1、试论建筑工程中的地基基础处理摘要：我国是一个地质条件复杂，土壤种类多种多样的国家，随着经济建设的不断开展，各种建筑工程施工在全国各地全面的进行当中，在工程施工中难免会遇到各种各样的地基问题，再加上各种建筑工程的负载量越来越大，因地基问题而引起的建筑工程问题正在引起人们的广泛关注。本文就是针对冻土地基的处理来进行分析。 关键词：建筑工程；地基基础；冻土 中图分类号：TU198 文献标识码： A 引言 冻土，顾名思义，就是冻结的土壤。它是气候和地质地理条件综合作用下的产物。在我国北方，都有不同程度的冻土存在。这些冻土若作为房屋建筑的地基，因其区别于其它地基土的冻胀和融沉特性，如不采取有效的处理方法
2、，将会对建筑物造成巨大的危害。 1、冻土的特性与分类 1.1、冻土的特性 冻土的特性之一是冻胀。在地温低于 0以下时，由于土壤内水分的存在，将发生冻结，水冻结时体积增大 8%左右，这就造成了土体积的膨胀。 冻土的特性之二是融沉。当地温升高，土壤内各种冻结水融化解冻，冻土体积减小即发生沉陷。这和冻胀是两个相反的过程。 1.2、冻土的分类 冻土的分类有多种形式。冻土可按持续保存时间、泥炭化程度、体积压缩系数、总含水量及盐渍度、平面分布特征、冻胀率、融化下沉系数、冻结特征和冰层厚度等进行分类。 1.3、土壤的冻胀性 要处理冻土上的基础，无论是建筑物还是其它构筑物的基础，首先就要了解土壤的冻胀性。 土
3、壤冻胀性与土壤类型及其含水量有关。一般岩石，碎石，中粗砂由于其颗粒构造致密，颗粒中无分子水的存在，颗粒本身在冻胀时不发生体积膨胀，所以为非冻胀性土壤。粉细砂由于其颗粒很小，表面积很大，能吸附大量水分子，当含水量小时(14%)，可不考虑其冻胀性，但随着含水量的增加，就表现出弱冻胀性-冻胀-强冻胀性。粘性土则完全是冻胀性土壤，因为其颗粒更细，分子水，吸附水和其它游离水的冻结，都将引起土壤体积的膨胀。其冻结性与含水量有关。当含水量 很小时(p+2)，土壤很干燥，就表现为非冻胀性，可称为干冻土。但随着含水量的增加，很快就表现为冻胀性。当含水量只增加 7%(即p+9 时)，粘土就表现出强烈的冻胀性。可以
4、说，气温是土壤冻结的原因，水的存在是土壤冻结的基本条件，而土壤颗粒的大小则直接关系土壤冻胀性的强弱。 2、冻土的工程特性及地基处理 气体、矿物颗粒、未冻水、冰是组成冻土的四种物质成分，气体、未冻水和冰的含量随温度变化。变形特性将冻土地基分为松散、塑性与坚硬冻土；含有机物与盐类的不同将冻土分为冻结泥炭化土与盐渍化冻土；根据持续时间可分为多年与季节冻土；根据冻土的融沉性与土的冻胀性又可分成若干类。 冻结状态连续保持三年以上者，物理力学性质随温度变化而改变，伴随发生融陷、热融滑塌、冻胀等现象的视为多年冻土；地面表层冬季冻结，夏季全部融化，每年交替冻融一次的土层为季节性冻土。 2.1、冻土地基处理及工
5、程措施 2.1.1、季节性冻土地基基础 冻土的冻胀、融沉，地基处理措施主要削弱冻胀、水分含量和温度对地基土工程力学性质的影响来达到防治冻害的目的。 (1)换填法 用非冻胀性材料（如粗砂、砾石等）更换天然地基的冻胀土，以改变冻胀。换填法防冻害的效果的好坏，与换填深度、换填材料的黏性颗粒含量、换填材料的排水条件、地下水位和地基土土质等因素有关。 地下水位较高时，换填至当地冻深线以下；地下水位较低地区，采暖房屋，换填深度应至冻深的 60%，非采暖房屋，换填深度应至冻深的80%。 (2)物理化学法 物理化学法是指利用交换阳离子及盐分来改变地基土，实现土粒子与水相互作用，使土体中的水分迁移强度及其冰点发
6、生变化，削弱冻胀。主要有憎水物质改良法、分散改良土法、土粒聚集和人工盐渍化法。 憎水物质改良法是在土中掺入少量憎水物质（如：重油、液态石油沥青、表面活性剂等）使土颗粒表面具有憎水性，改变渗透通道，减少含水量；在土体中加凝聚成分（顺丁烯聚含物、聚含丙烯酸钠等）改变土体颗粒粒径。人工盐渍化法是在土体中加入一定量的可溶无机盐（如：氯化钠、氯化钙等）来改善土的冻胀性； (3)保温法 保温法是在建筑物基础底部四周设置隔热层，增大热阻，延迟地基土的冻结，保持土体温度。常用的隔热材料有炉渣、玻璃纤维、泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫等。 2.2、多年冻土地基基础 在多年冻土地区建造房屋有两种方案。一是保护冻土不融化
7、方案，一是允许房屋下部冻土融化的方案。这两种方案都有各自的适应范围。 2.2.1、保护冻土方案设计 要实现对冻土的保护，就必须隔绝热源，使冻土不因热源的影响而升温解冻融化。这要求将房屋架空，房屋架空后，作为房屋的上半结构，可按一般设计，只是对室内地面保温和防止基础冻胀或融沉做特殊考虑。1)基础设计:按季节冻土地基上的基础处理方法。值得注意的是，回填混砂石中，含泥量不得超过 12%。根据试验，超过此值，容易发生冻胀。2)地面架空:可采用砖地垄上铺预制板，使室内地面与地基土之间有通风道，同时也要埋设通风管。 3)地面保温:为防止室内热量通过地面传至冻土上，同时为防止室内地面因外界低温传来过冷或结霜
8、，影响人们的正常生活，地面必须做防潮保温层。保温层材料应尽量就地取材，这种方案一般适用于民用建筑，工业建筑因其地面荷载一般较大而难以采用此种地面架空方案，但冷库性质的建筑除外。 2.2.2、允许冻土融化方案设计 由于人们在房屋室内的活动，室内温度远高于室外温度。冬季，温差可达 6070e。室内热量通过地面传至冻土中，使冻土在房屋使用过程中逐年融化，下沉，其深度可达 89m。房屋下冻土融化呈锅底形，中间深，靠外墙处浅，北墙较浅，南墙因受日照影响较深。如此深的融化范围，势必只有桩基才适宜。桩基以钻孔灌注桩或爆破桩为合适。但在上部活动层范围内，桩周围宜开挖，周边回填非冻胀性材料，以克服相向冻胀力。以
9、往有采用大开挖做预制桩基础的处理办法，但效果甚差，不宜采用。因为大开挖对冻土破坏很大，加大了地基土的融深，影响房屋的稳定，造成房屋裂缝。 3、冻土地基处理研究的方向 冻土地区地基处理最新发展主要反映在冻土区地基处理机械，材料，地基处理设计计算理论，施工工艺，现场检测技术以及地基处理新方法的不断发展和多种地基处理方法综合运用等各方面。随着人类对寒区经济开发的广度和深度的增加，与地基处理方法有关的许多环境问题，生态破坏问题日益突出，所以冻土地区地基处理的发展应重视以下几个方面: (1)通过对冻土中水、热、力三场耦合的研究和各种措施加固地基的机理研究，完善各种地基处理措施的设计计算理论。 (2)大力
10、开展新型防冻胀、防融沉和防渗漏材料的研制，开展复合地基及新技术的推广和应用研究。 (3)了解气候-工程-冻土相互作用规律，研究新的地温调控原理和高新技术，提出能冷却地基的新的基础结构型式和设计参数，确保工程稳定。 (4)发展冻土区地基处理的原位测试，现场测试，以及监测技术，为实现工程建设的动态设计和信息化施工奠定基础。 总之，随城乡建设的发展，在工程建设中常常会遇到冻土，它具有特殊的工程性质，用作建（构）筑物地基时应采取相应的工程措施，其勘察、试验、设计、施工、治理也有各自的技术标准和方法。冻土作为建（构）筑物地基主要有地基承载力、稳定性、沉降、水平位移、渗透等方面的问题。针对这些问题，本着“技术先进、经济合理、安全适用、确保质量”的原则提出相应的地基础处理措施。 参考文献 1李海燕，李贵莉.建筑工程地基处理技术探讨J.科技风，2011，24:171. 2高容平.简析建筑地基基础处理J.科技与企业，2012，14:221. 3李强.房屋建筑工程中地基处理施工技术的研究J.黑龙江科技信息，2013，16:193. 4赵国杰.浅谈建筑地基基础的处理工作J.江西建材，2013，04:135+138. 5葛云峰.冻土地基及地基处理J.科技传播，2013，18:105+97.
