哈尔滨铁路局海拉尔房产建筑段
摘要：近年来，经济的逐渐发展造成了建筑工程的行业非常大的压力。同时，在很多建筑工程工作中经常会遇到冻土地基的现象，而且冻土地基的地域性非常明显。如果处理的方法不恰当，容易导致地基出现不均匀的沉降现象，严重时会引发建筑倾斜、倒塌。本文简单介绍了冻土地基的重要性、性质等方面，主要分析了冻土地基的治理方式，仅供参考。
关键词：冻土；地基
随着城市的发展，建筑工程中经常会出现冻土。冻土有特殊的工程性质，在制作建筑物的地基过程中，应该采用相对的方式来处理冻土，对于施工、设计、治理等工作都需要对应的技术方式和要求。冻土的分布具有明显的地域性。本文主要研究冻土地基的治理问题。冻土一般都会分布在海拔较高、纬度也高的地区，比如青藏高原、天山等地区。冻土在用来制作建筑物地基时，会出现稳定、渗透、沉降、承载情况等方面的问题。在处理的过程中，应该遵循“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的规则。
一、良好地基的重要性
地基作为支撑建筑物基础的土体或岩体，是建筑物扎根的地方。良好的地基是建筑物最基本的安全条件，是设计、施工和工程经济的综合体现。
1、冻土地基
冻土具有独特的物理力学性质和特殊的物质组成及构造。它是温度在0℃或0℃以下含有冰晶的岩土。它也是由矿物质颗粒、冰、未冻水和气体组成的多成分体。
2、地基处理方法及其应用
冻土地基由于自身的特点，其天然地基基本上不能满足工程需要，需通过一定的工程技术措施处理后方可达到对地基承载力及变形的要求。冻土常采用换填法、物理化学法、保温法和排水隔水法等处理方法。
二、冻土的工程特性
1、物理特性
首先是含水量，冻土中含有大量的水分，含水量指的是冻土中所有的冰同土骨架的质量之比以及不冻水和土骨架的质量之比的总和。然后是冻土中的含冰量。冻土中的水分不完全是冰，同时还含有一定的未冻水，因此，衡量冻土中的含冰量不能直接测量冻土融化后的含水量，需要对其进行具体的分析，例如相对含冰量和体积含冰量等。不同的分类需要不同的测量方法，相对含冰量指的是冻土中冰的质量同所有水分的总质量之比，而体积含冰量则是将冻土中的冰的体积同冻土的总体积进行对比。
2、力学特性
冻土的变形特性同其他种类的土相比，主要的差别在于冰的含量。冰含量的多少对土质的力学特性具有重要影响，随着温度的降低，冰的强度也逐渐增强。冰的强度还会随着应变速率的变化而变化，导致冻土的特性也随着变化。这些特性都是由冰的特性变化引起的。冻土的强度受外界条件的影响较大，像温度、压力等。此外，应变速率的变化也会影响冻土的强度，主要表现为由塑性向脆性转变。
3、冻胀性
在季节性的冻土区或者多年的冻土区，当温度降低到一定程度时，冻土中的水分就会逐渐形成冰冻颗粒，然后逐渐向着正冻带转移，填充其中的空闲区域，一般情况下，当冻土的体积膨胀到一定程度时，就会造成颗粒之间的相对位移，从而造成冻土的冻胀。冻胀的严重与否主要取决于土中的未冻水分迁移的数量，假如温度持续降低，导致冻土中的水分逐渐转移，从而增大冰冻层的厚度，这样就会使冻胀更加严重。
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三、冻土地基的治理方法
1、对于季节性冻土的处理
对于冻土的融沉和冻胀，地基的处理做法的目的在于缓解冻胀、含水量和温度容易对地基工程的影响，特别是需要减小对其中力学性质的影响。这样才能够防治冻害。
⑴换填的方式
运用非冻胀性的材料，比如砾石或者粗砂等，来代替天然地基中的冻胀土，以此来改善冻胀的现象。换填的方式放置冻害的效果，取决于换填材料的排水性能和所含黏性颗粒的数量、换填的深度、地下水位或者地基所在环境的土质等情况。地下水位较高的情况下，应该换填到地区冻深线之下；地下水位较低的情况下，对于采暖的房屋，换填的深度应该到地区冻深线的60%。对于非采暖的房屋，换填的深度应该到地区冻深线的80%。
⑵物理化学的方式
物理化学的方式具体指的是，运用交换阳离子和水分的方法改变地基土，促使水与土粒子之间发生作用力，使土体中含有的水分转移强度和冰点都发生改变，以此来缓解冻胀的现象。具体的方法有憎水物质改良方式、分散改良方式、土粒聚集以及人工盐渍化方式。憎水物质改良方式指的是，在土中添加一点憎水物质，比如表面活性剂等，促使土颗粒的外层具备憎水的功能，从而改变了渗透的渠道，使含水量减小；在土体中添加凝聚因素，比如聚含丙烯酸钠等，会使土体颗粒的粒径发生一定的变化。人工盐渍化方式是指，在土体中添加适量的可溶无机盐，比如氯化钙等，以此来缓解土的冻胀作用。
⑶保温的方式
保温的方式是在建筑物基础的底端，周围的范围内安置隔热层，增大热阻，延迟地基中土质的冻结作用，维持土地的温度。一般会运用的隔热材料包括聚苯乙烯泡沫、炉渣、泡沫混凝土或者玻璃纤维等。
2、对于多年冻土的处理
多年冻土除了考虑常规的地基变形外，还应关注与温度密切相关的有效应力和温度分布。多年冻土的地基处理根据上部建筑结构、施工条件和地基土性质，采用维持冻土、逐渐融化和 主动融化三种原则来考虑工程措施。
（1）年平均温度能够保持在-0.1℃，受力层地基土坚硬冻结，最大融化范围内存在融沉、融陷性土和夹层的冻土。采用维持冻土状态的处理方法，具体有架空通风基础、填土通风管基础、粗颗粒土垫高地基、热桩（棒）基础、保温隔热地板等措施；
（2）年平均温度能够保持在-0.5℃~-1.0℃，在受力层以上处于塑性冻结状态，在最大融深以上为不融沉或弱融沉土，高温可以对冻土层产生热影响。可采用逐渐融化的方法，加大基础埋深或用低压缩土层为持力层；保温隔热地板，并架空热管道和给排水系统；设置地面排水系统的措施；
（3）年平均温度不低于-0.5℃，受力层以上地基土处于塑性冻结状态，最大融深以上存在变形量不允许的融沉、融陷性土和夹层的冻土地基。可采用粗颗粒土置换细颗粒土或预压加密 和加大基础埋深的方法。
四、结语
通常情况下，冻土并不适用于制作建筑物的地基，因为它特别的工程性质会给建筑工程工作带来很多麻烦。随着科学技术的更新，建筑行业人士积累了足够的处理冻土地基的方法，使冻土地基的施工过程更加可靠，应对的方式也更加成熟。治理冻土地基的工作，首先需要查阅相关的考察资料了解冻土具备的物理力学性质，研究其成因和岩土工程的性质，并且根据上方建筑对于稳定功能和地基承载情况等方面的需要，应该了解清楚所在地区使用的施工材料，运用的施工技术水平以及相似工程的实践经验后，再制定合理的治理冻土地基的方法。治理冻土地基的方法，需要经过反复的实验来明确和证明施工的技术和工艺，保证治理地基的安全性和可靠性。
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论文作者:王玉敏
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/9
标签：冻土论文; 地基论文; 方式论文; 方法论文; 温度论文; 颗粒论文; 土中论文; 《基层建设》2016年7期论文;