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JGJ 118-98 3
附录D 冻土地温特征值及融化盘下最高土温的计算
D.1 冻土地温特征值的计算
D.1.1 根据现场钻孔一次测温资料计算活动层下不同深度处的年平均、年最高和年最低地温时应符合下列规定:
D.1.1.1 年平均地温Tz按下式计算:
D.1.1.2 年最高地温Tzmax和年最低地温Tzmin按下式计算:
D.1.1.3 从季节活动层底面算起的地温年变化深度H2按下式计算:
D.2 采暖房屋稳定融化盘下冻土最高温度
D.2.1 融化盘下冻土最高温度可按下式计算:
附录E 架空通风基础通风孔面积的确定
E.0.1 多年冻土地基自然通风基础的通风孔面积可按下式确定:
Av=Aμ(E.0.1)
式中 Av --通风空间进气孔和排气孔总面积(m2)。对敞开式的空间为从空间地面或散水坡至桩或墩柱承台梁底面的距离乘以房屋的周长;
A--房屋通风基础的平面外部轮廓面积(m2);
μ--自然通风架空基础通风模数。
E.0.2 自然通风架空基础通风模数μ的计算应符合下列规定:
E.0.2.1 通风模数μ应按下式计算
E.0.2.2 建筑物平面形状系数宜按表E.0.2-2查取:
E.0.2.3 风速影响系数ηn宜按表E.0.2-3查取
E.0.2.4 风速调整系数η ω宜按下式计算:
E.0.2.5 n年12月份平均风速的变异系数δ应按下式计算:
δ= σ v υ (E.0.2-3)
式中 υ--n年12月份风速平均值(m/s);
σv --标准差。
E.0.2.6 标准差σv应按下式计算:
附录F 多年冻土地基静载荷试验
F.0.1 多年冻土地基静载荷试验应选择在冻土层(持力层)温度最高的月份进行,当在地温非最高月份进行试验时,对试验结果应进行温度修正。
F.0.2 试验土层应保持原状结构和天然温度。承压板底部应铺(厚度为20mm)中、粗砂找平层,在整个试验期间应保持其冻土层温度场的稳定。
F.0.3 承压板面积不应小于0.25m2,试坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。
F.0.4 加荷级数不应少于8级;第1级宜为预估极限荷载的15%~30%,以后每级宜为预估极限荷载的10%~15%。
F.0.5 每级加荷后均应测读1次承压板沉降,以后应每隔1h测读1次;当累计24j的沉降量:砂土不大于0.5mm或粘性土不大于1.0mm时,可认为地基土处于第一蠕变阶段,(蠕变速率减少阶段),即下沉稳定,可加下一级荷载。
F.0.6 对承压板下深度为1.5b(b为承压板宽)范围内冻土的温度,应每24h测读一次。
F.0.7 当某级荷载施加之后连续10d达不到稳定标准,或总沉降量s大于0.06b时,应终止试验,其前一级荷载即为极限荷载。
F.0.8 冻土地基承载力的基本值应按下列规定确定:
F.0.8.1 当p-s曲线上有明确的比例界限时,取该比例界限所对应的荷载值;
F.0.8.2 当极限荷载能确定,且该值小于对应比例界限荷载值的1.5倍时,取极限荷载值的一半;
F.0.8.3 当以上两个基本值可同时取得时应取低值。
F.0.9 当同一土层参加统计的试验点不少于3点,基本值极差不超过平均值的30%时,可取此平均值作为冻土地基承载力的设计值。
附录G 冻土融化下沉系数和压缩指标的设计值
G.0.1 冻土地基融化时沉降计算中的冻土融化下沉系数和压缩系数指标的设计值,应以试验方法确定。对于均质的冻结细粒土可以在试验室条件下用专门的试验装置确定。
G.0.2 冻土融化下沉系数δO,当没有试验资料时,可依据冻结地基土的土质及物理力学性质,按下列公式计算:
G.0.2.1 当按含水量w确定时,
1.对于表3.1.6规定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类土
3 对于按表3.1.6规定的Ⅴ类土,其融化下沉系数δo可按下式计算:
G.0.2.2 当按冻土干密度(ρd)确定时
1.对于表3.1.6规定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类土
2 对于第3.1.6节规定的Ⅴ类土
G.0.2.3 应现场测定冻土的含水量w及干密度ρd,并分别计算融化下沉系数δo值,取大值作为设计值。
G.0.3 冻土融化后的体积压缩系数mv,可按表G.0.4确定。
附录H 多年冻土地基单桩竖向静载荷试验
H.0.1 多年冻土中试桩施工后,应待冻土地温恢复正常后方可进行载荷试验。试验桩宜经过一个冬期后再进行试验。
H.0.2 试桩时间宜选在夏季末冬季初多年冻土地温出现最高值的一段时间内进行。
H.0.3 单桩静载荷试验视试验条件和试验要求不同,可选用慢速维持荷载法或快速维持荷载法进行试验。
H.0.4 采用慢速维持荷载法时,应符合下列要求:
H.0.4.1 加载级数不应少于6级,第一级荷载应为预估极限荷载的0.25倍,以后各级荷载可为极限荷载的0.15倍,累计试验荷载不得小于设计荷载的2倍;
H.0.4.2 在某级荷载作用下,桩在最后24h内的下沉量不大于0.5mm时,应视为下沉已稳定,方可施加下一级荷载;
H.0.4.3 在某级荷载作用下,连续十昼夜(d)达不到稳定,应视为桩-地基系统已破坏,可终止加载;
H.0.4.4 测读时间应符合下列规定:
1.沉降:加载前读一次,加载后读一次,此后每2h读一次,在高载下,当桩下沉加快时观测次数应增加,缩短间隔时间。
2.地温:每24h观测一次。
H.0.4.5 卸载时的每级荷载值为加载值的两倍。卸载后应立即测读桩的变位,此后每2h测读一次,每级荷载的延续时间为12h,卸载期间应照常观测地温。
H.0.5 采用快速维持荷载法时,应符合下列要求:
H.0.5.1 快速加荷载时,每级荷载的间隔时间应视桩周冻土类型和冻土条件确定,一般不得小于24h,且每级荷载的间隔时间应相等;
H.0.5.2 加载的级数一般不得少于6~7级,荷载级差可采用预估极限荷载的0.15倍。当桩在某级荷载作用下产生迅速下沉时,或桩头总下沉量超过40mm时,即可终止试验;
H.0.5.3 快速加载时,桩下沉和地温的观测要求应与慢速加载时相同。
H.0.6 桩承载力基本值的确定应符合下列规定:
H.0.6.1 慢速加载时,破坏荷载的前一级荷载即为桩的极限荷载;
H.0.6.2 快速加载时,找出每级荷载下桩的稳定下沉速度(即稳定蠕变速率),并绘制桩的流变曲线图(图H.0.6),曲线延长线与横坐标的交点应作为桩的极限长期承载力。
H.0.7 单桩竖向静载荷试验设计值的取值应符合下列规定:
H.0.7.1 慢速加载时,应按参加统计的试桩数取试验值的平均值,并要求其极差不得超过平均值的30%,取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。
H.0.7.2 快速加载时,应按参加统计的试桩数取试验值的平均值,并要求其极差不得超过平均值的30%,取此平均值的一半作为单桩承载力的设计值。
附录J 热桩、热棒基础计算
J.0.1 液汽两相对流循环热虹吸在单位时间内的传热量,应根据热虹吸_地基系统的热状态分析所得热流程图确定。对于垂直埋于天然地基中热虹吸的热流程应符合图J.0.1的规定。
J.0.2 热虹吸单位时间内的传热量可按下列公式计算:
J.0.3 一般情况下,只计入冷凝器热阻和土体热阻,可按(J.0.3)式计算:
J.0.4 冷凝器的放热热阻Rf可以通过试验确定。当无条件试验时冷凝器的放热热阻可按下式计算:
J.0.5.2 于倾斜成组埋于地基中的热虹吸、任一热虹吸周围土体的热阻(图J.0.5-2)
J.0.5.3 比例系数βu、βd应按下列公式计算:
J.0.6 热虹吸的冻结半径r可按下列公式计算(图J.0.6)
附录K 冻土、未冻土热物理指标的计算(值)
K.0.1 根据土的类别、天然含水量及干密度测定数值,冻土和未冻土的容积热容量、导热系数和导温系数可分别按表K.0.1-1~表K.0.1-4取值。大含水(冰)量土的导热系数在无实测资料时可按表K.0.1-5取值。
K.0.2 单位土体的相变热和未冻水含量
K.0.2.1 相变热(单位体积土中由水分的相态改变所放出和吸收的热量)可按下式计算:
K.0.3 根据土的物理指标选取计算热参数时应符合下列要求:
K.0.3.1 在计算天然冻结或融化深度和地基温度场时,应计入总含水量的瞬时测定值与平均值的离散关系。计算相变热时所用的总含水量指标,应按春融前的测定值确定。未冻水量应按冻结期土体达到的最低温度确定;
K.0.3.2 在确定衔接多年冻土区采暖建筑的基础埋置深度时,应计入土体融化后结构破坏的影响;
K.0.3.3 在确定保温层厚度时,应计入所选用保温材料(如干草炭砌块或炉渣等)长期使用后受潮的影响,同时尚应计入所选用大孔隙保温材料由于对流和辐射热交换对热参数的影响。
附录L 本规范用词说明
L.0.1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1.表示很严格、非这样做不可的:
正面词一般采用"必须";
反面词采用"严禁";
2.表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词用"应";
反面词采用"不应"或"不得";
3.表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用"宜"或"可";
反面词采用"不宜"。
L.0.2 条文中指明必须按其他有关标准执行的写法为"应按……执行"或"应符合……的规定"。