塑性指数大于时冻胀性降低一级粒径含量时为不冻胀土碎石类土当填充物大于全部质量的时其冻胀性按填充物土的类别判定多年冻土的融化下沉性根据土的融化下沉系数的大小按表划分为不融沉弱融沉融沉强融沉和融陷五级冻土屋的平均融沉系数按下式计算式中分别为冻土试样融化前的高度和孔隙比分别为冻土试样融化后的高度和孔隙比多年冻土的融沉性分级表土的名称总含水量平均融沉系数融沉等级融沉类别碎卵石砾粗中砂粒径含量不融沉弱融沉碎卵石砾粗中砂粒径含量不融沉弱融沉融沉强融沉粉细砂不融沉弱融沉融沉强融沉粉土不
12、融沉弱融沉融沉强融沉粘性土不融沉弱融沉融沉强融沉含土冰层融陷注总含水量包括冰和未冻水盐渍化冻土冻结泥炭化土腐殖土高塑性粘土不在表列塑限含水冻土工程地质勘察基本要求一般规定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定位观测以及冻土工程地质条件评价及其预报冻土工程地质勘察应按下列要求确定工作内容了解与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搜集整理与分析有关勘察报告航卫片及室内外试验结果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有针对性地确定勘察方法和合理的工作量通过踏勘调查搜集资料及测绘初步了解建筑场地冻土工程地质条
13、件的复杂程度主要的冻土工程地质问题应用搜集或勘察的资料加上工程经验的判断和分析对勘察的冻土工程地质条件和问题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报根据建构筑物的重要性对地基不均匀沉降的允许限度以及地基损坏造成建筑物破坏后果危及人的生命造成经济损失和社会影响及修复的可能性等的严重性按有关规范进行工程安全等级的划分冻土地区建筑场地的复杂程度应按下列条件划分符合下列条件之一者为复杂场地岩土种类多性质变化大厚层地下冰发育对工程影响大需特殊处理冻土工程类型属含土冰层或饱冰冻土地带冻土温度且变化大冻土现象强烈发育冻土生态环境遭受严重破坏符合下列条件之一者为
14、一般场地岩土种类较多性质变化较大地下冰较发育对工程有不良影响冻土工程类型属富冰冻土地带冻土温度为且变化较大冻土现象一般发育冻土生态环境遭受破坏符合下列条件之一者为简单场地岩土种类单一性质变化不大地下冰不发育对基础无影响冻土工程类型属少冰冻土或多冰冻土地带冻土温度且变化不大冻土现象不发育无冻土生态环境问题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一般可分为可行性研究选址规划初步勘察与详细勘察必要时可进行施工勘察勘察点线网的布置应符合下列要求勘探线应垂直地貌单元边界线地质构造线地层界线和冻土工程地质分区界线按勘探线布置勘探点时应在每个地貌单元和地貌交接部位布置勘探点同时在微地貌地层冻土
15、现象发育及冻土条件变化较大地段予以加密考虑工作需要获得各种地质地貌景观范围内冻土的分布冻土构造含冰量和物理力学及热学性质的资料地形平坦冻土条件单一的地区可按方格布置勘探点勘探孔可分为一般孔和控制孔勘探线和勘探点间距应根据场地和地基条件以及建筑物的工程类型安全等级和勘察阶段等决定冻土工程地质勘察应按勘察阶段要求进行原位测试以获得设计所需要的基本参数其试验方法可按附录规定执行当无实测资料时可按附录确定对于场地和地基条件复杂的重要构筑物必须设立定位观测点观测项目包括多年冻土地温地基土的冻胀与融沉特性以及由于人为工程活动自然条件变化等可按第至章有关规定进行冻土工程地质勘察的任务多年冻土区冻土工程地质勘
16、察根据工程要求应进行下列工作查明多年冻土类型按附录分布范围及其特征及其他与地质一地理环境的相互关系查明季节融化层当无实测资料时可按附录和确定与多年冻士层厚度以及在剖面上彼此之间的相互关系及随空间的变化查明多年冻土层的物质成分性质与含冰量冻土组构类型可按附录进行鉴别地下冰层的厚度及分布特征查明多年冻土层年平均地温地温年变化深度当无实测资料时可按附录确定查明多年冻土层物理力学和热物理性质冻土融化下沉特性给出设计参数及其随温度的变化关系查明多年冻土区内融区的形成存在原因分布特征及其与冻土条件和自然因素及人为工程活动的关系查明多年冻土区地表水及地下水的储运条件及其与多年冻土层的相互关系和作用查明多年冻
17、土区的冻土现象类型特征和发育规律及其对工程建筑的影晌与危害查明多年冻土条件与工程建筑经济开发区的相互作用与制约关系对冻土工程地质条件作出评价预报工程建筑运营期间冻土工程地质水文地质条件的变化并依此提出合理的治理建议与措施季节冻土区冻土工程地质勘察根据工程要求应进行下列工作查明季节冻结层的厚度无实测资料时可按附录确定与特征及其与地质一地理环境的相互关系查明季节冻结层的冻土含冰特征及其在垂直剖面上的分布和随空间的变化查明季节冻结层的物质成分与含水特征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给出设计参数查明地下水补给径流排泄条件及与地表水的关系以及冻结前和冻结期间的变化情况查明场地冻土现象
18、类型成因分布对场地和地基稳定的影响及其发展趋势冻土工程地质区划原则冻土工程地质区划应反映冻土工程地质条件并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冻土工程地质分区应根据场地的复杂程度分为三级并相应地反映下列内容第一级分区反映下列内容冻土分布区域范围与厚度多年冻土的年平均地温地貌单元如分水岭山坡河谷等的冻土形成及存在条件冻结沉积物的成因类型主要冻土现象等第二级分区应反映下列内容在一级分区的基础上除反映各冻土类型的地质地貌构造的基本条件外还要阐明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根据多年冻土的年平均地温确定冻土地温带的为稳定带的为基本稳定带为不稳定带的为极不
19、稳定带多年冻土及融区的分布面积厚度及其连续性季节冻结层及其与下卧多年冻土层的衔接关系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第三级分区应反映下列内容在二级分区的基础上除反映冻土的工程地质条件及自然条件外主要阐明各建筑地段冻土的含冰程度物理力学和热学性质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冻土工程地质及其环境评价冻土工程地质及其环境评价应包括自然条件变化和各种工程活动影响下冻土工程地质条件的变化冻土工程地质条件评价应包括下列内容冻土类型及分布成分组构性质厚度评价冻土温度状况的变化包括地表积雪植被水体沼泽化大气降水渗透作用土的含水率地形等影晌引
20、起的变化季节冻结与季节融化深度的变化冻土物理力学和热学性质的变化冻土现象过程的动态变化调查工程建筑修建所引起的冻土现象及冻土工程地质条件变化的情况并提出对冻土工程地质条件影响及其防治措施的建议对冻土工程地质环境变化的影晌应按下列内容进行评价人类工程活动作用形式施工准备工作及施工方式自然条件的破坏情况冻土工程地质条件变化状况冻土现象类型及其变化特点工程建筑物在运营期间冻土工程地质条件的变化情况根据冻土工程地质条件及其环境的评价和预测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冻土工程地质勘察报告冻土工程地质勘察成果报告应在搜集调查测绘勘探测试资料的基础上进行整理检查分析鉴定确定无误后方可进
21、行编制冻土工程地质勘察成果报告的内容应根据任务要求勘察阶段冻土工程地质条件的复杂程度工程特点及其安全等级情况具体确定其详细程度冻土工程地质勘察成果报告应包括下列内容勘察目的要求和任务拟建工程概述勘察方法和勘察工作布置及工作量场地地形地貌地层地质构造冻土特征及其工程地质条件和物理力学性质水文地质条件冻土现象的描述和评价地基冻胀性融沉性稳定性和适用性的评价冻土试验参数的分析与选用场地利用整治及改造方案建筑设计原则工程施工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冻土工程地质勘察成果报告可附下列图件勘探和试验点平面布置图冻土工程地质平面图包括冻土工程地质分区及冻土现象冻土工程地质柱
22、状图包括冻土工程地质综合柱状图冻土工程地质剖面图纵横剖面室内试验图表原位测试及地温观测图表冻土利用整治改造方案的有关图表冻土工程计算简图及计算图表其它有关资料包括素描和照片等除冻土工程地质勘察成果报告外可根据任务要求提交单项报告冻土工程地质调查与测绘一般规定冻土工程地质调查与测绘宜结合勘察阶段进行并应符合下列要求在可行性研究勘察阶段除应收集航空相片和卫星相片的解释结果区域地质区域冻土以及地区性建设经验等资料外必要时尚应进行现场踏勘在初步勘察阶段对冻土工程地质条件较复杂的场地应进行冻土工程地质测绘对地质条件简单的场地可采用调查代替冻土工程地质测绘在详细勘察阶段应在初步勘察工作的基础上对某些专门性
23、的冻土工程地质问题进行补充冻土工程地质调查与测绘的范围以及测绘的比例尺宜符合下列要求公路铁路架空线路和管道工程的调查与测绘宽度一般地段不应少于线路中心线两侧各复杂地段可根据需要预以扩大范围水利水电工程和工业与民用建筑工程的调查与测绘范围应包括建筑场地及其附近对工程安全有影响的地段测绘所用地形图的比例尺宜结合勘察阶段选用对冻土工程地质条件较复杂的场地和对工程安全影响较严重的冻土现象比例尺可适当放大冻土工程地质调查与测绘应包括下列主要内容查明地貌形态特征分布情况和成因类型并划分地貌单元查明地貌与第四纪地质岩性构造地表水以及地下水等与冻土现象的关系冻土的分布埋藏成分结构地下冰类型及其与各种自然条件的
24、关系季节冻结与季节融化层土的成分含水率和含冰量以及最大冻结与融化深度多年冻土的年平均地温地表温度较差和冻层下卧岩土的温度变化动态冻土现象的形成分布形态规模和发育程度建筑物在施工和使用期间由于气候与人为因素对建筑场地冻土工程地质条件影晌的预测冻土工程地质调查与测绘可提出下列成果资料调查与测绘说明书冻土工程地质测绘实际材料图综合冻土工程地质图或分区图综合地质柱状图及冻土工程地质剖面图各种素描图和照片等资料冻土现象调查与测绘多年冻土区对工程建筑有影晌的主要冻土现象包括冻胀丘冰椎地下冰融冻泥流热融滑塌热融湖塘热融洼地冻土沼泽等在进行勘察时应结合工程类型有针对性地开展工作冻土现象的调查与测绘应结合工程勘
25、察阶段进行根据其测绘精度要求和地质条件的复杂程度选用目测法半仪器法和仪器法定位根据各勘察阶段的内容和要求冻土现象的调查与测绘应提出下列资料调查与测绘说明书工程地质图及剖面图勘探观测与试验资料等冰椎与冻胀丘调查与测绘勘察中应注意区分季节性和多年性冰椎与冻胀丘遇下列情况时应按冰椎与冻胀丘地段进行工作泉水出露的斜坡地段存在较大范围的土丘或鼓丘痕迹地带有冰椎及冻胀丘活动纪录的地点冰椎与冻胀丘的勘察应包括下列内容查明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查明冰椎与冻胀丘的成因类型规模发育状况和变化规律爆炸性充水鼓丘爆炸威力和影响范围查明冰椎与冻胀丘分布区地形地貌植被地层岩性
26、地质构造及水源补给条件查明冰椎与冻胀丘分布区的人类活动状况调查与测绘范围应包括冰椎与冻胀丘分布区及对其有明显影响的地段冰椎与冻胀丘勘察宜在其发育期月进行采取钻探与物探相结合方法勘探点及剖面布置以能查明该段地质构造水文地质条件为原则勘探孔的深度一般应大于季节冻结深度或多年冻土上限以下根据工程需要采取代表性土样水样进行有关试验当冻土中冰层厚度大干或间隔冰层累计厚度时应按厚层地下冰进行勘察厚层地下冰勘察应包括下列内容查明分布区的气候地形地貌植被和水文地质条件查明地下冰的成因类型及其发育状况查明地下冰的围岩性质及其与冻土特征地温及厚度的关系查明分布区的水文地质特征查明分布区的人类活动状况勘察范围应包括
27、其分布区及其有影响的围岩地带勘探宜采用坑探钻探与物探结合进行勘探点及剖面布置以能查明地下冰的厚度和分布为原则勘探孔应进行测温多年冻土区遇下列情况时应按融冻泥流与热融滑塌地段开展工作斜坡地表存在有蠕动或滑动痕迹的地带斜坡坡度大于的厚层地下冰发育且地表有破坏的地段地表面破坏前缘有泉水湿地或泥流的地段有产生融冻泥流及热融滑塌的纪录融冻泥流或热融滑塌勘察应包括下列内容查明分布区的地形地貌特征土的性质颗粒成分及其含水率查明分布区的季节融化深度地下冰多年冻土分布特征查明分布区山坡倾斜度坡度地表排泄条件和土的渗透性查明分布区士的冻胀性与融滑后的流动性查明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
28、滑塌的形成原因勘察范围应包括滑动发育范围及两侧一定宽度必要时可扩大到滑体堆积区宜采用钻探坑探物探相结合的勘探方法钻孔深度应超过滑动面以下按需要采取试样进行颗粒成分含水率等有关分析多年冻土区遇有下列情况时应按热融湖塘与热融洼地勘察湖状积水洼地地表破坏的厚层地下冰地段干枯湖形凹地热融湖搪与热融洼地勘察应包括下列内容查明分布区的气候地形地貌地表覆盖物及地表水与地下水变化情况查明分布区的季节融化深度多年冻土类型厚度地温及地下冰的分布规律查明分布区的范围湖内水位及其排泄和聚集条件与地表水地下水的联系查明分布区的人为活动对地表植被的破坏情况及热融湖塘与热融洼地的成因热融湖塘与热融洼地的发展趋势及其对工程的
29、影响和评价勘察的范围应包括分布区及其可能扩大的周围地段以钻探配合物探钻孔深度应超过地温年变化深度且应进行测温多年冻土区遇有遭受地表水地下水影响出现地表潮湿富水植被生长较茂密分布有较大厚度的泥炭层的沟谷溪流山前斜坡或山间洼地等情况时应按冻土沼泽开展勘察冻土沼泽勘察应包括下列内容查明分布范围的气象地形地貌特征植被及水文地质条件查明分布区的地层岩性多年冻土特征地温及季节融化深度查明冻土沼泽的成因类型基底软弱层或泥炭层厚度及发育状况地表排水条件等分析冻土沼泽基底发生融沉和变形的可能性提出防治措施的建议勘察范围应视不同工程需要确定线路两侧各站场周围不少于控制孔深度应超过年平均地温变化深度一般钻孔应超过多
30、年冻土上限以下并测试地温根据工程需要采取土样进行有关试验冻土工程地质勘探与取样一般规定为查明场地冻土工程地质条件采取冻土试样或进行原位测试时应按勘察任务要求和冻土特性选用钻探坑探槽探和地球物理勘探等方法冻土工程地质勘探工作应充分结合工程特点交通条件机具设备和勘探对自然环境的影响等因素选择在适宜的气候条件下进行勘探点的布置应在冻土工程地质调查与测绘遥感判释和地球物理勘探等项上作的基础上研究确定勘探工作量的确定可根据勘察阶段按本规范有关章节规定执行钻探根据冻土层类别选择钻探方法时应符合下列要求当冻土为第四系松散地层时宜采取低速干钻方法回次钻探时间不宣过长一般以进尺为宜对于高含冰量的冻结粘性土层应采
31、取快速干钻方法回次进尺不宜大于对于冻结的碎块石和基岩在钻探时可采用低温冲洗液钻进方法冻土钻探的成孔口径应符合下列规定冻土钻探的开孔直径不应小于终孔直径不应小于一般为宜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根据冻土工程地质环境变化特点冻土钻探工作应符合下列要求为了保持冻土层中钻孔孔壁稳定应设置护孔管及套管封水或其他止水措施防止地表水和地下水流入孔内为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之前的适宜季节进行钻探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要在任务完成后恢复植被的天然状态对需要保留的观测孔和测温孔应按勘察阶段要求处理否则应及时回填钻探记录和编录应符
32、合下列要求野外钻探记录必须及时认真的按钻进回次逐段填写清楚对冻土的描述和定名可按本规范附录进行钻探成果可用钻孔柱状图表示冻结岩土芯样可拍彩照并按要求纳入勘察成果资料坑探槽探当使用钻探方法不能准确的查明冻土工程地质情况时冻土的浅部土层勘探可用下列方法进行冻土浅部上层的勘探可采用坑探槽探和小螺旋钻等方法在无人烟的冻土地区进行坑槽探时亦可采用爆破法但是勘探工作完成后必须按原来状况回填以恢复地表自然状态对于泥炭沼泽或粘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取得季节融化深度资料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槽探方法完成探坑和探槽的深度长度和断面尺寸应按勘探要求确定但是
33、探坑探槽的开挖必须根据深度和冻土融化情况采取加固措施以保证安全对坑探槽探除应作好岩性描述记录外坑探应提交展开图槽探应提交槽壁纵断面图等图件地球物理勘探在冻土工程地质勘察中下列任务宜选用地球物理勘探方法配合冻土工程地质测绘初步了解冰土分布特征和各种冻土现象为经济合理确定钻探方案提供依据作为勘探工程的辅助手段物探应紧密地配合钻探工作以缩短勘探周期提高勘探工作质量冻土地区地球物理勘探应包括下列内容冻土的类型及其分布特征季节融化层深度及多年冻土的下限厚层地下冰的类型及分布特征多年冻土地区地下水类型及其赋存条件与变化规律多年冻土的波速动弹性模量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
34、验研究进行选择或采用综合物探方法场地条件对物探工作的适宜性可按下列因素判定冻土体的埋藏条件及其与周围介质的物理性质的差异如电阻率上的明显差异等地表起伏程度地表层土冻融的不均匀性及影响物探工作的地面障碍物场地附近有无对冻土物探工作造成的干扰因素如高压线地下金属管道等物探时应取得场地的冻土物探参数当资料缺乏时还应实测其物探参数进行物探成果判释时应考虑不同地质因素引起的物理现象异常的多解性区分有用信息和干扰信号进行综合判释必要时利用钻探资料进行验证冻土取样与运送根据冻土试验目的和要求冻土取样可按表分为三级冻土试样等级划分表级别冻融及扰动程度试验内容保持天然冻结状态土类定名冻土物理力学性质试验保持天然
35、含水率并允许融化土类定名含水量土颗粒密度不受冻融影响并已扰动土类定名土颗粒密度冻土取样方法和要求可按下列规定进行测定冻土基本物理指标用土样应由地表以下开始逐层采取当土层时必须取一个样土层时必须每米取样一个含冰量变化大时应加取测定冻土热学及力学指标时冻土取样应按工程需要采取或与款采取的土样合用为保证试样质量不得从爆破的碎土块中取样应从探坑或探槽壁上按款要求进行根据土样等级运送土样时应符合下列要求对于保持冻结状态的土样宜就近进行试验如无现场试验条件时应尽量缩短时间在保持土样冻结状态条件下运送保持天然含水率并允许融化的土样应在取样后立即进行妥善密封编号和称重并在运输过程中避免振动对于融化后易振动液化
36、和水分离析的土样宜在现场进行试验不受冻结和融化影响的扰动土样其运送和试验要求应按国标岩土工程勘察规范有关规定执行冻土试验与观测一般规定冻土试验应包括室内试验和原位现场测试冻土观测则应包括建筑物施工和运营期间地基基础和上部建筑可能变化的监测冻土试验和观测的目的为确定建筑物地基的冻土物理热学和力学性质及其变化为建筑场地的选挥建构筑物的布局地基基础计算和工程措施的选择周围地质环境恢复与保护措施的提出以及建筑物施工及运营期间可能变化的预报提供定量依据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应遵循现行国家有关规范规定如其规定与本规范条文有不同之处按本规范执行土在融化状态下各种性能的测试方法仪器
37、设备和操作步骤应遵循土工试验方法标准有关规定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测试步骤室内试验冻土室内试验应包括下列内容冻土物理性质试验粒度成分总含水率液限塑限比重天然密度含冰量或未冻水含量盐渍度有机质含量冻土热学性质试验土的骨架比热土在冻结和融化状态下的导热系数冻土中水化学性质试验土壤水和地下水的化学成分冻土力学性质试验冻胀力土的冻结强度抗剪强度抗压强度冻胀性冻土的融化下沉系数和融化后体积压缩系数冻土试验的项目根据各工种在不同勘察阶段的实际需要可按表选定冻土室内分析测试项目选择表表测试项目设计前期勘察设计阶段勘察施工图阶段勘察土类粗粒土细粒土粗粒土细粒土粗粒
38、土细粒土粒度成分总含水量液塑限矿物颗粒比重天然密度未冻水含量续表测试项目设计前期勘察设计阶段勘察施工图阶段勘察土类粗粒土细粒土粗粒土细粒土粗粒土细粒土盐渍度有机质含量矿物颗粒比热导热系数起始冻结温度冻胀性渗透系数地下水化学成分切向冻胀力水平冻胀力抗压强度抗剪强度融化系数融化后体积压缩系数注测定不测定查表确定冻土室内单轴压缩试验应满足下列要求施加的应变速率采用分和分秒和秒恒应变速率如果只用一种试验速率应采用分秒蠕变试验的加荷可按表给以的四种恒载荷进行连续试验直到出现破坏或到试样应变达在低应力情况下进行蠕变试验要直到应变速率接近于零蠕变试验的恒载荷量表试验号应力水平注为以分的恒应变速率按试样初始高
39、度计进行单轴压缩试验确定的压缩强度试验温度非盐渍化冻土试样的试验温度为和不适用于盐渍化冻土应采用或更低的温度土的试验温度低于时温度的变化要小于土的试验温度等于或高于时温度变化小于试样的形状和大小试样为正圆柱体高径比试样的最小直径至少应为试样中最大颗粒尺寸的倍试样的端部条件冻土无侧限压缩试验要用润滑载板并在试验方法中对载板润滑方法及尺寸予以说明用附设在试样上的应变仪测量轴向应变以消除载板形变影响蠕变试验也应采用这种载板试验系统的刚度试验系统刚度与试样刚度比可直接在试样上测变形量试验结束后提交试验报告时应说明下列各点土的描述土的分类未冻土的符号和描述冻土的符号和描述颗粒成分液塑限土的物理性质冻土的
40、含冰量非冻土的含水率土的干密度土颗粒的比重饱和度盐渍度试样制备原状冻土样试样的尺寸直径和长度天然密度重塑土样压实的方法饱水方法真空法重力法或其他饱水时所用的水蒸馏水或其他冻结条件单向或多向冻结冻结过程有无水分补给冻结方法试验条件试验温度平均试验温度温度波动温度过程试样的端部条件端帽的类型润滑或不润滑端帽的材料和尺寸试样端部修整平直情况加载条件加载设备刚度加载设备和端帽的柔量校正外加恒应变速率应力应变曲线最大应力及其对应的应变最大应力时的应变速率蠕变试验所用的应力水平蠕变曲线达到最大应力水平的时间周期在不宜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取值原位测试原位测试是
41、在原位或基本原位状态和原位应力条件下对冻土地基与基础共同作用特性的测试它应与室内试验模型试验配合使用下列情况应进行原位测试当原位测试比较简单而室内试验条件与工程实际相差较大时当基础的受力状态比较复杂计算不准确而又无成熟经验或整体基础的原位真型试验比较简单重要工程必须进行必要的原位试验原位测试应包括下列内容地温与地温场地下水位多年冻土上限深度季节冻结深度季节冻土层的分层冻胀以及冻融过程等载荷试验桩基静载试验波速试验融化压缩试验以及冻胀力试验等进行原位测验时应注意尽量与工程实际的环境条件受力过程温度状态和施工情况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注意水分场的一致性原位模
42、型试验结果可直接用于实际工程的设计中但对小尺寸短时间的试验结果应考虑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的修正关于原位测试要点见附录定位观测冻土区的建筑场地重要工程以及建筑面积较大的高温车间等从勘察工作开始就应设置定位观测站定位观测站应包括下列观测内容和要求气温冻土地温要有一定数量的孔深达到地温年变化深度冻土上限季节冻结深度地下水位融化下沉以及冻胀量等建筑物建成后需验证的设计方案和施工措施已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条件变化情况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所采用各种防止冻胀消除融沉措施的适用性及效果定位观测报告应分别作入勘察设计
43、与建设单位的档案中工业与民用建筑冻土工程地质勘察一般规定本章适用于冻土地区工业与民用建构筑物的冻土工程地质勘察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重要工程尚应进行施工勘察对冻土工程地质条件较简单的场区在已有较充分的冻土资料或建筑经验的条件下可简化勘察阶段冻土工程地质勘察应包括下列主要工作收集和研究场地及邻近地段勘察资料和建筑经验查明场地和地基的稳定性冻土的分布规律冻土构造特征冻土现象及发育程度和地下水埋藏条
44、件等提供满足设计施工所需的物理热学与力学等冻土技术参数提出冻土地基设计原则和基础设计方案的建议预测建筑物施工和运营后对环境的影响可行性研究勘察可行性研究勘察除应对拟选场址的稳定什和适宜性进行技术经济论证外尚应进行下列工作准备工作搜集区域地质地形地貌地震矿产和附近地区的工程地质资料以及当地的建筑经验通过踏勘了解场地地貌构造冻土特征岩土性质冻土现象及地下水情况对冻土工程地质条件较复杂的场地当已有资料和踏勘不能满足要求时应进行工程地质测绘及必要的勘探和测试工作选择场址时宜避开下列地段冻土现象发育及其对场地有直接危害或潜在威胁的地段地基土为融沉或强融沉的不稳定地段选择场址勘察阶段报告的内容应重点阐明场
45、地稳定性和适宜性问题根据搜集的资料和必要的勘察工作对各场地地形地貌地质构造冻土现象地层和地下水条件等基本概况进行综合评价提出设计方案比选意见和建议选择场址勘察应提出以下图件不同方案勘探点平面布置图不同方案场地冻土区划图比例尺冻土工程地质剖面图地质柱状图或综合地质柱状图原位测试及室内试验图表初步勘察初步勘察应对场地内建筑地段的稳定性作出评价并为确定建筑总平面布置冻土地基的利用原则基础方案及冻土现象的防治措施进行论证以及建筑场地地质环境保护与恢复措施提出建议初步勘察前应搜集下列资料选址阶段的勘察资料建筑区范围内地形资料建筑区工程的性质及规模等初步勘察阶段应进行下列工作初步查明冻土的分布规律以及冻土
46、现象的类型成因和对场地稳定性的影响程度并提出在建筑物使用期间冻土工程地质条件可能发生的变化查明地下水埋藏条件及其对工程建筑的影响对抗震设防烈度等于或大于度的建筑场地应判明场地的地震效应查明构造地质环境地质对建筑场地的影响初步勘察阶段勘探线点网的布置应符合下列要求勘探线应垂直地貌单元边界线地质构造线及地层界线勘探点的布置应考虑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适当增加勘探点的数量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勘探线勘探点间距可根据建筑场地的复杂程度按表确定勘探线点间距表建筑场地类别间距线距点距一级复杂场地二级一般场地三级简单
47、场地初步勘察勘探孔分一般孔和控制孔两种其深度可根据建筑场地的复杂程度按表确定勘探孔深度表建筑场地类别勘探孔类别一般性勘探孔控制性勘探孔一级复杂场地二级一般场地三级简单场地注勘探孔包括钻孔原位测试孔及探井等控制性勘探孔一般占勘探孔总数的每个地貌单元或每个主要建筑地段必须有控制性勘探孔当遇下列情况之一时应适当增减勘探孔深度在预定深度内遇基岩除控制性勘探孔应钻入基岩适当深度外其他勘探孔到基岩即可在预定深度内为少冰冻土除控制性钻孔钻入预定深度外其他钻孔可适当减少钻入深度在预定深度内遇到饱冰冻土含土冰层或纯冰层时可适当加深或予以钻穿初步勘探取土试样和原位测试工作应符合下列要求初步勘察取土样和进行原位测试
48、的勘探孔在平面上应均匀分布数量一般占勘探孔总数的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土层一般均需取样和取得测试数据在不同地貌单元应设置地温观测孔观测孔的深度应大于地温年变化深度初步勘察时应进行下列水文地质工作初步查明冻土区地下水类型冻结层上水冻结层间水和冻结层下水的贮存形式埋藏条件相互关系及其对工程建筑的影响当地下水有可能浸没或浸湿基础时应取水样进行对建筑材料的浸蚀性分析一般地区取样地点不宜少于两处初步勘察报告应包括下列内容工程性质任务要求及勘察工作情况场地位置地形地貌地层地质条件冻土分布规律地下水埋藏条件等场地的稳定性冻土现象地震基本烈度及建筑的适宜性评价冻土物理热
49、学与力学参数的分析与选出对冻土地基的利用原则基础形式的确定和冻土现象的防治等方面进行论证初步勘察报告应提出以下图件勘探点平面布置图冻土工程地质图或冻土工程地质分区图冻土工程地质剖面图地质柱状图或综合地质柱状图原位测试及室内试验以及冻土工程计算的有关报告和图表冻土地基基础方案以及冻土现象防治的建议等有关图表详细勘察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为基础设计地基处理及冻土现象的防治方案提出结论与建议详细勘察前应取得下列资料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上部结构特点性质规模地下设施情况等可能采取的基础形式尺寸埋置深度单位荷载或总荷载以及有特殊要求的地基基础设计施工方案详细勘察应进行下列工作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查明建
