【正文】 察、勘探、試驗(yàn)設(shè)備、儀器的準(zhǔn)備多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)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(qiáng)凍脹 含土冰層 ＞ 65 ＞ 65（ 70） ＞ 70～ 80 ＞ 40 強(qiáng)凍脹 注： 1） 括號(hào)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?jī)鐾? 高含冰量?jī)鐾? 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(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮凍土的巖性、含水 量及溫度對(duì)凍土路基穩(wěn)定性的影響，在現(xiàn)有按融沉系數(shù)對(duì)多年凍土分類的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充多年凍土年平均地溫對(duì)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(jié)構(gòu)、地下冰類型及其與各種自然條件的關(guān)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(shè)施，記錄好流水方向，以便系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排水工程。此類試坑每公里不宜少于三個(gè)。 綜合地質(zhì)柱狀圖及凍土工程地質(zhì)剖面圖。 應(yīng)分段對(duì)凍土進(jìn)行必要的物理、化學(xué)、水理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和原位多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 5 測(cè)試，提供進(jìn)行道路穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算的技術(shù)指標(biāo)。 調(diào)查與測(cè)繪寬度應(yīng)以能滿足線路方案選擇、工程設(shè)計(jì) 和病害處理為原則，一般測(cè)繪寬度為路基中線兩側(cè)各 100m。 多年凍土地區(qū)工程鉆探應(yīng)結(jié)合多年凍土的特點(diǎn)、工程類型、勘探目的，選擇在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)進(jìn)行。我國(guó)多年凍土的分布大多屬天氣變化無(wú)常，地區(qū)嚴(yán)重缺氧，地質(zhì)條件復(fù)雜，凍土鉆探技術(shù)要求特殊。 凍土鉆孔技術(shù)要點(diǎn) 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 6 凍土鉆探要求 凍土鉆孔的直徑應(yīng)大于 89mm 以上 (開孔＞ 130mm，終孔＞ 91mm，一般 110mm 為宜 )； 當(dāng)凍土為第 四系松散地層時(shí)，宜采用低速干鉆，回次進(jìn)尺一般以 ~ 為宜； 遇高含冰量地層時(shí)，應(yīng)采取快速干鉆，回次進(jìn)尺不宜大于 ； 對(duì)于凍結(jié)的碎塊石土和基巖， 宜 采用低溫沖洗液鉆進(jìn)； 為保持凍土層的孔壁穩(wěn)定，應(yīng)設(shè)置護(hù)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(yīng)露出地面 ~，深度應(yīng)下人凍土上限以下 ~，孔口應(yīng)加蓋密封； 鉆探和測(cè)溫期間應(yīng)減少對(duì)場(chǎng)地地表植被的破壞。 公路是一條帶狀的建筑物，是一個(gè)狹長(zhǎng)的面。選點(diǎn)應(yīng)具有代表性，數(shù)量以能控制重要地質(zhì)界線和凍土區(qū)域特征，并能說(shuō)明凍土工程地質(zhì)條件為原則。 橋位鉆探，鉆孔數(shù)量應(yīng)滿足查明凍土分區(qū)界限的需要。橋梁及其 它人工構(gòu)造物勘探深度應(yīng)鉆至基礎(chǔ)底面以下不少于 1米。測(cè)定凍土天然含水率的取樣，應(yīng)采用刻槽法； 為保證試樣質(zhì)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(cè)定凍土基本物理、熱物理性質(zhì)指標(biāo)的土樣應(yīng)在一件以上； 2)測(cè)定凍土力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的土樣應(yīng)在 3 件以上； 采取凍土試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)首先檢查凍土式樣的融凍、擾動(dòng)程度，按試樣等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。橫剖面不遺漏各代表路段，即通過(guò)勘探應(yīng)能查明路線通過(guò)的多年凍土區(qū)段，凍土上限變化情況，同時(shí)滿足凍土工程地質(zhì)區(qū)劃的需要。粒狀冰應(yīng)測(cè)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(lái)估計(jì)。該層異?；钴S而且對(duì)內(nèi)外界條件反應(yīng)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(jìn)行公路工程設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)之一。 在非最大融深季節(jié)進(jìn)行鉆探時(shí)按以下方法判別或計(jì)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(gè)天然的隔水底板， 季節(jié)融 化層的下 滲水和回凍時(shí)下部多年凍土冷源的凍結(jié)聚水，造成上限附近含水量巨增， 凍結(jié)后，形成一個(gè)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(gòu)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(gòu)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(duì)數(shù)的底； Ｔ ——相應(yīng)于ｈ 勘 時(shí)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(fēng)化過(guò)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(duì)短期內(nèi)來(lái)不及鑒定的巖芯，必須按尺寸先后排列，加強(qiáng)防融化保護(hù)，如用防熱層掩蓋，挖坑掩埋或蓋上草皮等，防止融化便于準(zhǔn)確鑒定。 多年凍土物理指標(biāo)測(cè)試 含水量測(cè)試 凍土含水量的測(cè)定方法，以烘干法為測(cè)定凍土含水量的基本方法。對(duì)砂土和含礫石較多的土采用炒干法測(cè)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(jié)砂土試樣。 熱容量測(cè)試 土 的熱容量通過(guò)重量熱容量和容積熱容量?jī)煞N表示方法，兩者關(guān)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(jì)算中可忽略不計(jì)，故土的熱容量實(shí)際上由土的骨架和水的含量及其相態(tài)決定?？捎?jì)算求得。 穩(wěn)態(tài)法中有平板法、圓球法、比較法 和熱流計(jì)法。5 ～ 11％。室內(nèi)測(cè)試導(dǎo)溫系數(shù)的正規(guī)狀態(tài)法，此法操作簡(jiǎn)便，精度高。含水量大于液限后其導(dǎo)溫系數(shù)趨于穩(wěn)定。同類土的導(dǎo)溫系數(shù)因礦物成分和分散度不同其均方差可達(dá) 177。也可在室內(nèi)進(jìn)行模擬試驗(yàn)。 切向及法向凍脹量測(cè)試 在凍土地區(qū)（多年凍土和季節(jié)凍土）進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，多年凍土或季節(jié)凍土直接作為地基，即使用深基礎(chǔ)其上部穿過(guò)凍層。 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 14 凍結(jié)力測(cè)試 凍結(jié)力又稱為凍著力，凍結(jié)強(qiáng)度，界面抗剪強(qiáng)度等。并在室內(nèi)進(jìn)行模擬試驗(yàn)。 對(duì)于一般凍結(jié)砂性土和粘性土，采用楔形儀測(cè)其抗剪強(qiáng)度。考慮到現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜，將表中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)比例強(qiáng)度進(jìn)行折減。 現(xiàn)行鐵路工程地質(zhì)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(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 15 7． 工程地 質(zhì)觀測(cè) 地溫觀測(cè) 地溫觀測(cè)利用溫度表（計(jì)）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(cè)中，適用于觀測(cè)非平面建筑物如橋梁墩臺(tái)、基礎(chǔ)、房基、混凝土樁內(nèi)的溫度變化等。 對(duì)于地表溫度的觀測(cè)，可采用玻璃液體溫度表觀測(cè)。鉆孔比挖探方法埋設(shè)凍脹儀對(duì)土的原狀結(jié)構(gòu)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(shuō)明層中哪個(gè)深度的凍脹量，同時(shí)開孔較大，對(duì)溫度場(chǎng)有一定的影響，效果不夠理想。 （ 2） 地下水位觀測(cè)管應(yīng)埋入當(dāng)?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(cè)兩種方法： 整體變形觀測(cè)：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(cè)邊緣打入圓頭大鐵釘作固定點(diǎn)位，用水平測(cè)量方法定期觀測(cè)其變形沉降量； 分層凍融變形觀測(cè)：沿路基深度方向分層埋設(shè)變形觀測(cè)沉降（凍脹板），在縱向記錄各層土的變形沉降情況。 對(duì)多年凍土溫度、活動(dòng)層厚度和凍融過(guò)程采用對(duì)溫度變化敏感的熱敏電阻來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 對(duì)融化下沉的相對(duì)變形采用經(jīng)緯儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量。 除應(yīng)了解線路通過(guò)地區(qū)的工程地質(zhì)條件外，重點(diǎn)應(yīng)放在控制線路方案的越嶺地段、 長(zhǎng)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(cè)階段凍土工程地質(zhì)勘察應(yīng)查明沿線凍土區(qū)域條件，區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，對(duì)線路通過(guò)地區(qū)的凍土工程地質(zhì)條件作出 較深入 評(píng)價(jià)；初步查明對(duì)線路起控制作用的凍土現(xiàn)象的性質(zhì)、特征和范圍；根據(jù)凍土工程地質(zhì)條件，優(yōu)選線路方案。 提供多年凍土地基的物理、力學(xué)和熱學(xué)參數(shù)。 （ 3） 觀測(cè)周期應(yīng)根據(jù)勘察大綱的有關(guān)技術(shù)要求而定。 （ 3） 地質(zhì)圖的填繪應(yīng)在野外實(shí)地進(jìn)行，對(duì)線路方案和工程有影響的地質(zhì)界線、地質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)采用儀器測(cè)繪。 一般路段每公里應(yīng)設(shè)勘探點(diǎn) 數(shù)量根據(jù) (～ 條 )確定 ，其位置應(yīng)選在地形特征點(diǎn)處。 路基工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪除應(yīng)查明一般凍土工程與水文地質(zhì)條件外尚應(yīng)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(zhì)調(diào)查與測(cè)繪除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家有關(guān) 標(biāo)準(zhǔn) (規(guī)范 )規(guī)定外，尚應(yīng)查明以下幾點(diǎn)內(nèi)容： 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 19 橋位區(qū)多年凍土的分布及物理力學(xué)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(zhì)圖 1:10000～ 1:100000。 （ 6） 重點(diǎn)地段凍土工程地質(zhì)實(shí)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(diǎn)。 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 20 工點(diǎn)資料應(yīng)包括下列圖件： （ 1） 凍土工程地質(zhì)說(shuō)明書。 （ 5） 地溫觀測(cè)資料。 對(duì)有比較價(jià)值的局部線路方案，提出評(píng)定方案的凍土工程地質(zhì)資料及方案選擇意見。 路基、橋梁、隧道、站場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查、勘察和試驗(yàn)，查明各類建筑物施工設(shè)計(jì)所需闡明的凍土工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件，提供施工設(shè)計(jì)所需的巖、土物理力學(xué)參數(shù)。融區(qū)成因和水文地質(zhì)條件。 在調(diào)查與測(cè)繪的基礎(chǔ)上，提出凍土工程地質(zhì)條件變化的預(yù)報(bào) ,其主要內(nèi)容包括 : （ 1） 土的季節(jié)融化和季節(jié)凍結(jié)深度的變化。勘探點(diǎn)的距離應(yīng)根據(jù)凍土工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度和凍土現(xiàn)象的性質(zhì)以及建筑物類型確定。挖方段鉆孔間距以滿足編制詳細(xì)凍土工程地質(zhì)圖的需要為原則。 巖、土物理力學(xué)數(shù)據(jù)的測(cè)試工作應(yīng)能滿足各類建筑物施工圖設(shè)計(jì)的需要。 （ 3） 凍土工程地質(zhì)圖 1:2020～ 1:10000。 凍土工程地質(zhì)說(shuō)明書應(yīng)能綜合分析凍土工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)及既有的各種資料，闡明凍土工程地質(zhì)分區(qū)原則條件，各類病害產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢(shì)，凍土環(huán)境的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，提出可供選用的整治方案，主要應(yīng)包括以下內(nèi)容： 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 22 （ 1） 序言：說(shuō)明任務(wù)依據(jù)勘察工作的目的、方法、工作時(shí)間、完成項(xiàng)目及其它問(wèn)題： （ 2） 自然地理?xiàng)l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(zhì)構(gòu)造：區(qū)域內(nèi)地層層序、地質(zhì)年代、巖性及產(chǎn)狀、分布范圍、風(fēng)化程度。 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)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(jié) 面的最小距離 h（米） 凍脹率 ? （ %） 凍脹 等級(jí) 凍脹類別 碎（卵）石、礫、粗 中細(xì)砂（＜ 粒徑含量≤15% ） 不考慮 不考慮 ? ≤1 Ⅰ 不凍脹 碎（卵）石、礫、粗 中細(xì)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)凍脹 ≤ ? ＞ 12 Ⅴ 特強(qiáng)凍脹 粘性土 W≤W P+2 ＞ ? ≤1 Ⅰ 不凍脹 ≤ 1＜? ≤ Ⅱ 弱