中华人民共和国国家标准冻土工程地质勘察规范GB 50324-2001 2
5.2.2 冻土现象的调查与测绘应结合工程勘察阶段进行。根据其测绘精度要求和地质条件的复杂程度选用目测法、半仪器法和仪器法定位。
5.2.3 根据各勘察阶段的内容和要求，冻土现象的调查与测绘应提出下列资料:
(1)调查与测绘说明书。
(2)工程地质图及剖面图。
(3)勘探观测与试验资料等。
5.2.4 冰椎与冻胀丘调查与测绘。
5.2.4.1 勘察中应注意区分季节性和多年性冰椎与冻胀丘。遇下列情况时，应按冰椎与冻胀丘地段进行工作:
(1)泉水出露的斜坡地段。
(2)存在较大范围的土丘或鼓丘痕迹地带。
(3)有冰椎及冻胀丘活动纪录的地点。
5.2.4.2 冰椎与冻胀丘的勘察应包括下列内容:
(1)查明冰椎与冻胀丘分布区的气温、季节冻结与季节融化深度、多年冻土特征及地温状况。
(2)查明冰椎与冻胀丘的成因、类型、规模、发育状况和变化规律。爆炸性充水鼓丘爆炸威力和影响范围。
(3)查明冰椎与冻胀丘分布区地形、地貌、植被、地层岩性、地质构造及水源补给条件。
(4)查明冰椎与冻胀丘分布区的人类活动状况。
5.2.4.3 调查与测绘范围应包括冰椎与冻胀丘分布区及对其有明显影响的地段。
5.2.4.4 冰椎与冻胀丘勘察宜在其发育期(1-3 月)进行，采取钻探与物探相结合方法。勘探点及剖面布置以能查明该段地质构造、水文地质条件为原则。勘探孔的深度一般应大于季节冻结深度或多年冻土上限以下1.0-2.0m。
5.2.4.5 根据工程需要采取代表性土样、水样进行有关试验。
5.2.5 当冻土中冰层厚度大于0.3m 或间隔2-3cm 冰层累计厚度>0.3m 时，应按厚层地下冰进行勘察。
5.2.5.1 厚层地下冰勘察，应包括下列内容:
(1)查明分布区的气候、地形、地貌、植被和水文地质条件。
(2)查明地下冰的成因、类型及其发育状况。
(3)查明地下冰的围岩性质及其与冻土特征、地温及厚度的关系。
(4)查明分布区的水文地质特征。
(5)查明分布区的人类活动状况。
5.2.5.2 勘察范围应包括其分布区及其有影响的围岩地带。勘探宜采用坑探、钻探与物探结合进行，勘探点及剖面布置以能查明地下冰的厚度和分布为原则。勘探孔应进行测温。
5.2.6 多年冻土区遇下列情况时，应按融冻泥流与热融滑塌地段开展工作:
(1)斜坡地表存在有蠕动或滑动痕迹的地带。
(2)斜坡坡度大于5°的厚层地下冰发育，且地表有破坏的地段。
(3)地表面破坏前缘有泉水、湿地或泥流的地段。
(4)有产生融冻泥流及热融滑塌的纪录。
5.2.6.1 融冻泥流或热融滑塌勘察，应包括下列内容:
(1)查明分布区的地形、地貌特征，土的性质、颗粒成分及其含水率。
(2)查明分布区的季节融化深度、地下冰、多年冻土分布特征。
(3)查明分布区山坡倾斜度(坡度)、 地表排泄条件和土的渗透性。
(4)查明分布区土的冻胀性与融滑后的流动性。
(5)查明分布区人为活动对其植被和地面的破坏状况及融冻泥流或热融滑塌的形成原因。
5.2.6.2 勘察范围应包括滑动发育范围及两侧一定宽度，必要时可扩大到滑体堆积区。宜采用钻探、坑探、物探相结合的勘探方法，钻孔深度应超过滑动面以下1.0-2.0m。
5.2.6.3 按需要采取试样进行颗粒成分、含水率等有关分析。
5.2.7 多年冻土区遇有下列情况时，应按热融湖塘与热融洼地勘察:
(1)湖状积水洼地。
(2)地表破坏的厚层地下冰地段。
(3)干枯湖形凹地。
5.2.7.1 热融湖塘与热融洼地勘察，应包括下列内容:
(1)查明分布区的气候、地形、地貌、地表覆盖物及地表水与地下水变化情况。
(2)查明分布区的季节融化深度，多年冻土类型、厚度、地温及地下冰的分布规律。
(3)查明分布区的范围，湖内水位及其排泄和聚集条件，与地表水、地下水的联系。
(4)查明分布区的人为活动对地表植被的破坏情况及热融湖塘与热融洼地的成因。
(5)热融湖塘与热融洼地的发展趋势及其对工程的影响和评价。
5.2.7.2 勘察的范围，应包括分布区及其可能扩大的周围地段，以钻探配合物探。钻孔深度应超过地温年变化深度1-2m ，且应进行测温。
5.2.8 多年冻土区，遇有遭受地表水、地下水影响，出现地表潮湿、富水、植被生长较茂密、分布有较大厚度的泥炭层的沟谷、溪流、山前斜坡或山间洼地等情况时，应按冻土沼泽开展勘察。
5.2.8.1 冻土沼泽勘察应包括下列内容:
(1)查明分布范围的气象、地形地貌特征、植被及水文地质条件。
(2)查明分布区的地层岩性、多年冻土特征、地温及季节融化深度。
(3)查明冻土沼泽的成因类型、基底软弱层或泥炭层厚度及发育状况、地表排水条件等。
(4)分析冻土沼泽基底发生融沉和变形的可能性，提出防治措施的建议。
5.2.8.2 勘察范围，应视不同工程需要确定:线路两侧各100-200m ；站场周围不少于200m。 控制孔深度应超过年平均地温变化深度，一般钻孔应超过多年冻土上限以下1.0-2.0m， 并测试地温。
5.2.8.3 根据工程需要，采取土样进行有关试验。
6 冻土工程地质勘探与取样
6.1 一 般 规 定
6.1.1 为查明场地冻土工程地质条件，采取冻土试样或进行原位测试时，应按勘察任务要求和冻土特性，选用钻探、坑探、槽探和地球物理勘探等方法。
6.1.2 冻土工程地质勘探工作，应充分结合工程特点，交通条件，机具设备和勘探对自然环境的影响等因素，选择在适宜的气候条件下进行。
6.1.3 勘探点的布置应在冻土工程地质调查与测绘、遥感判释和地球物理勘探等项工作的基础上研究确定。
6.1.4 勘探工作量的确定，可根据勘察阶段，按本规范有关章节规定执行。
6.2 钻 探
6.2.1 根据冻土层类别选择钻探方法时,应符合下列要求:
6.2.1.1 当冻土为第四系松散地层时,宜采取低速干钻方法。回次钻探时间不宜过长，一般以进尺0.20-0.50m 为宜。
6.2.1.2 对于高含冰量的冻结粘性土层，应采取快速干钻方法。回次进尺不宜大于0.80m。
6.2.1.3 对于冻结的碎块石和基岩，在钻探时，可采用低温冲洗液钻进方法。
6.2.2 冻土钻探的成孔口径，应符合下列规定:
6.2.2.1 冻土钻探的开孔直径不应小于130mm ；终孔直径不应小于91mm(一般110mm 为宜)。
6.2.2.2 对于取不出完整冻结土样的岩土，可按常规钻探的有关规定执行。
6.2.3 根据冻土工程地质环境变化特点，冻土钻探工作应符合下列要求:
6.2.3.1 为了保持冻土层中钻孔孔壁稳定，应设置护孔管及套管封水或其他止水措施，防止地表水和地下水流入孔内。
6.2.3.2 为取得土的最大冻结与融化深度资料，应在地表开始融化或冻结之前的适宜季节进行钻探。
6.2.3.3 在钻探和测温期间，应减少对场地地表植被的破坏。已破坏的要在任务完成后，恢复植被的天然状态。
6.2.3.4 对需要保留的观测孔和测温孔，应按勘察阶段要求处理，否则应及时回填。
6.2.4 钻探记录和编录应符合下列要求:
6.2.4.1 野外钻探记录必须及时，认真的按钻进回次逐段填写清楚。
6.2.4.2 对冻土的描述和定名可按本规范附录B 进行。
6.2.4.3 钻探成果可用钻孔柱状图表示，冻结岩土、芯样可拍彩照并按要求纳入勘察成果资料。
6.3 坑探槽探
6.3.1 当使用钻探方法不能准确的查明冻土工程地质情况时，冻土的浅部土层勘探，可用下列方法进行:
6.3.1.1 冻土浅部土层的勘探，可采用坑探、槽探和小螺旋钻等方法。在无人烟的冻土地区进行坑、槽探时，亦可采用爆破法。但是，勘探工作完成后必须按原来状况回填，以恢复地表自然状态。
6.3.1.2 对于泥炭沼泽或粘性土中的厚层地下冰地段，可采用钎探和小螺旋钻进行勘探，取得季节融化深度资料。
6.3.1.3 各地貌单元分界线处的季节融化深度和地层变化情况，可采用坑、槽探方法完成。
6.3.2 探坑和探槽的深度、长度和断面尺寸，应按勘探要求确定。但是，探坑、探槽的开挖必须根据深度和冻土融化情况，采取加固措施以保证安全。
6.3.3 对坑探、槽探除应作好岩性描述记录外，坑探应提交展开图，槽探应提交槽壁纵断面图等图件。
6.4 地球物理勘探
6.4.1 在冻土工程地质勘察中,下列任务宜选用地球物理勘探方法:
6.4.1.1 配合冻土工程地质测绘,初步了解冻土分布特征和各种冻土现象,为经济合理确定钻探方案提供依据。
6.4.1.2 作为勘探工程的辅助手段，物探应紧密地配合钻探工作，以缩短勘探周期，提高勘探工作质量。
6.4.2 冻土地区地球物理勘探应包括下列内容:
6.4.2.1 冻土的类型及其分布特征。
6.4.2.2 季节融化层深度及多年冻土的下限。
6.4.2.3 厚层地下冰的类型及分布特征。
6.4.2.4 多年冻土地区地下水类型及其赋存条件与变化规律。
6.4.2.5 多年冻土的波速、动弹性模量。
6.4.3 冻土地区地球物理勘探方法应根据冻土的物理特性和场地条件，通过试验研究进行选择或采用综合物探方法。
6.4.4 场地条件对物探工作的适宜性，可按下列因素判定:
6.4.4.1 冻土体的埋藏条件及其与周围介质的物理性质的差异(如电阻率上的明显差异等)。
6.4.4.2 地表起伏程度，地表层土冻融的不均匀性及影响物探工作的地面障碍物。
6.4.4.3 场地附近有无对冻土物探工作造成的干扰因素(如高压线、地下金属管道等)。
6.4.5 物探时应取得场地的冻土物探参数，当资料缺乏时还应实测其物探参数。
6.4.6 进行物探成果判释时，应考虑不同地质因素引起的物理现象异常的多解性。区分有用信息和干扰信号，进行综合判释，必要时利用钻探资料进行验证。
6.5 冻土取样与运送
6.5.1 根据冻土试验目的和要求，冻土取样可按表6.5.1 分为三级。
6.5.2 冻土取样方法和要求，可按下列规定进行:
6.5.2.1 测定冻土基本物理指标用土样，应由地表以下0.5m 开始逐层。采取当土层<1.0m 时，必须取一个样，土层>1.0m 时，必须每米取样一个，含冰量变化大时应加取。
6.5.2.2 测定冻土热学及力学指标时，冻土取样应按工程需要采取或与6.5.2.1 款采取的土样合用。
6.5.2.3 为保证试样质量，不得从爆破的碎土块中取样，应从探坑或探槽壁上按6.5.2.1 款要求进行。
6.5.3 根据土样等级，运送土样时，应符合下列要求:
6.5.3.1 对于保持冻结状态的土样，宜就近进行试验。如无现场试验条件时，应尽量缩短时间，在保持土样冻结状态条件下运送。
6.5.3.2 保持天然含水率并允许融化的土样，应在取样后立即进行妥善密封、编号和称重并在运输过程中避免振动。对于融化后易振动液化和水分离析的土样，宜在现场进行试验。
6.5.3.3 不受冻结和融化影响的扰动土样，其运送和试验要求，应按国标《岩土工程勘察规范》GB50021-94 有关规定执行。
7 冻土试验与观测
7.1 一 般 规 定
7.1.1 冻土试验应包括室内试验和原位现场测试。冻土观测则应包括建筑物施工和运营期间地基基础和上部建筑可能变化的监测。
7.1.2 冻土试验和观测的目的为确定建筑物地基的冻土物理、热学和力学性质及其变化，为建筑场地的选择、建(构)筑物的布局、地基基础计算和工程措施的选择、周围地质环境恢复与保护措施的提出以及建筑物施工及运营期间可能变化的预报，提供定量依据。
7.1.3 土在冻结状态下各种性能的测试方法、仪器设备和操作步骤应遵循现行国家有关规范规定，如其规定与本规范条文有不同之处，按本规范执行。土在融化状态下各种性能的测试方法、仪器设备和操作步骤应遵循《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 有关规定。
7.1.4 无统一试验标准的特种试验项目，在提出试验数据时，应同时说明试验方法、仪器和测试步骤。
7.2 室 内 试 验
7.2.1 冻土室内试验应包括下列内容:
7.2.1.1 冻土物理性质试验:
(1)粒度成分。
(2)总含水率。
(3)液限塑限。
(4)比重。
(5)天然密度。
(6)含冰量或未冻水含量。
(7)盐渍度。
(8)有机质含量。
7.2.1.2 冻土热学性质试验:
(1)土的骨架比热。
(2)土在冻结和融化状态下的导热系数。
7.2.1.3 冻土中水化学性质试验:
土壤水和地下水的化学成分。
7.2.1.4 冻土力学性质试验:
(1)冻胀力。
(2)土的冻结强度。
(3)抗剪强度。
(4)抗压强度。
(5)冻胀性。
(6)冻土的融化下沉系数和融化后体积压缩系数。
7.2.2 冻土试验的项目，根据各工种在不同勘察阶段的实际需要可按表7.2.2 选定。
注+--测定--不测定C--查表确定
7.2.3 冻土室内单轴压缩试验应满足下列要求:
7.2.3.1 施加的应变速率:采用0.1%/分和1.0%/分(0.0017%/秒和0.017%/秒)恒应变速率。如果只用一种试验速率，应采用1.0%/分(0.017%/秒)。
7.2.3.2 蠕变试验的加荷，可按表7.2.3 给出的四种恒载荷进行，连续试验直到出现破坏，或到试样应变达20% ；在低应力情况下进行蠕变试验，要直到应变速率接近于零。
7.2.3.3 试验温度:非盐渍化冻土试样的试验温度为-2 ℃、5 ℃ 和-10 ℃。 -2 ℃不适用于盐渍化冻土，应采用-5 ℃ 或更低的温度。土的试验温度低于-2 ℃时，温度的变化要小于士0.2 ℃； 土的试验温度等于或高于-2 ℃ 时，温度变化小于士0.1 ℃。
7.2.3.4 试样的形状和大小:试样为正圆柱体，高径比≥2， 试样的最小直径至少应为试样中最大颗粒尺寸的10 倍。
7.2.3.5 试样的端部条件:冻土无侧限压缩试验要用润滑载板，并在试验方法中对载板润滑方法及尺寸予以说明。用附设在试样上的应变仪测量轴向应变，以消除载板形变影响。蠕变试验也应采用这种载板。
7.2.3.6 试验系统的刚度:试验系统刚度与试样刚度比≥5， 可直接在试样上测变形量。
7.2.3.7 试验结束后，提交试验报告时应说明下列各点:
(1)土的描述:
1)土的分类: ①未冻土的符号和描述；②冻土的符号和描述。
2)颗粒成分
3)液塑限
4)土的物理性质: ①冻土的含冰量；②非冻土的含水率；③土的干密度；④土颗粒的比重；⑤饱和度；⑥盐渍度。
(2)试样制备:
1)原状冻土样: ① 试样的尺寸(直径和长度)；② 天然密度。
2)重塑土样: ①压实的方法；②饱水方法(真空法、重力法或其他) ；③饱水时所用的水(蒸馏水或其他)；④冻结条件(单向或多向冻结、冻结过程有无水分补给、冻结方法)。
(3)试验条件:
1)试验温度;①平均试验温度;②温度波动;③温度过程.
2)试样的端部条件: ①端帽的类型(润滑或不润滑端帽的材料和尺寸);② 试样端部修整平直情况.
3)加载条件:① 加载设备(刚度、加载设备和端帽的柔量校正); ②外加恒应变速率(应力、应变曲线、最大应力及其对应的应变、最大应力时的应变速率) ；③蠕变试验(所用的应力水平、蠕变曲线、达到最大应力水平的时间周期)。
7.2.4 在不宜进行实测的情况下，土的热学、强度和变形特性可根据土的物理特性按本规范附录K 取值。
7.3 原 位 测 试
7.3.1 原位测试是在原位或基本原位状态和原位应力条件下，对冻土地基与基础共同作用特性的测试。它应与室内试验、模型试验配合使用。
7.3.2 下列情况应进行原位测试:
7.3.2.1 当原位测试比较简单，而室内试验条件与工程实际相差较大时。
7.3.2.2 当基础的受力状态比较复杂，计算不准确而又无成熟经验，或整体基础的原位真型试验比较简单。
7.3.2.3 重要工程必须进行必要的原位试验。
7.3.3 原位测试应包括下列内容:
7.3.3.1 地温与地温场、地下水位、多年冻土上限深度、季节冻结深度、季节冻土层的分层冻胀以及冻融过程等。
7.3.3.2 载荷试验、桩基静载试验、波速试验、融化压缩试验以及冻胀力试验等。
7.3.4 进行原位测验时应注意尽量与工程实际的环境条件、受力过程、温度状态和施工情况一致。在多年冻土地基中试验应随时监测地基温度场，在季节冻土地基中应注意水分场的一致性。
7.3.5 原位模型试验结果可直接用于实际工程的设计中，但对小尺寸、短时间的试验结果应考虑边界条件的不同、尺寸与时间效应因素以及冻土流变特性等的修正。
7.3.6 关于原位测试要点见附录F、 G 、H。
7.4 定 位 观 测
7.4.1 冻土区的建筑场地、重要工程以及建筑面积较大的高温车间等，从勘察工作开始就应设置定位观测站。
7.4.2 定位观测站应包括下列观测内容和要求:
7.4.2.1 气温、冻土地温(要有一定数量的孔深达到地温年变化深度)、 冻土上限、季节冻结深度、地下水位、融化下沉以及冻胀量等。
7.4.2.2 建筑物建成后需验证的设计方案和施工措施。
7.4.2.3 已建建筑物下的冻土地基及建筑场区内在人为活动影响下冻土条件变化情况。
7.4.2.4 建筑物地基周围及其整个建筑场区地温场的变化特点与稳定状态。
7.4.2.5 所采用各种防止冻胀，消除融沉措施的适用性及效果。
7.4.3 定位观测报告应分别存入勘察、设计与建设单位的档案中。
8 工业与民用建筑冻土工程地质勘察
8.1 一 般 规 定
8.1.1 本章适用于冻土地区工业与民用建(构)筑物的冻土工程地质勘察。
8.1.2 勘察阶段的划分，应与设计阶段相适应，宜分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。可行性研究勘察应符合确定场地方案的要求，初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求，详细勘察应符合施工图设计要求。
当冻土工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要工程，尚应进行施工勘察；对冻土工程地质条件较简单的场区，在已有较充分的冻土资料或建筑经验的条件下，可简化勘察阶段。
8.1.3 冻土工程地质勘察应包括下列主要工作:
8.1.3.1 收集和研究场地及邻近地段勘察资料和建筑经验。
8.1.3.2 查明场地和地基的稳定性、冻土的分布规律、冻土构造特征、冻土现象及发育程度和地下水埋藏条件等。
8.1.3.3 提供满足设计、施工所需的物理、热学与力学等冻土技术参数。
8.1.3.4 提出冻土地基设计原则和基础设计方案的建议，预测建筑物施工和运营后对环境的影响。
8.2 可行性研究勘察
8.2.1 可行性研究勘察，除应对拟选场址的稳定性和适宜性进行技术经济论证外，尚应进行下列工作:
8.2.1.1 准备工作:搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料以及当地的建筑经验。
8.2.1.2 通过踏勘、了解场地地貌、构造、冻土特征、岩土性质、冻土现象及地下水情况。
8.2.1.3 对冻土工程地质条件较复杂的场地，当已有资料和踏勘不能满足要求时，应进行工程地质测绘及必要的勘探和测试工作。
8.2.2 选择场址时宜避开下列地段:
(1)冻土现象发育及其对场地有直接危害或潜在威胁的地段。
(2)地基土为融沉或强融沉的不稳定地段。
8.2.3 选择场址勘察阶段报告的内容，应重点阐明场地稳定性和适宜性问题，根据搜集的资料和必要的勘察工作，对各场地地形地貌、地质构造、冻土现象、地层和地下水条件等基本概况进行综合评价，提出设计方案比选意见和建议。
8.2.4 选择场址勘察应提出以下图件:
(1)不同方案勘探点平面布置图。
(2)不同方案场地冻土区划图，比例尺1:5000-1:10000。
(3)冻土工程地质剖面图。
(4)地质柱状图或综合地质柱状图。
(5)原位测试及室内试验图表。
8.3 初 步 勘 察
8.3.1 初步勘察应对场地内建筑地段的稳定性作出评价,并为确定建筑总平面布置,冻土地基的利用原则、基础方案及冻土现象的防治措施进行论证，以及建筑场地地质环境保护与恢复措施提出建议。
8.3.2 初步勘察前应搜集下列资料:
(1)选址阶段的勘察资料。
(2)建筑区范围内地形资料。
(3)建筑区工程的性质及规模等。
8.3.3 初步勘察阶段，应进行下列工作:
8.3.3.1 初步查明冻土的分布规律，以及冻土现象的类型、成因和对场地稳定性的影响程度，并提出在建筑物使用期间冻土工程地质条件可能发生的变化。
8.3.3.2 查明地下水埋藏条件及其对工程建筑的影响。
8.3.3.3 对抗震设防烈度等于或大于7度的建筑场地，应判明场地的地震效应。
8.3.3.4 查明构造地质、环境地质对建筑场地的影响。
8.3.4 初步勘察阶段，勘探线、点、网的布置应符合下列要求:
8.3.4.1 勘探线应垂直地貌单元边界线、地质构造线及地层界线。