冻土地区建筑地基基础设计规范 （一

safety

中华人民共和国行业标准  
冻土地区建筑地基基础设计规范  
Code for Design of Soil and Foundation  
of Building in Frozen Soil Region  
JGJ 118-98  

主编单位：黑龙江省寒地建筑科学研究院
批准部门：中华人民共和国建设部
施行日期：1999年4月1日  
   
   

关于发布行业标准《冻土地区建筑地基基础设计规范》的通知  
建标［1998］224号  

根据建设部《关于印发一九八九年工程建设专业标准规范制订、修订计划的通知》（［89］建标计字第8号）要求，由黑龙江省寒地建筑科学研究院主编的《冻土地区建筑地基基础设计规范》，经审查，批准为强制性行业标准，编号JGJ 118-98，自1999年4月1日起施行。   
本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，由黑龙江省寒地建筑科学研究院负责具体解释。   
本标准由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版。   
中华人民共和国建设部   
1998年11月13日  

1 总 则  
1.0.1 为了在冻土地基上进行建筑地基基础的合理设计，确保建筑物的安全和正常使用，做到技术先进和经济合理，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中工业与民用建筑地基基础的设计。   
1.0.3 季节冻土地区建筑地基基础的设计，在夏季应满足现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的规定。   
1.0.4 在冻土地基上进行建筑地基基础的设计时，除应符合本规范外，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 切向冻胀力tangential frost-heave forces  
地基土在冻结膨胀时，沿切向作用在基础侧表面的力。   
2.1.2 法向冻胀力 normal frost-heave forces  
地基土在冻结膨胀时，沿法向作用在基础底面的力。   
2.1.3 水平冻胀力 horizontal frost-heave forces  
地基土在冻结膨胀时，沿水平方向作用在结构物或基础表面上的力，包括沿切向和法向的作用。   
2.1.4 冻结强度 freezing strength  
土与基础侧表面冻结在一起的剪切强度。   
2.1.5 冻土抗剪强度 shear strength of frozen soil  
冻结土体抵抗剪应力的强度。   
2.1.6 冻土 frozen ground (soil、rock)  
含有冰的土（岩）。   
2.1.7 多年冻土 perennially frozen ground ,permafrost  
冻结状态持续二年或二年以上的土（岩）。   
2.1.8 季节冻土 seasonally frozen ground  
地表层冬季冻结、夏季全部融化的土（岩）。   
2.1.9 盐渍化冻土 saline frozen ground  
冻土中当易溶盐的含量超过规定的限值时称盐渍化冻土。   
2.1.10 冻结泥炭化土frozen soil of peatification  
冻土中当土的泥炭化程度超过规定的限值时称冻结泥炭化土。   
2.1.11 衔接多年冻土 connected frozen ground  
直接位于季节融化层之下的多年冻土。   
2.1.12 不衔接多年冻土 detachment of frozen ground  
季节冻结层的冻结深度浅于上限的多年冻土。   
2.1.13 整体状构造 massive cryostructure  
冻土内没有肉眼能看得到较大冰体的构造。   
2.1.14 层状构造 layered cryostructure  
冻土内的冰呈层状分布的构造。   
2.1.15 网状构造 reticulated cryostructure  
冻土内由不同大小、形状和方向的冰体形成大致连续网格的构造。   
2.1.16 冰夹层 ice layers  
层状和网状构造冻土中的薄冰层。   
2.1.17 包裹冰 ice inclusion  
除胶结冰外，土中的孔隙冰、冰夹层、冰透镜体等的地下冰体。   
2.1.18 未冻水含量 unfrozen-water content  
在一定负温条件下，冻土中未冻水的质量与干土质量之比。   
2.1.19 起始冻结温度 initial temperature of freezing   
2.1.20 冻土地温特征值 characteristic value of ground temperature   
冻土中年平均地温、地温年变化深度、活动层底面以下的年平均地温、年最高地温和年最低地温的总称。   
2.1.21 地温年振幅 annual amplitude of temperature in ground  
地表或地中某点，一年中地温最高和最低值之差的一半。   
2.1.22 年平均地温 mean annual ground temperature   
地温年变化深度处的地温。   
2.1.23 冻土含水量（冻土总含水量） water content in frozen soil   
冻土中所含冰和未冻水的总质量与土骨架质量之比，用百分数表示。   
2.1.24 相对含冰量 relative ice content  
冻土中冰的质量与全部水质量之比。   
2.1.25 冻结界（锋）面 freezing front  
正冻地基土中位于冻结前沿起始冻结温度处的平（曲）面。   
2.1.26 融土 thawed soil (rock、ground)  
冻土自融化开始到已有应力下达到固结稳定为止，这一过渡状态的土体。   
2.1.27 季节冻结层 seasonal freezing layer  
每年寒季冻结、暖季融化，其年平均地温大于０℃的地表层，其下卧层为非冻结层或不衔接多年冻土层。   
2.1.28 季节融化层（季节活动层） seasonally thawed layer  
每年寒季冻结、暖季融化，其年平均地温小于０℃的地表层，其下卧层为多年冻土层。   
2.1.29 标准冻深 standard freezing depth  
非冻胀粘性土，地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中，不少于１０年实测最大冻深的平均值。   
2.1.30 标准融深 srandard tthawing depth  
衔接多年冻土地区，对非融沉粘性土、地表平坦、裸露的空 旷场地中，不少于十年实测最大融深的平均值。   
2.1.31 多年冻土天然上限 natual permafrost table  
天然条件下，多年冻土层顶板的埋藏深度。   
2.1.32 多年冻土人为上限 artificial permafrost table  
人为条件影响下，多年冻土层顶板的埋藏深度。   
2.1.33 地温年变化深度（年零较差深度）depth of zero annual amplitude of ground temperature  
地表以下，地温在一年内相对恒定的深度。   
2.1.34 热融滑塌 thaw slumping  
分布在自然坡面上的地下冰层，受热融化时，上覆土体沿坡面下滑的现象。   
2.1.35 冻结指数 freezing index  
一年中低于０℃的气温与其相应持续时间乘积的代数和。   
2.1.36 融化指数 thawing index  
一年中高于０℃的气温与其相应持续时间乘积的代数和。   
2.1.37 开敞系统 open system (freezing)  
土在冻结过程中，冻层下部水分向冻结界面不断迁移的系统。   
2.1.38 封闭系统 closed system (freezing)  
土在冻结过程中，没有外来水分进行补充的系统。   
2.1.39 自然通风基础的通风模数 ventilation modulus of natural ventilation foundation  
为通风空间中进气孔与排气孔的总面积与房屋平面外部轮廓所包面积的比值。   
2.1.40 热桩（热管桩）themal pile (pile of heat pipe)  
内部采用了液汽两相转换对流循环热虹吸（重力式低温热管）装置的桩基。   
2.1.41 热棒基础 themal probe foundation   
将重力式低温热管插入基础中或放置侧面的基础系统。   
2.1.42 融化盘 thaw bulb under heated building   
采暖建筑物下，多年冻结地基土的一部分发生融化，形如盘、盆状，故称融化盘。
  
3.1.2 盐渍化冻土   
3.1.2.1 盐渍化冻土的盐渍度ζ应按下式计算：   


  
3.1.2.2 盐渍化冻土的强度指标应按附录Ａ表Ａ.0.2-2、表Ａ.0.3-2的规定取值。   
3.1.2.3 盐渍化冻土盐渍度的最小界限值按表3.1.2的规定取值。   


  
3.1.3 冻结泥炭化土   
3.1.3.1 冻结泥炭化土的泥炭化程度ξ应按下式计算：  


  
3.1.3.2 冻结泥炭化土的强度指标应按附录Ａ表Ａ.0.2-3、表Ａ.0.3-3的规定取值。   
3.1.3.3 当有机质含量不超过15％时，冻土的泥炭化程度可用重铬酸钾容量法，当有机质含量超过15％时可用烧失量法测定。   
3.1.4 坚硬冻土的压缩系数α不应大于0.01ＭＰａ－１，可近似看成不可压缩土；塑性冻土的压缩系数α应大于0.01ＭＰａ-１，受力时应计入压缩变形量。粗颗粒土的总含水量不大于3％时，应确定为松散冻土。   
3.1.5 季节冻土与多年冻土季节融化层土，根据土冻胀率η的大小可分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀土五类，并应符合表3.1.5的规定。冻土层的平均冻胀率η应按下式计算  


  


  
3.1.6 根据土融化下沉系数δo的大小，多年冻土可分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷土五类，并应符合表3.1.6的规定。冻土层的平均融化下沉系数δ0可按下列计算：  


  



  
  

  

4 多年冻土地基的设计  
4.1 一般规定  
4.1.1 在不连续多年冻土分布地区设计建筑物时，不宜将多年冻土用作地基。   
4.1.2 将多年冻土用作建筑地基时，可采用下列三种状态之一进行设计：   
１多年冻土以冻结状态用作地基。在建筑物施工和使用期间，地基土始终保持冻结状态；   
２多年冻土以逐渐融化状态用作地基。在建筑物施工和使用期间，地基土处于逐渐融化状态；   
３多年冻土以预先融化状态用作地基。在建筑物施工之前，使地基融化至计算深度或全部融化。   
4.1.3 对一栋整体建筑物必须采用同一种设计状态；对同一建筑场地应遵循一个统一的设计状态。   
4.1.4 对建筑场地应设置排水设施，建筑物的散水坡宜作成装配式，对按冻结状态设计的地基，冬季应及时清除积雪；供热与给排水管道应采取绝热措施。
  

5 基础的埋置深度  
5.1 季节冻土地基  
5.1.1 对冻胀性地基土，在符合地基稳定及变形要求的前提下，应验算在冻胀力作用下基础的稳定性。   
5.1.2 对冻胀性地基土，基础底面可埋置在设计冻深范围之内，冬季基础底面之下可出现一定厚度的冻土层（设计埋深至最大冻深线之间），但必须按附录Ｃ的规定进行冻胀力作用下基础的稳定性验算。冻胀力作用下基础的稳定性验算包括施工期间、越冬工程以及竣工之后的使用阶段。   
设计冻深Zd应按下式计算：  


  


  
5.1.3 施工时，挖好的基槽底部，不宜留有冻土层（包括开槽前已形成的和开槽后新冻结的）；当土质较均匀，且通过计算确认地基土融化、压缩的下沉总值在允许范围之内，或当地有成熟经验时，可在基底下存留一定厚度的冻土层。  


   


  


  


  
5.1.4 基础的稳定性当按附录Ｃ的有关规定进行验算，且冻胀力的设计值超过结构自重的标准值（包括地基中的锚固力）时，应重新调整基础的尺寸和埋置深度，如不经济，可采取下列减小或消除冻胀力的措施。   
5.1.4.1 采取改变地基土冻胀性的措施：   
１为了防止施工和使用期间的雨水、地表水、生产废水和生活污水浸入地基，应配置排水设施。在山区应设置截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走地表水和潜水流，避免因基础堵水而造成冻害；   
２对低洼场地，可采用非冻胀性土填方，填土高度不应小于0.5ｍ，其范围不应小于散水坡宽度加1.5ｍ；   
３在基础外面，可用一定厚度的非冻胀性土层或隔热材料在一定宽度内进行保温，其厚度与宽度宜通过热工计算确定：   
４可用强夯法消除土的冻胀性。   


  
5.1.4.2 采取结构措施：   
１可增加建筑物的整体刚度。设置钢筋混凝土封闭式圈梁和基础梁，并控制建筑物的长高比；   
２平面图形应力求简单，体形复杂时，宜采用沉降缝隔开；   
３宜采用独立基础；  
４当外墙的长度大于等于7ｍ，高度大于等于4ｍ时，宜增加内横隔墙或扶壁柱；   
５可加大上部荷重，或缩小基础与冻胀土接触的表面积；   
６外门斗、室外台阶和散水坡等附属结构应与主体承重结构断开；散水坡分段不宜超过1.5ｍ，坡度不宜小于3％，其下宜填筑非冻胀性材料；   
７按采暖设计的建筑物，当年不能竣工或入冬前不能交付正常使用，或使用中可能出现冬季不能正常采暖时，应对地基采取相应的越冬保温措施；对非采暖建筑物的跨年度工程，入冬前基坑应及时回填，并采取保温措施。   
5.1.4.3 减小和消除切向冻胀力的措施：   
１基础在地下水位之上时，基础侧表面可回填非冻胀性的中砂和粗砂，其厚度不应小于100ｍｍ；   
２应对与冻胀土接触的基础侧表面进行压平、抹光处理； ]  
３可采用物理化学方法处理基础侧表面或与基础侧表面接触的土层；   
４可做成正梯形的斜面基础，在满足现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7对刚性角的规定条件下，其宽高比不应小于１∶７（图5.1.4-1）；   
５可采用底部带扩大部分的自锚式基础（图5.1.4-2），其设计计算应按附录Ｃ的规定进行。   


  
5.1.4.4 减小和消除法向冻胀力的措施：   
１基础在地下水位之上时，可采用换填法，用非冻胀性的粗颗粒土做垫层，但垫层的底面必须坐落在设计冻深线处；   
２在独立基础的基础梁下或桩基础的承台下面，除不冻胀与弱冻胀土之外对其余的土层应留有相当于地表冻胀量的空隙，空隙中可填充松软的保温材料（图5.1.4-3）。
  


  

6 多年冻土地基的计算  
6.1 一般规定  
6.1.1 在多年冻土地区建筑物地基的设计中，应对地基进行静力计算和热工计算。   
6.1.2 地基的静力计算应包括承载力计算，变形计算和稳定性验算。确定冻土地基承载力时，应计入地基土的温度影响；建造于山坡的建筑物，其地基应按第8.1节的有关规定进行冻融界面的稳定性验算。   
8.1.3 多年冻土地基的计算应符合下列规定：   
8.1.3.1 保持地基土处于冻结状态时，对坚硬冻土应进行承载力计算；对塑性冻土除应进行承载力计算外，尚应对层数超过７层（或其荷重相当７层）的砌体承重结构和框架结构进行变形验算；   
8.1.3.2 多年冻土以逐渐融化状态和预先融化状态用作地基时，应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的有关规定。房屋下有融化盘时，应进行最大融化深度的计算。建筑物使用期间地基土逐渐融化时，尚应按第6.3.2条的规定进行融化下沉和压缩沉降量计算；   
6.1.3.3 上述任何情况都应进行热工计算，并应按附录Ｄ和附录Ｋ的规定对持力层内地温特征值进行计算，当按保持冻结状态设计时，尚应根据附录Ｅ进行架空通风计算；当按逐渐融化状态和预先融化状态设计时，尚应根据附录Ｂ的规定进行建筑物地基土的融化深度计算。   
6.1.4 冻土地基的承载力，应结合当地的建筑经验按下列规定综合确定：   
6.1.4.1 对现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7规定的安全等级为一级的建筑物，应按附录Ｆ的有关规定进行载荷试验或原位试验，并应结合冻土的物理力学性质综合确定；   
6.1.4.2 对现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89中表2.0.2所列范围以外的安全等级为二级的建筑物，宜按附录Ｆ的有关规定进行载荷试验或原位试验确定；   
6.1.4.3 对现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89中表2.0.2所列范围之内安全等级为二级的建筑物，可按土与冻土的物理力学性质和地温状态，按附录Ａ有关规定查表确定；   
6.1.4.4 对于安全等级为三级的建筑物可根据现有邻近建筑的经验确定。
  

7 基 础  
7.1 一般规定  
7.1.1 冻土地区基础类型应根据建筑物类型、上部结构特点、冻土地基条件和多年冻土所采用的设计状态选定。   
7.1.2 多年冻土地区的基础下应设置由粗颗粒非冻胀性砂砾料构成的垫层。垫层厚度不应小于300mm，并应根据多年冻土地区所采用的设计状态确定。当在独立基础下设置时，垫层的宽度和长度应按下列公式计算：  


  
  
垫层应分层夯实，并应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的规定。当按允许地基土逐渐融化和预先融化状态设计时，应满足垫层下冻土融化后的承载力要求。   
7.1.3 冻土地区的基础设计除应符合本规范规定的  
                                    
                  
              
            
            
              
            
            
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