建筑物冻胀破坏及防治措施

冻土与非冻土的主要区别在于土中是否含有冰。冻土可分为两种：一种土是在冬季低温时冻结，而在夏季高温时解冻，这叫季节性冻土；另一种长年在0℃以下，连续3年以上，处于冰冻状态的冻土，叫多年冻土。水分在冰冻过程中，体积增大(冻胀)，产生冻胀力。迫使土粒发生相对位移，这种现象称土的冻胀；季节性冻土层到了春夏，冰层融化，地基沉陷，这叫融陷。过大的冻融变形，势必造成水工建筑物的损坏。因此，在季节性冻土地区，除了应满足一般地基要求外，还要考虑冻胀和融陷对建筑物的影响。

1、冻土的冻胀性

在寒冷地区并不是所有土类都存在冻胀，而主要是细粒土，尤其是粘性土，冻胀性最为突出。粘性土产生冻胀的原因，不仅是由于水分冻结时体积增大1/11，更重要的是在冻结过程中，它还能把周围没有冻结区的水分吸附到冻结区(即迁移集聚)，使冻结区水分源源不断地增加，冰晶体不断扩大，形成冰夹层，土体随之逐步膨胀，一直到水源补给断绝才会停止。显然，在冻结过程中，水分自非冻结区向冻结区迁移的原因，是与粘性土中存在结合水及其迁移的特点有关。但是，到目前为止，其中的奥秘人们还不是很清楚的。

粗粒土的冻胀性是微不足道的；细砂土即使含水量较高，也只表现轻微的冻胀现象。粉砂中粘粒含量很少时，结合水的冻胀危害也是很小的。当粉砂中粘粒含量较多时，有一定的结合水膜，其冻胀性与粘性土相似。粘性土含水量接近塑限ω，才开始冻胀，即超过塑限的那部分含水量(主要是弱结合水)才能够构成冻胀性。

2、防止冻胀措施

(1) 换土法。把属于冻胀土的粘性土开挖，掉换填砂石料，消除和减小基底法向冻胀力。但对于水工建筑物要注意防渗问题。在基础侧面冰冻层范围内，换填砂砾石、炉渣等材料，减小切向冻胀力。采用砂砾石换填时，其中粘粒含量控制在15%以内，为使填料不被水流冲走，在填料表面应进行护砌。如图4。

(2) 选用合理的基础型式。在冻深大、冻胀力强的地基上可以利用冻胀反力的“锚固”作用进行处理。冻胀反力是指土体冻胀时对冻结峰面以下土层产生压缩，即给非冻结层以压力，并按一定角度传递给基础。在这种情况下，对埋置于冻结线以下又临近冻结线的板式基础的稳定是很有利的。在寒冷地区这是一种较好的桥梁与渡槽的基础型式，已得到广泛的应用。