中华人民共和国国家标准冻土工程地质勘察规范GB 50324-2001 1
主编部门:国家林业局
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:2001 年12 月1 日
关于发布国家标准《冻土工程地质勘察规范》的通知
建标[2001]198 号
根据国家计委《一九九二年工程建设标准制订修订计划》(计综合[1992]490 号)的要求，由国家林业局会同有关部门共同编制的《冻土工程地质勘察规范》，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB50324-2001， 自2001 年12 月1 日起施行。其中3.1.2、 3.2.1 、3.2.2、 4.2.1 、4.2.2 、4.3.2、 4.4.2、 4.4.4、 5.1.3、 5.2.1 、6.2.1、6.2.3 、7.2.2 、7.3.3 7.4.1 、7.4.2、8.3.3 、8.4.3、 8.4.6、 8.4.9 、9.3.3 、9.3.6、 9.3.7、9.3.8、 9.3.9、 9.4.3 、10.3.3 、10.4.2 、11.2.3 、11.3.3 、12.2.3、 12.3.1 为强制性条文，必须严格执行。
本规范由国家林业局负责管理，内蒙古大兴安岭林业设计院负责具体解释工作，建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国建设部
二一年九月二十八日
前 言
本规范系根据建设部[1989]建标字第42 号文件要求，在国家林业局领导下，内蒙古大兴安岭林业设计院于1991 年10 月完成了本规范前期工作调研报告，并同时经专家会议通过论证。然后按国家计委计综合[1992]490 号文件精神，全面展开了本规范的编制工作。
本规范在编制过程中，编制组广泛进行调查研究，认真总结工程建设经验，吸取有关专家意见，参考相关国际标准，并对存在的主要问题开展了多项专题研究工作，为编制本规范创造了条件。
本规范由国家林业局负责管理,并授权主编单位负责具体解释工作。请各单位在执行过程中，如发现需要修改和补充之处，可将意见和建议寄往内蒙古大兴安岭林业设计院(地址:内蒙古自治区牙克石市 邮编 022150) 以供以后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位和主要起草人:
主编单位:内蒙古大兴安岭林业设计院
参编单位:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室哈尔滨工业大学 中铁西北科学研究院
黑龙江省寒地建筑科学研究院 铁道第三勘测设计院 水利部东北勘测设计院科研所 中交第一公路勘察设计研究院
主要起草人:鲁国威 徐学攵祖 童长江 丁靖康 刘鸿绪王正秋 徐伯孟 李恩英 喻文学 金应镐 王 岐
1 总 则
1.0.1 为了贯彻国家有关技术经济政策,统一冻土工程地质勘察要求,保证冻土工程地质勘察质量,提高经济效益,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于季节冻土和多年冻土地区工业与民用建筑、铁路、公路、水利、水电、管道和架空线路工程的冻土工程地质勘察。
1.0.3 冻土工程地质勘察，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准规范的规定。
2 术语符号
2.1 术 语
2.1.1 冻土 frozen ground(soil rock)
具有负温或零温度并含有冰的土(岩)。
2.1.2 季节冻土 seasonally frozen ground
地壳表层冬季冻结而在夏季又全部融化的土(岩)。
2.1.3 隔年冻土 pereletok
指冬季冻结而翌年夏季并不融化的那部分冻土。
2.1.4 多年冻土 perennially frozen ground(permafrost)
指持续冻结时间在2 年或2 年以上的土(岩)。
2.1.5 多年冻土上限 Permafrost table
指多年冻土层的顶面。
2.1.6 季节冻结层 seasonal freezing layar
指每年寒季冻结，暖季融化，其年平均地温>0℃ 的地壳表层，其下卧层为融土层或不衔接多年冻土层。
2.1.7 季节融化层 seasonal thawed layar
指每年寒季冻结，暖季融化，其年平均地温<0℃ 的地壳表层，其下卧层为多年冻土层。
2.1.8 相对含冰量 relative ice content
指冰的质量与冻土中全部水的质量之比。
2.1.9 未冻水量 unfrozen-water content
在一定负温条件下，冻土中未冻水质量与干土质量之比。
2.1.10 年平均地温 mean annual ground temperature
地温年变化深度处地地温。
2.1.11 地温年变化深度 depth of zero annual amplitude of ground temperature
地表以下地温在一年内相对不变的深度也称年零较差深度。
2.1.12 融化下沉系数 thaw-settlement coefficient
冻土融化过程中在自重作用下产生的相对融化下沉量。
2.1.13 融化压缩系数 thaw compressibility coefficient
指冻土融化后，在单位荷重下产生的相对压缩变形量。
2.1.14 冻胀率 frost heaving ratio
指单位冻结深度的冻胀量。
2.1.15 冻胀力 frost-heaving forces
指土的冻胀受到约束时产生的力。
2.1.16 冻土盐渍度 salinity of frozen soil
冻土中含易溶盐的质量与土骨架质量之比。
2.1.17 泥炭化程度 degree of peatification
冻土中含植物残渣和泥炭的质量与骨架质量之比。
2.1.18 冻土现象 features related to frozen ground
指土体中水的冻结和融化作用所产生的新形成物和中小型地形，如冰椎、冻胀丘、融冻泥流和热融滑塌等冻土现象。
2.2 符 号
2.2.1 冻土物理特性
2.2.2 冻土热学特性
2.2.3 冻土力学特性
2.2.4 土的季节冻结与融化参数
2.2.5 其他指数与系数
3 冻土分类和冻胀融沉性分级
3.1 冻土分类和定名
3.1.1 作为寒区工程地基和环境的冻土,根据附录A 应按冻结状态持续时间,分为多年冻土、隔年冻土和季节冻土；多年冻土和季节冻土可按下列原则分类:
3.1.1.1 根据形成与存在的自然条件不同，将多年冻土分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土。
3.1.1.2 按季节冻土与下卧土层的关系，将季节冻土分为季节冻结层和季节融化层。
3.1.2 冻土的描述和定名，除应按附录B 定名外，尚应符合下列规定:
3.1.2.1 根据土的颗粒级配和液、塑限指标，按国际《土的分类标准》GBJ145-90确定土类名称。
3.1.2.2 按冻土含冰特征，可定名为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层。
3.1.2.3 当冰层厚度大于2.5cm， 且其中不含土时，应单另标出定名为纯冰层(ICE)。
3.1.3 根据冻土中的易溶盐含量或泥炭化程度划分为盐渍化冻土和泥炭化冻土时，应符合下列规定:
3.1.3.1 冻土中易溶盐含量超过表3.1.3-1 中数值时，称为盐渍化冻土。
(2)盐渍化冻土的强度指标，如无试验条件时，可按附录K 表K.0.2-9 和K.0.2-12取值。
3.1.3.2 冻土中的泥炭化程度超过表3.1.3-2 中数值时，称为泥炭化冻土。
(2)泥炭化冻土的强度指标，如无试验条件时，可按附录K 表K.0.2-10 和K.0.2-13取值。
3.1.4 按体积压缩系数(mv)或总含水量(ω)划分为坚硬冻土、塑性冻土和松散冻土时，应符合下列规定:
3.1.4.1 坚硬冻土:mv≤ 0.01MPa-1
3.1.4.2 塑性冻土:mv>0.01MPa-1
3.1.4.3 松散冻土: ω≤3%。
3.2 土的冻胀和多年冻土融沉性分级
3.2.1 季节冻土和季节融化层土的冻胀性,根据土冻胀率η的大小,按表3.2.1 划分为:不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五级。冻土层的平均冻胀率η按下式计算:
3.2.2 多年冻土的融化下沉性，根据土的融化下沉系数σo 的大小,按表3.2.2 划分为:不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级。冻土层的平均融沉系数σo 按下式计算：
4 冻土工程地质勘察基本要求
4.1 一 般 规 定
4.1.1 冻土工程地质勘察应包括冻土工程地质调查与测绘、勘探、冻土取样、室内试验和原位测试、定位观测以及冻土工程地质条件评价及其预报。
4.1.2 冻土工程地质勘察应按下列要求确定工作内容:
4.1.2.1 了解与搜集工程建设项目的规模及建筑的类别，地基基础设计、施工的特殊要求及设计参数。
4.1.2.2 搜集、整理与分析有关勘察报告，航、卫片及室内外试验结果，科学研究文献报告。根据冻土的非均质性及随时间、人为活动的可能变化，有针对性地确定勘察方法和合理的工作量。
4.1.2.3 通过踏勘、调查、搜集资料及测绘，初步了解建筑场地冻土工程地质条件的复杂程度，主要的冻土工程地质问题。
4.1.2.4 应用搜集或勘察的资料，加上工程经验的判断和分析，对勘察的冻土工程地质条件和问题作出评价，对设计、施工、防治处理及环境保护方案提出建议，并对建筑后的冻土工程地质条件变化作出预报。
4.1.3 根据建(构)筑物的重要性，对地基不均匀沉降的允许限度以及地基损坏造成建筑物破坏后果(危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复的可能性等)的严重性，按有关规范进行工程安全等级的划分。
4.1.4 冻土地区建筑场地的复杂程度应按下列条件划分:
4.1.4.1 符合下列条件之一者为复杂场地:
(1)岩土种类多，性质变化大，厚层地下冰发育，对工程影响大，需特殊处理。
(2)冻土工程类型属含土冰层或饱冰冻土地带，冻土温度≥-1.0℃， 且变化大。
(3)冻土现象强烈发育，冻土生态环境遭受严重破坏。
4.1.4.2 符合下列条件之一者为一般场地:
(1)岩土种类较多，性质变化较大，地下冰较发育，对工程有不良影响。
(2)冻土工程类型属富冰冻土地带冻土温度为-1.0℃ -2.0℃， 且变化较大。
(3)冻土现象一般发育，冻土生态环境遭受破坏。
4.1.4.3 符合下列条件之一者为简单场地:
(1)岩土种类单一，性质变化不大，地下冰不发育，对基础无影响。
(2)冻土工程类型属少冰冻土或多冰冻土地带，冻土温度≤-2.0℃， 且变化不大。
(3)冻土现象不发育，无冻土生态环境问题。
4.1.5 冻土工程地质勘察宜分阶段进行,勘察阶段应与设计阶段相适应,一般可分为可行性研究(选址、规划)， 初步勘察与详细勘察，必要时可进行施工勘察。
4.1.6 勘察点、线、网的布置应符合下列要求:
4.1.6.1 勘探线应垂直地貌单元边界线，地质构造线，地层界线和冻土工程地质分区界线。
4.1.6.2 按勘探线布置勘探点时，应在每个地貌单元和地貌交接部位布置勘探点，同时在微地貌、地层、冻土现象发育及冻土条件变化较大地段予以加密。
4.1.6.3 考虑工作需要获得各种地质地貌景观范围内冻土的分布、冻土构造、含冰量和物理力学及热学性质的资料。
4.1.6.4 地形平坦、冻土条件单一的地区，可按方格布置勘探点。
4.1.7 勘探孔可分为一般孔和控制孔。勘探线和勘探点间距应根据场地和地基条件，以及建筑物的工程类型、安全等级和勘察阶段等决定。
4.1.8 冻土工程地质勘察应按勘察阶段要求进行原位测试，以获得设计所需要的基本参数，其试验方法可按附录F、 G、 H 规定执行。当无实测资料时，可按附录K 确定。
4.1.9 对于场地和地基条件复杂的重要构筑物必须设立定位观测点。观测项目包括多年冻土地温、地基土的冻胀与融沉特性，以及由于人为工程活动、自然条件变化等，可按第8 至12 章有关规定进行。
4.2 冻土工程地质勘察的任务
4.2.1 多年冻土区冻土工程地质勘察根据工程要求应进行下列工作:
4.2.1.1 查明多年冻土类型(按附录A) 、分布范围及其特征，及其他与地质-地理环境的相互关系。
4.2.1.2 查明季节融化层(当无实测资料时，可按附录D 和E 确定)与多年冻土层厚度，以及在剖面上彼此之间的相互关系及随空间的变化。
4.2.1.3 查明多年冻土层的物质成分、性质与含冰量、冻土组构类型(可按附录C进行鉴别)、 地下冰层的厚度及分布特征。
4.2.1.4 查明多年冻土层年平均地温，地温年变化深度，当无实测资料时，可按附录L 确定。
4.2.1.5 查明多年冻土层物理、力学和热物理性质，冻土融化下沉特性，给出设计参数及其随温度的变化关系
4.2.1.6 查明多年冻土区内融区的形成存在原因分布特征及其与冻土条件
和自然因素及人为工程活动的关系。
4.2.1.7 查明多年冻土区地表水及地下水的储运条件，及其与多年冻土层的相互关系和作用。
4.2.1.8 查明多年冻土区的冻土现象类型、特征和发育规律及其对工程建筑的影响与危害。
4.2.1.9 查明多年冻土条件与工程建筑，经济开发区的相互作用与制约关系。
4.2.1.10 对冻土工程地质条件作出评价，预报工程建筑运营期间冻土工程地质(水文地质)条件的变化，并依此提出合理的治理建议与措施。
4.2.2 季节冻土区冻土工程地质勘察，根据工程要求应进行下列工作:
4.2.2.1 查明季节冻结层的厚度(无实测资料时可按附录D 确定)与特征，及其与地质地理环境的相互关系。
4.2.2.2 查明季节冻结层的冻土含冰特征及其在垂直剖面上的分布和随空间的变化。
4.2.2.3 查明季节冻结层的物质成分与含水特征。
4.2.2.4 查明季节冻结层岩土的物理力学及热学性质，土的冻胀特性，给出设计参数。
4.2.2.5 查明地下水补给、径流、排泄条件及与地表水的关系、以及冻结前和冻结期间的变化情况。
4.2.2.6 查明场地冻土现象类型、成因、分布、对场地和地基稳定的影响及其发展趋势。
4.3 冻土工程地质区划原则
4.3.1 冻土工程地质区划应反映冻土工程地质条件，并根据不同建设项目的勘察阶段的相应要求，提出冻土工程地质评价。
4.3.2 冻土工程地质分区应根据场地的复杂程度分为三级，并相应地反映下列内容:
4.3.2.1 第一级分区反映下列内容:
(1)冻土分布区域范围与厚度。
(2)多年冻土的年平均地温。
(3)地貌单元如分水岭、山坡、河谷等的冻土形成及存在条件。
(4)冻结沉积物的成因类型。
(5)主要冻土现象等。
4.3.2.2 第二级分区应反映下列内容:
(1)在一级分区的基础上，除反映各冻土类型的地质、地貌、构造的基本条件外，还要阐明冻土的成分、冰包裹体的性质、分布及其所决定的冻土构造和埋藏条件。
(2)根据多年冻土的年平均地温(Tcp)确定冻土地温带:
Tcp<-2.0 ℃的为稳定带；
Tcp=-1.0 -2.0℃的为基本稳定带；
Tcp=-0.5 -1.0 ℃为不稳定带；
Tcp>-0.5 ℃的为极不稳定带。
(3)多年冻土及融区的分布面积、厚度及其连续性。
(4)季节冻结层及其与下卧多年冻土层的衔接关系。
(5)表明各地带的冻土现象、年平均气温、地下水、雪盖及植被等基本特征。
4.3.2.3 第三级分区应反映下列内容:
(1)在二级分区的基础上，除反映冻土的工程地质条件及自然条件外，主要阐明各建筑地段冻土的含冰程度、物理力学和热学性质。
(2)按冻土工程地质条件及其物理力学参数，划出不同的冻土工程地质分区地段，并作出评价。
4.4 冻土工程地质及其环境评价
4.4.1 冻土工程地质及其环境评价应包括自然条件变化和各种工程活动影响下冻土工程地质条件的变化。
4.4.2 冻土工程地质条件评价应包括下列内容:
4.4.2.1 冻土类型及分布、成分、组构、性质、厚度评价。
4.4.2.2 冻土温度状况的变化，包括地表积雪、植被、水体、沼泽化、大气降水渗透作用、土的含水率、地形等影响引起的变化。
4.4.2.3 季节冻结与季节融化深度的变化。
4.4.2.4 冻土物理力学和热学性质的变化。
4.4.2.5 冻土现象(过程)的动态变化。
4.4.3 调查工程建筑修建所引起的冻土现象及冻土工程地质条件变化的情况，并提出对冻土工程地质条件影响及其防治措施的建议。
4.4.4 对冻土工程地质环境变化的影响应按下列内容进行评价:
4.4.4.1 人类工程活动作用形式(施工准备工作及施工方式)。
4.4.4.2 自然条件的破坏情况。
4.4.4.3 冻土工程地质条件变化状况。
4.4.4.4 冻土现象类型及其变化特点。
4.4.4.5 工程建筑物在运营期间冻土工程地质条件的变化情况。
4.4.5 根据冻土工程地质条件及其环境的评价和预测，提出地基土的利用原则及其相应的保护和防治措施的建议。
4.5 冻土工程地质勘察报告
4.5.1 冻土工程地质勘察成果报告应在搜集、调查、测绘、勘探、测试资料的基础上进行整理、检查、分析、鉴定，确定无误后方可进行编制。
4.5.2 冻土工程地质勘察成果报告的内容，应根据任务要求、勘察阶段、冻土工程地质条件的复杂程度、工程特点及其安全等级情况，具体确定其详细程度。
4.5.3 冻土工程地质勘察成果报告应包括下列内容:
(1)勘察目的要求和任务。
(2)拟建工程概述。
(3)勘察方法和勘察工作布置及工作量。
(4)场地地形、地貌、地层、地质构造、冻土特征及其工程地质条件和物理力学性质、水文地质条件、冻土现象的描述和评价。
(5)地基冻胀性、融沉性、稳定性和适用性的评价。
(6)冻土试验参数的分析与选用。
(7)场地利用、整治及改造方案，建筑设计原则。
(8)工程施工和运营期间可能发生的冻土工程地质问题的预测、监控、预防措施的建议。
4.5.4 冻土工程地质勘察成果报告可附下列图件:
(1)勘探和试验点平面布置图。
(2)冻土工程地质平面图(包括冻土工程地质分区及冻土现象)。
(3)冻土工程地质柱状图(包括冻土工程地质综合柱状图)。
(4)冻土工程地质剖面图(纵横剖面)。
(5)室内试验图表。
(6)原位测试及地温观测图表。
(7)冻土利用整治改造方案的有关图表。
(8)冻土工程计算简图及计算图表。
(9)其它有关资料(包括素描和照片)等。
4.5.5 除冻土工程地质勘察成果报告外，可根据任务要求，提交单项报告。
5 冻土工程地质调查与测绘
5.1 一 般 规 定
5.1.1 冻土工程地质调查与测绘宜结合勘察阶段进行，并应符合下列要求:
5.1.1.1 在可行性研究勘察阶段，除应收集航空相片和卫星相片的解释结果，区域地质、区域冻土以及地区性建设经验等资料外，必要时尚应进行现场踏勘。
5.1.1.2 在初步勘察阶段，对冻土工程地质条件较复杂的场地应进行冻土工程地质测绘。对地质条件简单的场地，可采用调查代替冻土工程地质测绘。
5.1.1.3 在详细勘察阶段，应在初步勘察工作的基础上，对某些专门性的冻土工程地质问题进行补充。
5.1.2 冻土工程地质调查与测绘的范围以及测绘的比例尺，宜符合下列要求:
5.1.2.1 公路铁路架空线路和管道工程的调查与测绘宽度，一般地段不应少于线路中心线两侧各100m ，复杂地段可根据需要预以扩大范围。
5.1.2.2 水利水电工程和工业与民用建筑工程的调查与测绘范围，应包括建筑场地及其附近对工程安全有影响的地段。
5.1.2.3 测绘所用地形图的比例尺，宜结合勘察阶段选用。对冻土工程地质条件较复杂的场地和对工程安全影响较严重的冻土现象，比例尺可适当放大。
5.1.3 冻土工程地质调查与测绘，应包括下列主要内容:
5.1.3.1 查明地貌形态特征、分布情况和成因类型并划分地貌单元；查明地貌与第四纪地质、岩性、构造、地表水以及地下水等与冻土现象的关系。
5.1.3.2 冻土的分布、埋藏、成分、结构、地下冰类型及其与各种自然条件的关系。
5.1.3.3 季节冻结与季节融化层土的成分、含水率和含冰量以及最大冻结与融化深度。
5.1.3.4 多年冻土的年平均地温、地表温度较差和冻层下卧岩土的温度变化动态。
5.1.3.5 冻土现象的形成、分布、形态、规模和发育程度。
5.1.3.6 建筑物在施工和使用期间，由于气候与人为因素对建筑场地冻土工程地质条件影响的预测。
5.1.4 冻土工程地质调查与测绘，可提出下列成果资料:
(1)调查与测绘说明书。
(2)冻土工程地质测绘实际材料图。
(3)综合冻土工程地质图或分区图。
(4)综合地质柱状图及冻土工程地质剖面图。
(5)各种素描图和照片等资料。
5.2 冻土现象调查与测绘
5.2.1 多年冻土区对工程建筑有影响的主要冻土现象包括:
冻胀丘、冰椎、地下冰、融冻泥流、热融滑塌、热融湖塘、热融洼地、冻土沼泽等。在进行勘察时，应结合工程类型，有针对性地开展工作。