浅谈高原冻土地区基础设计

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浅谈高原冻土地区基础设计

作者：孙莉徐海

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第36期

【摘要】本文针对高原冻土地区的基础设计进行了简单的论述，并结合自身的工作经验，对冻土基础设计做出了一定的总结。影响冻土基础设计的因素很多，只有设计者根据自身经验，结合当地的地质条件，采取必要的防冻措施，才能使得基础设计既合理又经济。

【关键词】高原冻土；冻胀力；基础设计；回填处理

引言

高原冻土，又可称为永久冻土、多年冻土，是严寒地区所特有的地层，主要指在连续三年或更长时间内冻结不融化、夹杂冰晶的各种岩石和土壤的一种土层。冻土地层根据其活动特点可以大致分为两层：表层土层属于冬季冻结、夏季融化的活动层，为季节性冻土；而下层土层属于终年不化、冷冻多年的冻结层，为多年冻土。我国的冻土面积在世界排名第三，主要分布在青藏高原一带，同时在新疆天山、阿尔泰山及东北大、小兴安岭等地区也有分布。其中我国青藏高原的冻土地带是世界上中低纬度地区面积最大、海拔最高的永久性冻土区域，在分布上具成片、岛状等形态分布，且在垂直方向上呈现出薄厚不均匀、不稳定等特点。在高原冻土地区进行工程建设，在设计前应熟悉工程场地，并针对不同冻土条件的地基进行科学基础设计，所采用的基础形式不但要与工程的功能特点相结合，更需要合理考虑施工所处的地质条件及地基性质。

1 高原地基发生冻胀、融沉的原因

在寒冷的高原地区，由于土层中所携带的水冻结成冰，体积增大约9%，因此土层会出现体积膨胀现象，即冻胀。水、低温、土体是高原地区土层产生冻胀现象必须具备的三要素。水分所具有的流动性和渗透性，使得水分在土层中重新分布，并在冻结面上产生冰夹层或者透镜体，因而出现地层膨胀、地面隆起等现象，使土层冻胀变得剧烈。

当气温高于0℃时，土层中的冰层逐渐融化成液态水，在密闭体系内，液态水有一定的承重能力，若土层中的冰继续融化，使得密闭体系逐渐成为开放体系，那么液态水将在重力作用下沿着土层孔隙向一定方向流动，而土层表面的承载能力将降低，土层不断排水固结，随着土体的压密而下沉，即形成了地基的融沉。

2 冻土特性及其对基础的影响

2.1 冻土的特性