冬季民用建筑施工冻土影响探析

【摘 要】受自然环境影响，我国大部分地区会经历漫长而寒冷的冬季，冬季冻土问题严重制约了寒冷地区民用建筑施工的正常进行，成为制约民用建筑工程事业发展的重要障碍，为此在新的历史时期，为推动我国寒冷地区民用建筑施工事业的发展与完善，就必须解决好冬季民用建筑施工冻土问题对施工所产生的各种不利影响。为此本文就冻土对民用建筑施工的危害性进行了简单的分析，进而提出了冻土地区开展民用建筑施工的具体措施。

【关键词】民用建筑；施工；冻土；影响

1 冬季冻土对民用建筑施工所造成的危害

冬夏交替会导致建筑地基发生冻融，地基的冻融不仅会导致房屋整体结构受冻胀力的影响而出现上升，同时还会因为冻融而导致房屋地基出现不均匀沉降。我国民用建筑多为正南正北正房，受阳面阴面日照不同的影响，冬季房屋阴面与阳面的地基的受冻情况也会不同，阴面的冻层通常较深，而阳面的冻层较浅。冻层深度的不同，阴阳两面所产生的冻胀力也会不同，在不均匀冻胀力的作用下，房屋整体结构被抬升的状况也会有所不同，进而影响建筑结构的稳固性。此外房屋阴面地基冻层较深，冻土融化速度也较慢，冻土地基的含水量要远高于阳面地基的含水量，此外深层冻土地基融化速度缓慢，导致不同基层的含水量不同，上层先融化的基层含水量处于饱和状态下，此时会导致地基强度受到严重影响，导致建筑物发生不规则沉降，对建筑物造成严重的破坏，通常状况下房屋所遭受的冻害通常从以下几个方面加以体现：

1.1 建筑台阶隆起，门窗结构出现歪斜

在北方大部分地区冬季寒冷会导致楼体在冻胀力的作用下出现起鼓，此时将不利于房门的开关。每年冬夏交替，建筑台阶每年隆起下沉循环往复，长此以往建筑台阶结构会发生严重的变形。内外墙结构受冻胀力影响不同，在冻胀力的影响下门窗结构会出现形变，甚至导致门窗玻璃发生破碎。

1.2 因冻害导致天棚抬起

天棚主要依靠建筑的外墙结构进行支撑，在冬季外墙受冻胀力的影响，外墙基础会发生膨胀，导致外墙结构整体上升，建筑天棚也会因此而升高。但建筑结构内墙受冬季室内采暖的影响，不会受到冻胀力的影响，由此决定建筑结构内墙不会发生季节性的抬升或是下沉，冬季被抬起的天棚便会与内墙结构相互脱离，产生一定的缝隙。

1.3 民用建筑房屋外墙壁出现裂纹

在民用建筑房屋中轻型住宅出现墙体裂缝的状况居多，通常裂缝容易出现在建筑结构的门窗部位，以及建筑房屋的山墙位置容易出现裂缝。裂缝的表现形式有所不同，有的裂缝呈水平状、有的呈倾斜状、有的则呈垂直状。与门窗结构部位临近的上下墙面上经常会出现水平的裂缝，不利于房屋建筑中门窗结构的稳固与房屋的保温。倾斜裂缝主要是因冬季冻土所导致建筑地基不均匀沉降有引起的，通常在门口或是窗口处呈现出正倒八字裂缝，不但影响建筑结构的美观，同时对建筑结构的稳固性也造成不良影响。而垂直型裂缝通常状况下都出现在内外墙的连接处，以及群房与主体结构连接处，垂直型裂缝问题的存在不利于建筑结构整体强度的充分发挥，影响建筑的抗震效果。

2 消除冻土对民用建筑施工各种不利影响的主要措施

2.1 采用适合冬季冻土地基施工的施工方法

适用冬季冻土地基施工的方法主要从两个方面加以体现，一方面是冻土地基的防护，另一方面是冻土地基的防治与改造。受技术水平以及施工能力的限制，我国现阶段在冻土地区进行民用建筑施工只能在冻土工程防护以及冻土工程改造方面采取有效措施，尽量避免冬季冻土施工对民用建筑施工所造成的不利影响。

对冻土进行防治及改造的目的在于，预防冻土天然状态。的改变或消除其危害产生的根源，避免冻土对工程产生危害。防护的方法主要有：采用架空通风基础、粗颗粒土垫高地基、铺设隔垫层等。

架空通风基础法：将建筑物通过桩、柱抬升隔离地表通过埋置通风管道或预设隔热垫层，使建筑物不能和地表直接接触，以达到冻土地基不改变其原始温度条件而得以维持其稳定性的方法，该方法目前使用较为广泛。它的优点在于：在夏季地基土层由于上部建筑物的遮阳作用而不易融化，在冬季通过寒冷空气在架空空间内的流动，可进一步冷冻地基土层。

粗颗粒土垫高地基法：在在年均气温低于0℃的冻土地区，大多数建筑地基可采用粗颗粒(碎石、砾石)垫高地基，垫高地基超出建筑物至0.3m，其作用：提供施工操作面，平整场地；阻止热量导出原始冻土地基，保证其冻结状态，该方法具有一定的局限性，一般不适合于采暖建筑物。

铺设隔热层法：运用隔热磁疗作为隔热层的材料必须是具有一定刚度的土工织物或泡沫材料，且使用期间不吸湿(防潮性)。如果材料在建筑使用期间出现明显的裂缝或防潮性较差，则其隔热性能将很快丧失。通常隔热层常使用于地板，以阻止建筑物热量散入冻土地基。

2.2 冻土地基改造的宗旨主要是消除其冻胀和融沉特性，以保证工程建设的正常完成和有效运营。冻土地基的防冻胀措施冻土地基防冻胀措施的实施途径是消除冻胀因素或降低其影响力。目前采用的方法主要有以下几种：

第一，换填法。换填法在冻良中是最为广泛采用的工程措施，换填法即用粗砂、砾石等非或冻胀性的土体材料置换天然地基的冻胀性土，以消除或消弱天然地基的冻胀性。对于换填材料土颗粒粒径的控制，粗颗粒土中粉、黏粒含量应控制在12％左右，一般以通过0.074mm含量来控制换填料中的细颗粒含量。同时，为增强换填防冻胀效果，采取有效的排水措施也是十分必要的。

第二，物理化学法。物理化学法是利用交换阳离子及盐分对冻胀影响规律而改良冻土地基的一种方法，其中主要包括加入一定量的可溶性无机盐的人工盐渍化，用憎水物质及聚合剂使土颗粒聚集或分散等办法，物理化学法因该法简单易行，材料来源广泛，又比较经济，是目前防治土体冻胀最有效和最有前途的一种方法。

3 总结

受冻土的影响我国北方大部分地区以及高寒地区的建筑工程事业发展建设受到了极大的阻碍，近年来随着我国建筑工程领域对冻土施工研究的逐步加深以及各种先进的施工技术的不断应用，建筑工程领域正在不断地客服冬季冻土施工的各种不利影响。相信通过科学技术的不断进步，施工工艺的不断完善，我国建筑工程领域一定能够研制出客服冬季冻土施工各种不利因素影响的措施，通过先进的施工方法、运用新型的建筑施工材料、采用成功的施工经验，一定能够在冬季冻土地区构建出高质量的建筑工程，推动我国建筑事业的进一步发展。

参考文献：

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