高原冻土地区建筑基础设计
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设计时必须考虑这一 因素 。
２ ）普通桩基 ：用 于冻胀 量小 的冻 土地段。 ３ ）桩基 、底层架 空 ：用于冻 胀量 大的冻 土地 段 （ 含 冰 量较 大的各类 冻土地基 ） 。 ４ ）填土通风基础 （ 应用 于中短使 用的低 层建 筑 ，附 近 有较 充足料源 （ 砂料石） ，通 风管 在房 屋地 面 下 １～１ ． ５ ｍ，
２ ０ １ ３年 第 ７期
ｄ ｏ ｉ ：ｌ ０ ．１ ｌ ７ ９９ ／ｃ ｅ ２ ０１ ３ ０ ７ ０ ０９
煤
炭
工
程
高原 冻 土地 区建 筑 基 础 设 计
任卫 艮
（ 兰 州 煤 矿 设 计 研 究 院 ，甘 肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：通 过对 青海 高原 冻土 地 区建筑 物设 计 ，论 述 了永 冻层 冻土 、季 节性 冻土存 在 的冻胀
２ ）按冻土平面分 布连续分 类 （ 大片连 续分 布 ，融 区呈 岛状分 布 ，冻土区岛状分布 ） 。 ３ ）按冻 土 温度 分 类 （ 高 温 冻 土 、中温 冻 土 、低 温 冻
土） 。
着较大的变化 。本 地 区气 温呈 波动 上升趋 势 ，年 平均 增长
率０ ． １ ５ ℃／ ｌ Ｏ ａ 。导致冻土上 限及 冻土 下限 也有着 较 大的变 化 ，规律 比较 明显 ，地面温度 由初始的 一 ３ ． Ｏ ￣ Ｃ逐渐 增加到
状态：
３ ）流变性 ：外荷载作用下冻 土中应力 和应变 随时间变 化的特性 ，包括 蠕变 、应 力松 弛 ，强 度降 低三 个方 面 。冻 土具有流变性 ，其 长期 强度 远低 于瞬 时强度 特征 。冻 土在 正负温度交替变化 过程 中水分 产生 剧烈 的相 变 ，伴 随产生 土体体积 的变化 。
作 者简介 ：任卫 艮（ １ ９ ６ ９一） ，男 ，山西朔州人 ，高级工程师 、国家一级 注册结构 师 ，１ ９ ９ ３年毕业 于中国矿业 大学 ，主
要从事结构设计和管理工作 。
２３
煤
炭
工
程
２ ０ １ ３年第 ７期
变暖多年冻 土 在不 断 的退 化 ，已引起 有 关部 门 高度 重 视 ，
土（ 土层堆积之后形成 ） 、多成因冻土等。
而娘姆 特矿井 属于 多年 冻土 、大 片连 续 、富冰 、共 生
收 稿 日期 ：２ ０ பைடு நூலகம் ３— ０ ２—２ ６
始 的 一２ ． ２ ８ ℃增加到 一 ０ ． ５ ℃ ，冻土下 限变 化不 大 ，验证 了
气温 的变化和 多年冻 土 的发育 、发 展密切 相关 。气温逐 渐
一
４ ）按冻 土 含 冰 分 类 （ 干 寒 土 、少 冻 、富 冰 、饱 冰 冻
土） 。
０ ． ８ ℃ ，最大季节融化深度 由原来 的 １ ． ３ ６ ｍ，逐渐 增加到
５ ）按形成条件 ：共生冻土 （ 与土层 同时形成 ） 、后生冻
２ ． ６ ９ ｍ，同时多年冻土低温也逐渐升高 ，ｌ Ｏ ｅ 深处低 温 由初 ｒ
关键 词 ：冻 土 ；冻胀 ；热 融 ；建筑基 础
中图分 类号 ：Ｔ Ｕ ２ ７ ２ ． １ ；Ｔ Ｕ ４ ４ ５ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１ ６ ７ １ — ０ ９ ５ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ０ ２ ３ － ０ ３
冻土 。
１ 概
况
２ ． ２ 冻土特 性
冰时将土 中矿 颗粒挤 出，使 土体积 膨胀 。其次 由于水 分重
分布作用 ，原来孔 隙 中部分水 分转 移并 冻结 成透 镜体 ，使 土层 中形成 了新 的被 冰充填 的孑 Ｌ 隙。因此 冻胀 不但 是水分 就地冻结形成 的膨 胀 ，而 且还 有一部 分 由水转 移所 形成冰 透体所增加 的体积 。 ２ ）热融性 ：冻 土在融化 过程 中 ，起胶 结作用 的冰变成 水 ，土层结构发 生变化 ，通过 自重或 外力 下 的排水 和压密 作用而发生沉降 ，热 融下沉 实质 是冻 土融 化过 程 中土孔 隙
布 ，矿 区地处多年 冻 土 区。地 层大 致分 为 ：① 季节 性 冻土 层 ，厚度 ２ ． ６ ９ ｍ左右 ；②多年冻土层 ，厚度大于 １ ０ ０ ｍ。
２ 冻土 的特征 及其 对基 础 的作 用
冻土是一种含 冰 的负 温地质 体 ，属不 稳定 的复 杂 的多 相 体系 ，季节冻土 遭受 冻融作 用 ，多年 冻土 多年保 持冻 结
发生变化过程 。
温在七 、八 、九月份 ，最低气温在 十二 月份 和翌 年一月份 ， 由于地处高原 ，一年 四季多 风 ，风 向多呈 西或 西南 ，最 大
风速 ２ １ ｍ ／ ｓ ，平 均 风速 ２ ． ９ ｍ ／ ｓ 。
娘姆特煤矿工业场地位 于江仓河高海拔洪积平原 ，平均 海拔高程 ３ ８ ４ １ ｍ，地表均为沼泽湿地覆 盖 ，热 融湖塘星罗棋
１ ）冻胀性 ：土 中水 含量 超过一定界限才会 发生冻胀 现 象 ，否则在冻结过 程表 现为 冻缩 。充 填于 孔隙 中水冻 结成
青海江仓能源发展有 限公 司娘姆 特煤矿地 处 内陆高 原 ， 丘陵地形 ，该区 为高原 寒带半 干旱气 候 区 ，多年平 均气 温
一
５ ． １ ℃ ，最高气温 １ ７ ． ８ ℃ ，最低气 温为 一 ３ ５ ． ６ ℃ ，最 高气
２ ． １ 冻 土 工 程 分 类
１ ）按冻土生存 时间分类 （ 多年冻 土 、隔年 冻土 、季节
冻 土与短时冻土 ） 。
２ ． ３ 冻土 演 变趋 势
冻土 的形成 、演化 与气 候变 化有关 ，全球 气 温逐 渐变 暖导致多年冻土在不断 的退化 ，２ ０世纪 ８ ０年代 中期各地变 暖尤为显著 ，加之 人类 活动 的影 响 ，各 地 区冻 土上 限发生
性 、热 融性 、流 变性 ，； Ａ Ｙ ２ ． 永 冻土 演 变趋 势 ；并从 冻土 冻胀 力 、热 融现 象 对 建筑 基础 造 成 危 害、
基础 热桥 作 用对 永冻层 的 影响等 各 方 面因素进 行 分析 ， 阐述 了冻土地 区设 计 中采取 的 防治措 施 以
及 目前 有待 解决 的 问题 。
２ ）普通桩基 ：用 于冻胀 量小 的冻 土地段。 ３ ）桩基 、底层架 空 ：用于冻 胀量 大的冻 土地 段 （ 含 冰 量较 大的各类 冻土地基 ） 。 ４ ）填土通风基础 （ 应用 于中短使 用的低 层建 筑 ，附 近 有较 充足料源 （ 砂料石） ，通 风管 在房 屋地 面 下 １～１ ． ５ ｍ，
２ ０ １ ３年 第 ７期
ｄ ｏ ｉ ：ｌ ０ ．１ ｌ ７ ９９ ／ｃ ｅ ２ ０１ ３ ０ ７ ０ ０９
煤
炭
工
程
高原 冻 土地 区建 筑 基 础 设 计
任卫 艮
（ 兰 州 煤 矿 设 计 研 究 院 ，甘 肃 兰 州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：通 过对 青海 高原 冻土 地 区建筑 物设 计 ，论 述 了永 冻层 冻土 、季 节性 冻土存 在 的冻胀
２ ）按冻土平面分 布连续分 类 （ 大片连 续分 布 ，融 区呈 岛状分 布 ，冻土区岛状分布 ） 。 ３ ）按冻 土 温度 分 类 （ 高 温 冻 土 、中温 冻 土 、低 温 冻
土） 。
着较大的变化 。本 地 区气 温呈 波动 上升趋 势 ，年 平均 增长
率０ ． １ ５ ℃／ ｌ Ｏ ａ 。导致冻土上 限及 冻土 下限 也有着 较 大的变 化 ，规律 比较 明显 ，地面温度 由初始的 一 ３ ． Ｏ ￣ Ｃ逐渐 增加到
状态：
３ ）流变性 ：外荷载作用下冻 土中应力 和应变 随时间变 化的特性 ，包括 蠕变 、应 力松 弛 ，强 度降 低三 个方 面 。冻 土具有流变性 ，其 长期 强度 远低 于瞬 时强度 特征 。冻 土在 正负温度交替变化 过程 中水分 产生 剧烈 的相 变 ，伴 随产生 土体体积 的变化 。
作 者简介 ：任卫 艮（ １ ９ ６ ９一） ，男 ，山西朔州人 ，高级工程师 、国家一级 注册结构 师 ，１ ９ ９ ３年毕业 于中国矿业 大学 ，主
要从事结构设计和管理工作 。
２３
煤
炭
工
程
２ ０ １ ３年第 ７期
变暖多年冻 土 在不 断 的退 化 ，已引起 有 关部 门 高度 重 视 ，
土（ 土层堆积之后形成 ） 、多成因冻土等。
而娘姆 特矿井 属于 多年 冻土 、大 片连 续 、富冰 、共 生
收 稿 日期 ：２ ０ பைடு நூலகம் ３— ０ ２—２ ６
始 的 一２ ． ２ ８ ℃增加到 一 ０ ． ５ ℃ ，冻土下 限变 化不 大 ，验证 了
气温 的变化和 多年冻 土 的发育 、发 展密切 相关 。气温逐 渐
一
４ ）按冻 土 含 冰 分 类 （ 干 寒 土 、少 冻 、富 冰 、饱 冰 冻
土） 。
０ ． ８ ℃ ，最大季节融化深度 由原来 的 １ ． ３ ６ ｍ，逐渐 增加到
５ ）按形成条件 ：共生冻土 （ 与土层 同时形成 ） 、后生冻
２ ． ６ ９ ｍ，同时多年冻土低温也逐渐升高 ，ｌ Ｏ ｅ 深处低 温 由初 ｒ
关键 词 ：冻 土 ；冻胀 ；热 融 ；建筑基 础
中图分 类号 ：Ｔ Ｕ ２ ７ ２ ． １ ；Ｔ Ｕ ４ ４ ５ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１ ６ ７ １ — ０ ９ ５ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ０ ２ ３ － ０ ３
冻土 。
１ 概
况
２ ． ２ 冻土特 性
冰时将土 中矿 颗粒挤 出，使 土体积 膨胀 。其次 由于水 分重
分布作用 ，原来孔 隙 中部分水 分转 移并 冻结 成透 镜体 ，使 土层 中形成 了新 的被 冰充填 的孑 Ｌ 隙。因此 冻胀 不但 是水分 就地冻结形成 的膨 胀 ，而 且还 有一部 分 由水转 移所 形成冰 透体所增加 的体积 。 ２ ）热融性 ：冻 土在融化 过程 中 ，起胶 结作用 的冰变成 水 ，土层结构发 生变化 ，通过 自重或 外力 下 的排水 和压密 作用而发生沉降 ，热 融下沉 实质 是冻 土融 化过 程 中土孔 隙
布 ，矿 区地处多年 冻 土 区。地 层大 致分 为 ：① 季节 性 冻土 层 ，厚度 ２ ． ６ ９ ｍ左右 ；②多年冻土层 ，厚度大于 １ ０ ０ ｍ。
２ 冻土 的特征 及其 对基 础 的作 用
冻土是一种含 冰 的负 温地质 体 ，属不 稳定 的复 杂 的多 相 体系 ，季节冻土 遭受 冻融作 用 ，多年 冻土 多年保 持冻 结
发生变化过程 。
温在七 、八 、九月份 ，最低气温在 十二 月份 和翌 年一月份 ， 由于地处高原 ，一年 四季多 风 ，风 向多呈 西或 西南 ，最 大
风速 ２ １ ｍ ／ ｓ ，平 均 风速 ２ ． ９ ｍ ／ ｓ 。
娘姆特煤矿工业场地位 于江仓河高海拔洪积平原 ，平均 海拔高程 ３ ８ ４ １ ｍ，地表均为沼泽湿地覆 盖 ，热 融湖塘星罗棋
１ ）冻胀性 ：土 中水 含量 超过一定界限才会 发生冻胀 现 象 ，否则在冻结过 程表 现为 冻缩 。充 填于 孔隙 中水冻 结成
青海江仓能源发展有 限公 司娘姆 特煤矿地 处 内陆高 原 ， 丘陵地形 ，该区 为高原 寒带半 干旱气 候 区 ，多年平 均气 温
一
５ ． １ ℃ ，最高气温 １ ７ ． ８ ℃ ，最低气 温为 一 ３ ５ ． ６ ℃ ，最 高气
２ ． １ 冻 土 工 程 分 类
１ ）按冻土生存 时间分类 （ 多年冻 土 、隔年 冻土 、季节
冻 土与短时冻土 ） 。
２ ． ３ 冻土 演 变趋 势
冻土 的形成 、演化 与气 候变 化有关 ，全球 气 温逐 渐变 暖导致多年冻土在不断 的退化 ，２ ０世纪 ８ ０年代 中期各地变 暖尤为显著 ，加之 人类 活动 的影 响 ，各 地 区冻 土上 限发生
性 、热 融性 、流 变性 ，； Ａ Ｙ ２ ． 永 冻土 演 变趋 势 ；并从 冻土 冻胀 力 、热 融现 象 对 建筑 基础 造 成 危 害、
基础 热桥 作 用对 永冻层 的 影响等 各 方 面因素进 行 分析 ， 阐述 了冻土地 区设 计 中采取 的 防治措 施 以
及 目前 有待 解决 的 问题 。