【正文】 察、勘探、試驗設備、儀器的準備多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 2 和檢校工作。 表 綜合凍土工程分類 多年凍土類別 土的類別 融沉系數(shù) % 凍脹性 碎礫土石 砂土、砂性土 粉、粘性土 少冰凍土 ＜ 10 ＜ 12（ 14） ＜ WP ＜ 1 不凍脹 多冰凍土 10～ 18 11（ 14）～ 21 WP＜ W＜ 1～ 5 弱凍脹 富冰凍土 18～ 25 21～ 28 ＜ W＜ 5～ 10 凍 脹 飽冰凍土 25～ 65 28～ 65（ 70） ＜ W＜ 70～80 10～ 40 強凍脹 含土冰層 ＞ 65 ＞ 65（ 70） ＞ 70～ 80 ＞ 40 強凍脹 注： 1） 括號內(nèi)數(shù)字為砂性土。 表 公路工程多年凍土分類 含冰類型 年平均地溫 低含冰量凍土 高含冰量凍土 少冰凍土 多冰凍土 富冰凍土 飽冰凍土 含土冰層 高溫凍土 ≥ ℃ 融沉穩(wěn)定型 不穩(wěn)定型 低溫凍土 ℃ 熱穩(wěn)定型 根據(jù)凍土路基穩(wěn)定性分類標準，綜合考慮凍土的巖性、含水 量及溫度對凍土路基穩(wěn)定性的影響，在現(xiàn)有按融沉系數(shù)對多年凍土分類的基礎上，補充多年凍土年平均地溫對凍土路基穩(wěn)定性的影響，以凍土的巖性、含水量及溫度為主要影響因素的公路工程多年凍土綜合分類（見表 ）。 凍土的分布、埋藏、成分、結構、地下冰類型及其與各種自然條件的關系。查明高含冰量并土的分布情況及分布規(guī)律。 調(diào)查現(xiàn)有排水溝、擋水堆、截水溝等排水設施，記錄好流水方向，以便系統(tǒng)設計 排水工程。此類試坑每公里不宜少于三個。 綜合地質柱狀圖及凍土工程地質剖面圖。 應分段對凍土進行必要的物理、化學、水理、力學性質指標的測試及現(xiàn)場試驗和原位多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 5 測試，提供進行道路穩(wěn)定性設計計算的技術指標。 調(diào)查與測繪寬度應以能滿足線路方案選擇、工程設計 和病害處理為原則，一般測繪寬度為路基中線兩側各 100m。 多年凍土地區(qū)工程鉆探應結合多年凍土的特點、工程類型、勘探目的，選擇在適當?shù)臅r間內(nèi)進行。我國多年凍土的分布大多屬天氣變化無常，地區(qū)嚴重缺氧，地質條件復雜，凍土鉆探技術要求特殊。 凍土鉆孔技術要點 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 6 凍土鉆探要求 凍土鉆孔的直徑應大于 89mm 以上 (開孔＞ 130mm，終孔＞ 91mm，一般 110mm 為宜 )； 當凍土為第 四系松散地層時，宜采用低速干鉆，回次進尺一般以 ~ 為宜； 遇高含冰量地層時，應采取快速干鉆，回次進尺不宜大于 ； 對于凍結的碎塊石土和基巖， 宜 采用低溫沖洗液鉆進； 為保持凍土層的孔壁穩(wěn)定，應設置護孔管及套管封水或其他止水措施，防止地表水和地下水流人孔內(nèi)，套管應露出地面 ~，深度應下人凍土上限以下 ~，孔口應加蓋密封； 鉆探和測溫期間應減少對場地地表植被的破壞。 公路是一條帶狀的建筑物，是一個狹長的面。選點應具有代表性，數(shù)量以能控制重要地質界線和凍土區(qū)域特征，并能說明凍土工程地質條件為原則。 橋位鉆探，鉆孔數(shù)量應滿足查明凍土分區(qū)界限的需要。橋梁及其 它人工構造物勘探深度應鉆至基礎底面以下不少于 1米。測定凍土天然含水率的取樣，應采用刻槽法； 為保證試樣質量，不得從爆破的碎土塊中取樣； 凍土試樣的采取數(shù)量要滿足以下要求： 1)測定凍土基本物理、熱物理性質指標的土樣應在一件以上； 2)測定凍土力學性質指標的土樣應在 3 件以上； 采取凍土試樣進行室內(nèi)試驗時應首先檢查凍土式樣的融凍、擾動程度，按試樣等級進行相應的試驗。橫剖面不遺漏各代表路段，即通過勘探應能查明路線通過的多年凍土區(qū)段，凍土上限變化情況，同時滿足凍土工程地質區(qū)劃的需要。粒狀冰應測定顆粒直徑大小。含冰量的大小，按冰與土分布占據(jù)面積的大小來估計。該層異?；钴S而且對內(nèi)外界條件反應最敏感，隨著季節(jié)不同和條件改變所發(fā)生的凍融變化直接危及建筑物的安全，上限部位及其變化是各種自然條件綜合的產(chǎn)物， 它反映季節(jié)融化層的特征，是進行公路工程設計的主要數(shù)據(jù)之一。 在非最大融深季節(jié)進行鉆探時按以下方法判別或計算上限： 根據(jù)凍土巖心判別 （ 1）厚層地下水位置：多年凍土層是一個天然的隔水底板， 季節(jié)融 化層的下 滲水和回凍時下部多年凍土冷源的凍結聚水，造成上限附近含水量巨增， 凍結后，形成一個冰層，所以凍層中，上部即為上限。但這一方法判別的上限位置誤差較大。 以粗粒土（如砂、礫石）為骨架的凍土，上限以上多為充填式礫巖狀凍土構造，礫卵石之間基本連續(xù)，孔隙部分被冰充填，而上限以下多為包裹式（或稱懸浮式）礫巖狀構造，卵礫石被冰包裹。 h 天 也可以利用下式估算： h 天 =h 勘 其中：ｅ ——自然對數(shù)的底； Ｔ ——相應于ｈ 勘 時的月份（月），如６月 20 日則為 ６ .６６月。而上限以上，由于季節(jié)性的凍融交替，淋溶作用活躍，風化過程所產(chǎn)生的鹽分不斷被帶引下部土層 。因此必須做好巖芯的保管工作。對短期內(nèi)來不及鑒定的巖芯，必須按尺寸先后排列，加強防融化保護，如用防熱層掩蓋，挖坑掩埋或蓋上草皮等，防止融化便于準確鑒定。 多年凍土物理指標測試 含水量測試 凍土含水量的測定方法，以烘干法為測定凍土含水量的基本方法。對砂土和含礫石較多的土采用炒干法測定凍土含水量。蠟封法主要適用于易受浸泡崩解的 “高 ”溫凍結砂土試樣。 熱容量測試 土 的熱容量通過重量熱容量和容積熱容量兩種表示方法，兩者關系是： CC??重 容 式中 γ—土的容重， C重 —重量熱容量， C容 —容積熱容量； 由于空氣熱容量小，計算中可忽略不計，故土的熱容量實際上由土的骨架和水的含量及其相態(tài)決定?？捎嬎闱蟮?。 穩(wěn)態(tài)法中有平板法、圓球法、比較法 和熱流計法。5 ～ 11％。室內(nèi)測試導溫系數(shù)的正規(guī)狀態(tài)法，此法操作簡便，精度高。含水量大于液限后其導溫系數(shù)趨于穩(wěn)定。同類土的導溫系數(shù)因礦物成分和分散度不同其均方差可達 177。也可在室內(nèi)進行模擬試驗。 切向及法向凍脹量測試 在凍土地區(qū)（多年凍土和季節(jié)凍土）進行工程建設時，多年凍土或季節(jié)凍土直接作為地基，即使用深基礎其上部穿過凍層。 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 14 凍結力測試 凍結力又稱為凍著力，凍結強度，界面抗剪強度等。并在室內(nèi)進行模擬試驗。 對于一般凍結砂性土和粘性土，采用楔形儀測其抗剪強度?？紤]到現(xiàn)場復雜，將表中現(xiàn)場實測比例強度進行折減。 現(xiàn)行鐵路工程地質規(guī)范中采用的多年凍土地地基的基本承載力 σ0 可以分為兩部分。 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 15 7． 工程地 質觀測 地溫觀測 地溫觀測利用溫度表（計）量取地溫，了解地溫的變化規(guī)律。曲管地溫表、最高溫度表、最低溫度表、緩變溫度表。 熱電隅溫度表用于地溫 觀測中，適用于觀測非平面建筑物如橋梁墩臺、基礎、房基、混凝土樁內(nèi)的溫度變化等。 對于地表溫度的觀測，可采用玻璃液體溫度表觀測。鉆孔比挖探方法埋設凍脹儀對土的原狀結構破壞小，使用于地下水位高于凍深的地區(qū)。但這種凍脹儀不能確切說明層中哪個深度的凍脹量，同時開孔較大，對溫度場有一定的影響，效果不夠理想。 （ 2） 地下水位觀測管應埋入當?shù)刈畹偷叵滤灰韵轮辽?50cm。 多年凍土地區(qū)的路基變形觀測兩種方法： 整體變形觀測：選取代表路段，沿路中線每隔一定距離的路面表面或在橫斷面方向的路中及路面兩側邊緣打入圓頭大鐵釘作固定點位，用水平測量方法定期觀測其變形沉降量； 分層凍融變形觀測：沿路基深度方向分層埋設變形觀測沉降（凍脹板），在縱向記錄各層土的變形沉降情況。 對多年凍土溫度、活動層厚度和凍融過程采用對溫度變化敏感的熱敏電阻來進行監(jiān)測； 對融化下沉的相對變形采用經(jīng)緯儀來進行測量。 除應了解線路通過地區(qū)的工程地質條件外，重點應放在控制線路方案的越嶺地段、 長大隧道、大河橋渡和大型互通式立體交叉地段。 （ 3） 推薦方案及主要比較方案的線路平面圖，比例尺 1:10000～ 1： 50000。 初測階段凍土工程地質勘察應查明沿線凍土區(qū)域條件，區(qū)域地質、水文地質條件，對線路通過地區(qū)的凍土工程地質條件作出 較深入 評價；初步查明對線路起控制作用的凍土現(xiàn)象的性質、特征和范圍；根據(jù)凍土工程地質條件，優(yōu)選線路方案。 提供多年凍土地基的物理、力學和熱學參數(shù)。 （ 3） 觀測周期應根據(jù)勘察大綱的有關技術要求而定。 （ 3） 地質圖的填繪應在野外實地進行，對線路方案和工程有影響的地質界線、地質點，應采用儀器測繪。 一般路段每公里應設勘探點 數(shù)量根據(jù) (～ 條 )確定 ，其位置應選在地形特征點處。 路基工程地質調(diào)查與測繪除應查明一般凍土工程與水文地質條件外尚應調(diào)查以下內(nèi)容： 沿線多年凍土上限的分布，季節(jié)融化層的成分及凍脹性，地面植被的覆蓋程度。 橋位區(qū)凍土工程地質調(diào)查與測繪除應符合現(xiàn)行國家有關 標準 (規(guī)范 )規(guī)定外，尚應查明以下幾點內(nèi)容： 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 19 橋位區(qū)多年凍土的分布及物理力學特征。 隧道口處凍土現(xiàn)象的類型及危害程度。 （ 2） 全線凍土工程地質圖 1:10000～ 1:100000。 （ 6） 重點地段凍土工程地質實際材料圖 1： 2020～ 1： 5000。 （ 3） 凍土現(xiàn)象分布地段和多年凍土區(qū)挖方路段的路基工點。 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 20 工點資料應包括下列圖件： （ 1） 凍土工程地質說明書。 （ 5） 地溫觀測資料。 對有比較價值的局部線路方案，提出評定方案的凍土工程地質資料及方案選擇意見。 路基、橋梁、隧道、站場應進行詳細的調(diào)查、勘察和試驗，查明各類建筑物施工設計所需闡明的凍土工程地質條件、水文地質條件，提供施工設計所需的巖、土物理力學參數(shù)。融區(qū)成因和水文地質條件。 在調(diào)查與測繪的基礎上，提出凍土工程地質條件變化的預報 ,其主要內(nèi)容包括 : （ 1） 土的季節(jié)融化和季節(jié)凍結深度的變化?？碧近c的距離應根據(jù)凍土工程地質條件的復雜程度和凍土現(xiàn)象的性質以及建筑物類型確定。挖方段鉆孔間距以滿足編制詳細凍土工程地質圖的需要為原則。 巖、土物理力學數(shù)據(jù)的測試工作應能滿足各類建筑物施工圖設計的需要。 （ 3） 凍土工程地質圖 1:2020～ 1:10000。 凍土工程地質說明書應能綜合分析凍土工程地質測繪、勘探、試驗及既有的各種資料，闡明凍土工程地質分區(qū)原則條件，各類病害產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢，凍土環(huán)境的工程地質評價，提出可供選用的整治方案，主要應包括以下內(nèi)容： 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 22 （ 1） 序言：說明任務依據(jù)勘察工作的目的、方法、工作時間、完成項目及其它問題： （ 2） 自然地理條件：闡明工作區(qū)地形、地貌、氣候、植被、環(huán)境條件； （ 3） 地層巖性及地質構造：區(qū)域內(nèi)地層層序、地質年代、巖性及產(chǎn)狀、分布范圍、風化程度。 多年凍土地區(qū)公路工程地質勘察標準及質量控制指南 23 附錄一： 多年凍土按凍脹性、融沉性分類 （一）季節(jié)凍土和多年凍土季節(jié)層的凍脹性分類 季節(jié)凍土和多年凍土季節(jié)層的凍脹性分類 附表 1—1 土的名稱 凍前天然含 水量 W（ %） 地下水距冰結 面的最小距離 h（米） 凍脹率 ? （ %） 凍脹 等級 凍脹類別 碎（卵）石、礫、粗 中細砂（＜ 粒徑含量≤15% ） 不考慮 不考慮 ? ≤1 Ⅰ 不凍脹 碎（卵）石、礫、粗 中細砂（＜ 粒徑含量＞15%） W≤12 ＞ ? ≤1 Ⅰ 不凍脹 ≤ 1＜? ≤ Ⅱ 弱凍脹 12＜ W≤18 ＞ ≤ ＜ ? ≤6 Ⅲ 凍脹 W＞ 18 ＞ ≤ 6＜ ? ≤12 Ⅳ 強凍脹 粉砂 W＜ 14 ＞ ? ≤1 Ⅰ 不凍脹 ≤ 1＜? ≤ Ⅱ 弱凍脹 14≤W ＜ 19 ＞ ≤ ＜? ≤6 Ⅲ 凍脹 W≥19 ＞ ＜ h＜ 6＜ ? ≤12 Ⅳ 弱凍脹 ≤ ? ＞ 12 Ⅴ 特強凍脹 粉土 W≤19 ＞ ?≤1 Ⅰ 不凍脹 ≤ 1＜? ≤ Ⅱ 弱凍脹 19＜ W≤22 ＞ ≤ ＜? ＜ 6 Ⅲ 凍脹 W＞ 22 ＞ ＜ h＜ 6＜ ? ≤12 Ⅳ 強凍脹 ≤ ? ＞ 12 Ⅴ 特強凍脹 粘性土 W≤W P+2 ＞ ? ≤1 Ⅰ 不凍脹 ≤ 1＜? ≤ Ⅱ 弱