【正文】 ） 砂土 亞砂土 Ip≤7 K 亞粘土 7＜ Ip≤13 K 13＜ Ip≤17 K 粘土 Ip＞ 17 K 草炭亞粘土 15＜ Ip≤17 K 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 26 附錄三 凍土融土的熱物理參數(shù) 凍融土的熱物理參數(shù)可根據(jù)土的類型和土的物理指標(biāo) ——干密度和含水量 ——從附表31 至 35 中查取。提出在設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)。 （ 6） 凍土工程地質(zhì)實(shí)際材料圖。 （ 2） 凍土工程地質(zhì)分段說明。 （ 2） 對于鋪筑高級路面的公路路基，其勘探深度應(yīng)至基底下 ～ 倍上限深度。對于一般路基工程，每公 里應(yīng)不少于 4～ 6 個(gè)勘探孔 (點(diǎn) )。 定測階段凍土工程地質(zhì)勘探工作應(yīng)符合下列要求： 勘探點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)滿足各類工程施工圖設(shè)計(jì)時(shí)對凍土工程地質(zhì)資料的需要。 高等級公路和鋪筑高級路面的其他等級公路路基工程的勘察，除查明黑色路面對路基下多年凍土的熱影響外，還應(yīng)注意厚層地下冰地段活動層的厚度、成分、物理力學(xué)性質(zhì)等因多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 21 素。 小橋涵的凍土工程地質(zhì)勘察，除應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) (規(guī)范 )規(guī)定外，尚應(yīng)查明： （ 1） 橋位范圍內(nèi)的多年凍土分布特征。 應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計(jì)所采用的 取土方案進(jìn)行路基取土調(diào)查，查明沿線集中取土點(diǎn)和線外大型取土場的多年凍土特征，巖、土的物理力學(xué)性質(zhì)、可供取土的數(shù)量。 定測階段凍土工程地質(zhì)勘察應(yīng)包括下列內(nèi)容： 實(shí)地調(diào)查，分段進(jìn)行詳細(xì)描述、復(fù)核、修改、補(bǔ)充詳細(xì)凍土工程地質(zhì)圖。 （ 4） 勘探試驗(yàn)資料。 （ 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)。 （ 2） 凍土工程地質(zhì)條件復(fù)雜的大型擋土墻及其他人工構(gòu)筑物。 （ 5） 勘探試驗(yàn)資料。 初測階段凍土工程地質(zhì)勘察報(bào)告應(yīng)提出以下圖件： （ 1） 全線凍土工程地質(zhì)總說明書。 隧道凍土工程地質(zhì)調(diào)查與測繪，除應(yīng)符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) (規(guī)范 )規(guī)定外，尚應(yīng)按以下幾點(diǎn)要求進(jìn)行： 查明隧道通過地段多年凍土的分布及特征以及地下水的類型、補(bǔ)給、徑流、排泄條件及動態(tài)特征。 從保護(hù)凍土地質(zhì)環(huán)境出發(fā)，確定取土、棄土位置。在多年凍土穩(wěn)定地段，應(yīng)結(jié)合工程需要，布置查明多年凍土下限的鉆孔?？碧降闹攸c(diǎn)應(yīng)是控制方案的凍土現(xiàn)象分布地段和重大工程地段。 （ 2） 通過沿線各地質(zhì)點(diǎn)的調(diào)查，初步查明沿線區(qū)域地質(zhì)和凍土工程地質(zhì)條件。 （ 2） 地 溫 觀測應(yīng)在成孔后立即進(jìn)行。 根據(jù)沿線地震基本烈度區(qū)劃資料，結(jié)合沿線巖性、構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)和多年凍土條件，確定 7 度及 7 度以上的烈度分界線。 初測階段勘察 初測階段凍土工程地質(zhì)勘察是在工程可行性研究 (踏勘 )階段勘察工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步做好地質(zhì)選線工作，為優(yōu)選 路 線方案和編制初步設(shè)計(jì)文件提供依據(jù)。 （ 2） 全線凍土工程地質(zhì)圖，比例尺 1:50000～ 1:202000。除應(yīng)收集航空相片和衛(wèi)星相片的解釋結(jié)果、區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域凍土以及地區(qū)性建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等資料外，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘。路基和路肩下的監(jiān)測探度一般在 12m 左右，天然狀態(tài)一般為 6～ 8m，地面和路面以下每隔 50cm 設(shè)置 1 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)， 監(jiān)測內(nèi)容包括天然狀態(tài)和工程活動影響下的活動層厚度、多年凍土溫度、凍融過程和融化下沉。 （ 4） 凍融深度、地下水位和地溫測點(diǎn)應(yīng)貼近凍脹儀設(shè)置。 凍脹與融沉觀測的主要內(nèi)容有 : （ 1） 凍融深度觀測可采用凍土器；凍土器內(nèi)充入當(dāng)?shù)氐叵滤?。且占地面積小，適合自 動觀測。采用單獨(dú)式和疊合式兩種分層凍脹儀，并用鉆孔或挖坑方法埋設(shè)。用以下觀測的方法 : 熱電隅溫度表觀測地溫適合于地表以下的地溫觀測，具體是熱電隅（溫差電隅）埋置于一定深度的土層中，通過導(dǎo)線將觀測的地溫?cái)?shù)據(jù)傳到地面的指示儀表進(jìn)行記錄；在埋設(shè)熱電隅（溫差電隅）的時(shí)候要注意不要破壞觀測土體的結(jié)構(gòu)，盡量避免對應(yīng)力狀態(tài)的改變，也不能改變土體中的水的運(yùn)移情況，避免產(chǎn)生人為的溫度差。 熱電隅溫度表觀測地溫 熱電隅溫度表的標(biāo)定范圍應(yīng)略大于其觀測地溫的工作范圍。地溫觀測中用水銀和酒精兩種溫度表，溫度表可制成各種形式，以適應(yīng)地溫觀測的特殊要求。高溫土取大值，顆粒粗或含水量大時(shí)取大值，反之均取小值。確定凍土承載力的方法除現(xiàn)場實(shí)測（即載荷試驗(yàn)）外，還有 50 年代原蘇聯(lián)崔托維奇的球形壓模法確定容許強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，用蠕變試驗(yàn)方法確定長期極限荷載， 根據(jù)松馳理論利用短時(shí)凍土強(qiáng)度推算凍土長期強(qiáng)度，根據(jù)凍土的物理參數(shù)查表等。中國科學(xué)院蘭州冰川凍土研究所給出了凍土允許承載力圖表。其抗剪強(qiáng)度主要取決于粘聚力，宜用球模法測定。由于試驗(yàn)需耗費(fèi)大量人力物力，故宜在大中型工程項(xiàng)目中進(jìn)行。后者優(yōu)點(diǎn)是模型尺寸小，工作簡便，能真實(shí)反映各影響因素的綜合作用，測得較真實(shí)的水平凍脹力值。即在外荷載作用下土的融化 壓縮系數(shù)。凍脹系數(shù)可在野外直接觀測取得。當(dāng)凍土的干容重和含水量相同時(shí)，粗粒土的導(dǎo)溫系數(shù)比細(xì)粒土大。含水量繼續(xù)增大導(dǎo)溫系數(shù)反而減小。 諧波法，薄板法，空心薄板法適用于野外測定表土，精度較低。 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 13 凍土干容重和含水量相同時(shí)，粗顆粒土導(dǎo)熱系數(shù)比細(xì)粒土導(dǎo)熱系數(shù)大；同類土因礦物成分和分散度不同致使其導(dǎo)熱系數(shù)之間的均方差達(dá) 177。 土導(dǎo)熱系數(shù)的測定方法可歸結(jié)為穩(wěn)態(tài)法和不穩(wěn)態(tài)法兩種。 凍土有效熱容量，亦即相變劇烈區(qū)或過渡區(qū)的凍土熱容量。 多年凍土熱物理指標(biāo)測試 比熱測試 干土比熱的測試用混合法，混合法與凍土含水率與未凍水量測試的原理、儀器、操作方法較一致，都采用此法。前七種測法本屬同一類型，根據(jù) 阿基米德原理求取凍土試樣體積；第八種計(jì)算方法適用于當(dāng)凍土孔隙飽含冰、水（未凍水）且可得到水的相態(tài)資料時(shí)計(jì)算求得凍土容重。在計(jì)算中水的密度近似地取值 。 表 凍土工程地質(zhì)調(diào)查與勘探的室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目 試驗(yàn)項(xiàng)目 工 程 名 稱 路基 橋涵 隧道 擋土墻 房建 1 總含水量 W% a a a a a 2 天然密度 ? a a a a a 3 骨架密度 d? a a a a a 4 比重 Ga a a a a a 5 塑限含水 量 WP a a a a a 6 液限含水量 WL a a a a a 7 孔隙比 e a a a a a 8 顆粒分析 d a a a a a 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 11 9 土的凍結(jié)溫度 ti b b b b b 10 未凍水含量 Wu b b b b b 11 相對含冰量 I0 b b b b b 12 體積含冰量 iV b b b b b 13 導(dǎo)熱系數(shù) u、? f b、 c b、 c b、 c b、 c b、 c 14 導(dǎo)溫系數(shù) u、? f b、 c b、 c b、 c b、 c b、 c 15 比熱 u、C f b、 c b、 c b、 c b、 c b、 c 16 凍脹系數(shù) ? b、 c b、 c b、 c b、 c b、 c 17 切向凍脹力 d b d d b 18 法向凍脹力 d b b d b 19 水平凍脹推力 d b d b d 20 相對融化壓縮 ? % b、 c b、 c d c b、 c 21 抗壓強(qiáng)度 R d d、 c b d C（ b） 22 凍結(jié)力 i? d b、 c d d C（ b） 23 凍土的流變試驗(yàn) d a、 b b d d 注： 1） a、試驗(yàn) b、委托試驗(yàn) C、查規(guī)程上的表 d、不進(jìn)行 2）凍土物理、熱物理和力學(xué)參數(shù)見附錄二 、附錄三 。應(yīng)及 時(shí)描述鑒定。從孔內(nèi)取出的巖芯試樣易受氣溫影響，融化或干涸而改變凍土的原有狀態(tài)。 （ 2）根據(jù)易溶鹽含量變化確定上限 天然上限穩(wěn)定時(shí)間較長，凍土中易溶鹽含量以上限為界面出現(xiàn)顯著的上下差異，上限以下的多年凍土層中由于鹽分遷移程度很低，易溶鹽的積累速度緩慢。 即： h 天 =h 勘 /p 式中： h 天 ——估算上限深度（米）； h 勘 ——不同時(shí)期勘探所得融探深（米）； p——相應(yīng)于 h 天 時(shí)的融化深度百分率（ %），從圖 2 取值。上限以上的凍土構(gòu)造大多是粒狀，整體狀，微層狀，網(wǎng)狀至薄層狀構(gòu)造，上限以下則為厚層冰構(gòu)造。其中淺色出現(xiàn)在２ /３上限深度的部多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量控制指南 9 位。 根據(jù)多年凍土上限的含義，在一年中最大融化季節(jié)進(jìn)行鉆探，這時(shí)找到的融凍界面即為上限。 多年凍土地區(qū)的工程建筑影響其穩(wěn)定性的主要部位是上限附近及其 上部的季節(jié)融化層。裂隙冰應(yīng)記錄厚度、 寬度、長度和發(fā)育情況。 凍土冰的成分記錄 首先要觀察冰在凍土層中的分布與存在形式：是粒狀的（即象砂粒一樣分布于土層中），還是層狀的（即基本上水平分布，有一定的厚度，由 1～ 2mm 至幾米厚）、或透鏡體狀（即像透鏡體，但大小不一），或裂隙狀（充填于巖石裂隙之中）。要求路線縱斷面方向，剖面的累計(jì)里程不應(yīng)少于路段總里程的 40%，同時(shí)應(yīng)能控制全段的凍土區(qū)劃界線。當(dāng)土層厚度小于 時(shí)必須取一組樣，土層厚度大于 時(shí)，每米取樣一個(gè)；凍土上限附近及含冰量變化比較大時(shí)應(yīng)加密取樣。 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 7 鉆孔深度，一般路基孔深在多年凍土人為上限下不少于 1 米，在淺挖路段鉆至人為上限下不少于 米，新線路基孔深不少于天然上限深度的 倍，挖方段自設(shè)計(jì)高度起算不少于天然上限 2～ 倍深度。同時(shí)孔位和數(shù)量應(yīng)能滿足 多年凍土工程地質(zhì)分區(qū)的需要。應(yīng)能查清其形 態(tài)、范圍、凍土特征、地下水、地下冰的埋藏條件及不良地質(zhì)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因?yàn)闂l件；整治工程勘探采用挖探、物探、鉆探相互配合的方法進(jìn)行，勘探點(diǎn)（孔）的數(shù)量按以下條件布設(shè)。凍結(jié)的巖 (土 )芯樣可拍成彩照，并納入成果資料。 多年凍土勘察的技術(shù)和方法，同其它地區(qū)的勘察方法一樣，包括工程地質(zhì)調(diào)查與測繪、工程地質(zhì)鉆探、工程地質(zhì)物探、土工試驗(yàn)等，由于多年凍土地區(qū)的特殊性，各種勘察方法的應(yīng)用與在其它地方不同；另外，地溫觀測對于多年凍土的研究也是必不可少的，多年凍土的勘察技術(shù)也應(yīng)包括地溫的觀測 (地溫在 )。 工程地質(zhì)鉆探設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘查目的、設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)條件、施工方法、鉆孔結(jié)構(gòu)、工作區(qū)域、經(jīng)濟(jì)合理性等因素進(jìn)行選擇。準(zhǔn)確地觀察凍土構(gòu)造類型，判定凍土上限位置。 凍土地區(qū)道路地質(zhì)詳細(xì)勘察工作應(yīng)在初勘的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和完善工程地質(zhì)勘察資料，包括調(diào)查、測繪、勘探、試驗(yàn)和資料整理。 多年凍土地區(qū)公路工程詳細(xì)勘察階段的工作，應(yīng)在已確定的線路范圍內(nèi)及在初步勘察的基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)而深刻的工程地質(zhì)勘察工作，需要完成的具體任務(wù)如下： 根據(jù)凍土的分布情況劃分出不同的地質(zhì)分段。 綜合凍土工程地質(zhì) 圖或分區(qū)圖。調(diào)查人為活動對凍土環(huán)境的影響情況，詳細(xì)記錄（或填圖）已有取土坑的位置、取土范圍、取土深度，并通過挖探查明取土坑的凍土上限和天然地面的凍土上限，用以分析路基人為上限的變化情況。 調(diào)查現(xiàn)有道路及建筑物的狀態(tài)及病害，評價(jià)凍土對道路及建筑物的影響程度，記錄完好建筑物的結(jié)構(gòu)形式及防護(hù)措施。 分析影響凍土分布 的因素、包括地理緯度、海拔高度、地形、地貌、地表水體（湖塘、河流等）、植被、地質(zhì)構(gòu)造，巖土性質(zhì)及其含水量等，用以分析其與凍土工程特征的關(guān)系。凍土工程地質(zhì)調(diào)查，應(yīng)包括下列主要內(nèi)容： 查明地貌形態(tài)特征、分布情況和成因類型并劃分地貌單元；查明地貌與第四紀(jì)地質(zhì)、巖性、構(gòu)造、地表水以及地下水等與凍土現(xiàn)象的關(guān)系。 以控制凍土路基穩(wěn)定性的最大容許沉降量為指標(biāo)，以凍土路基穩(wěn)定性為標(biāo)準(zhǔn)的公路工程多年凍土分類（見表 ） 。 3． 多年凍土 工程地質(zhì)分類 多年凍土依據(jù)其物理性質(zhì)和對工程的影響程度進(jìn)行綜合凍土工程分類 （見表 ）。 認(rèn)真研究各有關(guān)方面的審批、評議和意見以及與建設(shè)工程有關(guān)的可資利用的資料。年地溫振幅為零的深度；凍土的物理、熱物理及力學(xué)性質(zhì)；季節(jié)融化層和季節(jié)凍結(jié)層的深度性質(zhì)。 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察，除應(yīng)符合本指南外，尚應(yīng)符合國家和交通部頒發(fā)的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。 本指南適用于多年凍土地區(qū)新建公路和改建公路的工程地質(zhì)勘察。 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察，應(yīng)查明凍土及與相連的一段土層的成因、類別、分布范圍、物性參數(shù)、特別是對修建道路后凍土的發(fā)展趨勢、危害程度以及道路的工程性質(zhì)作出評價(jià)。 2．前期準(zhǔn)備工作 多年凍土地區(qū)公路工程地質(zhì)勘察準(zhǔn)備工作應(yīng)廣泛收集以下內(nèi)容： 沿線氣象、氣候資料，包括氣溫、降水量、蒸發(fā)量、風(fēng)向、風(fēng)速、日照、輻射、地溫覆蓋厚度與密度，一年內(nèi)暖期和寒期的起記持續(xù)時(shí)間，凍結(jié)、融化深度等。凍融過程和形成規(guī)律以及用于評價(jià)凍土工程條件變化特征的原始資料等。 在綜合研究所收集的資料后，編制工作大綱，完成勘