凍土治理措施[共21頁(yè)][共21頁(yè)]

1、凍土地基的處理與施工,20130327,一、凍土的特征,凍土，一般指溫度在0或0以下并含有冰的巖土和土壤（不含冰的稱為寒土）。 多年凍土（永久凍土） 凍結(jié)狀態(tài)保持在兩年至幾萬(wàn)年以上的巖土和土壤 季節(jié)凍土 凍結(jié)時(shí)間在半月至數(shù)月，還有一種短時(shí)凍土凍結(jié)時(shí)間數(shù)小時(shí)、數(shù)日以至半月,二、多年凍土分布,我國(guó)多年凍土主要分布在青藏高原、東北大小興安嶺及西部零星的高山區(qū)。 地球上多年凍土/季節(jié)凍土和短時(shí)凍土區(qū)的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。凍土是一種對(duì)溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時(shí)強(qiáng)度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)

2、筑物就必須面臨兩大危險(xiǎn)：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土在不斷退化,天路,青藏鐵路中的凍土,三、產(chǎn)生凍害的主要因素及其防治,土（土質(zhì)及結(jié)構(gòu)）、水、溫度是產(chǎn)生凍害的三主因，這三者的不利組合便會(huì)導(dǎo)致路基等工程結(jié)構(gòu)嚴(yán)重凍害。 只要提高或改善三因素中任一因素，均可避免或減輕凍害,凍脹作用,凍脹是由于土中水的凍結(jié)和冰體（特別是凸鏡狀冰體）的增長(zhǎng)引起土體膨脹、地表不均勻隆起的作用。凍脹一般會(huì)導(dǎo)致地面發(fā)生變形，形成凍脹壟崗。凍脹的原因包括土中原有的水結(jié)冰體積膨脹；同時(shí)也包括土凍結(jié)過(guò)程中下部未凍結(jié)土中的水分遷移并向凍結(jié)面富集，水分相對(duì)集中，水與土粒分異形成冰透鏡體或凍夾層，使土體積膨脹,融沉,凍土中的各種冰融化

3、后體積縮小,使土因自重下沉;冰 變成水后通過(guò)孔隙逐漸排出，使土壓密而進(jìn)一步下沉。 土粒及其集合體在融化時(shí)由于水化作用而膨脹。通常 情況下，凍土融化時(shí)的壓密大于膨脹，故產(chǎn)生融化下沉。 當(dāng)整體冷生構(gòu)造的凍土融化時(shí)，其融沉量一般不大。但 層狀和網(wǎng)狀冷生構(gòu)造的凍土融化時(shí),常有明顯的沉降,有 時(shí)會(huì)發(fā)生突陷。當(dāng)凍土的融化速度很快時(shí)，會(huì)出現(xiàn)冰變 成水的速率大于水能從土中排出的速率，從而使土中的 孔隙壓力增加，常造成斜坡和各種建造物的不穩(wěn)定。融 沉是多年凍土區(qū)建造物破壞的主要原因。在天然情況下， 凍土的融沉?xí)纬筛鞣N熱喀斯特現(xiàn)象（見(jiàn)冰緣地貌,凍土,青藏鐵路地基處理,一種就是讓其完全融化，或者通過(guò)換填等，讓凍土

4、消失。主要用在凍土南北界限附近的凍土島上。一種是不采取額外措施。主要集中在沿途的高山嶺地區(qū)，該地凍土穩(wěn)定，不用采取額外措施。還有一種，就是采取保護(hù)凍土的措施，適用于全線的大部分地區(qū)。根據(jù)嚴(yán)重程度不同，又分為主動(dòng)保護(hù)措施、被動(dòng)保護(hù)措施。被動(dòng)保護(hù)措施主要有加保溫板、抬高路基；主動(dòng)保護(hù)措施有塊石路基、熱棒、遮陽(yáng)棚、通風(fēng)管路基以及多種情況的復(fù)合路基。此外，還有一些特別的措施。比如旱橋，多適用于工程地質(zhì)極為復(fù)雜的地區(qū),1）保護(hù)凍土原則,高山、中高山地帶，凍土溫度-5.0-1.5時(shí)， 一般可采用保護(hù)多年凍土上限不變或略有上升的原則設(shè)計(jì)路基，可采取提高路基或設(shè)置隔熱層等措施,凍結(jié)法,凍結(jié)法是在巖土工程開(kāi)挖之

5、前，用人工制冷的方法將開(kāi)挖工程周?chē)膸r土層凍結(jié)成封閉的凍結(jié)圈（壁），以臨時(shí)加固地層，抵抗地壓，隔絕地下水，然后在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行正常施工的一種特殊施工法。 首先要打一定數(shù)量的凍結(jié)孔，孔內(nèi)安裝凍結(jié)管或凍結(jié)器。 冷凍站制出的低溫鹽水（大約-30C）經(jīng)輸送干管到各孔內(nèi)凍結(jié)器，再由回路干管返回到冷凍站的鹽水箱。 低溫鹽水在凍結(jié)管中沿環(huán)形空間流動(dòng)時(shí)，吸收其周?chē)鷰r層的熱量，使周?chē)鷰r層凍結(jié)，逐漸擴(kuò)展形成凍結(jié)壁。 隨著鹽水循環(huán)的進(jìn)行，凍結(jié)壁厚度逐漸增大，直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和強(qiáng)度為止,凍結(jié)法是在巖土工程開(kāi)挖之前，用人工制冷的方法將開(kāi)挖工程周?chē)膸r土層凍結(jié)成封閉的凍結(jié)圈（壁），以臨時(shí)加固地層，抵抗地壓，隔絕地下水

6、，然后在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行正常施工的一種特殊施工法。 首先要打一定數(shù)量的凍結(jié)孔，孔內(nèi)安裝凍結(jié)管或凍結(jié)器。 冷凍站制出的低溫鹽水（大約-30C）經(jīng)輸送干管到各孔內(nèi)凍結(jié)器，再由回路干管返回到冷凍站的鹽水箱。 低溫鹽水在凍結(jié)管中沿環(huán)形空間流動(dòng)時(shí)，吸收其周?chē)鷰r層的熱量，使周?chē)鷰r層凍結(jié)，逐漸擴(kuò)展形成凍結(jié)壁。 隨著鹽水循環(huán)的進(jìn)行，凍結(jié)壁厚度逐漸增大，直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和強(qiáng)度為止,片石氣冷路基工作原理,主動(dòng)保護(hù)凍土方式：熱棒,熱棒原理,液體工質(zhì) 冬季 汽化 冷凝 夏季 液汽平衡,主動(dòng)保護(hù)凍土方式： 通風(fēng)管,通風(fēng)管路基是高原多年凍土區(qū)修筑路基時(shí)為減少換填厚度,或?yàn)檎{(diào)節(jié)路基高度,或?yàn)樵黾勇坊鋬?chǔ)減少蓄熱以保持路基穩(wěn)定的內(nèi)因性措施 尤其是多年凍土地區(qū)、多年凍土腹部地區(qū)的富冰、飽冰凍土和含土冰層等潮濕、浸濕地帶,旁晚