DL∕T 5501-2015 冻土地区架空输电线路基础设计技术规程

PDL/T5501—2015冻土地区架空输电线路基础设计技术规程2015-04-02发布2015-09-01实施中华人民共和国电力行业标准批准部门：国家能源局施行日期：2015年9月1日中国计划出版社2015年第3号依据《国家能源局关于印发<能源领域行业标准化管理办法2015年4月2日序号标准编号标准名称采标号批准日期实施日期冻土地区架空输电线路基础设计技术袁俊王学明赵风雷马海云丁士君主要审查人：李喜来王盾李锋涛段松涛 3冻土分类及勘察要求 3.1冻土分类 3.2勘察要求 6.1基础埋深 6.2开挖类基础 6.3掏挖基础 6.4桩基础 6.5构造要求 7.1防水及排水措施 7.2防冻胀措施 7.3防融沉措施 8.1一般规定 8.2冻土施工保护措施 8.3混凝土施工防冻要求 8.4施工质量的试验检测 9环境保护 附录B冻土地温特征值的计算 附录C冻土、未冻土热物理指标的计算值 3Frozensoilclassificati 6.1Emebeddeddepthoffoundatio 6.2Excavatedfou 7.3Protectionsaga 8.3Anti-freezingofconcreteplacement 4 fortemperatureoffrozensoil AppendixCThermophysicalindexoffrozensoil AppendixDSketchesoffoundationtypes Explanationofwordinginthiscode Listofquotedstan Addition:Explanationofprovisions 1.0.1为了在冻土地区架空输电线路杆塔基础设计中贯彻执行1.0.2本标准适用于110kV及以上架空输电线路冻土地区(含2.1.1冻土frozenground(soil,rock)2.1.2多年冻土perenniallyfrozenground,permafrost2.1.5不衔接多年冻土detached2.1.6多年冻土天然上限nat2.1.7多年冻土人为上限artificialpe2.1.8冻土地温特征值characteristicvalueofgroundtem-2.1.9地温年变化深度(年零较差深度)depthofannualzeroamplitudeofgrou2.1.10年平均地温meanannual2.1.11标准冻深standarddepthoffreezingpenetration于10年实测最大冻深的平均值。2.1.12标准融深standarddepthofthawpenetration场地中不少于10年实测最大融深的平均值。2.1.13起始冻结温度initialtemperatureoffreezing2.1.14切向冻胀力tangentialfrost-heaveforce2.1.15法向冻胀力normalfrost2.1.16水平冻胀力horizontalfrost-heavefor2.1.17冻结强度2.1.18未冻水含水率unfrozen-waterratioNk——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合tep—多年冻土年平均地温；Me、Mey--—作用于基础底板侧表面的x、y方向的冻结力矩设YG——永久荷载分项系数；YQ——可变荷载分项系数；w——总含水率，包括冰和未冻水；wp——塑限含水率。2.2.3几何参数：A——基础底面面积；Ap——桩端面积；A,——设计冻深内与第i层土冻结在一起的基础侧表面Ag——受拉钢筋截面面积；h₁——基础上拔临界深度；n———季节活动层分层数；U;与冻胀性土相接触的基础竖向构件截面周长；u;——桩身周长；V₁——临界深度内上拔土体和基础的体积之和；△V₁——相邻基础影响的微体积；V₀——临界深度内的基础体积；W、W,———基础底面绕x、y轴的抵抗矩；z₀、zd——标准冻深、设计冻深；z0、za——标准融深、设计融深；2.2.4计算系数及其他：K——桩基安全系数；ap——多年冻土层中的上拔角；λ——桩基抗拔系数；y——基础附加分项系数；YE——水平力影响系数；Y₀-—基底展开角影响系数(剪切法);Yo₁——基础底板上平面坡角影响系数(土重法);土的名称距设计冻深的最小距离hw(m)冻胀等级冻胀类别碎(卵)石，砾、粗、中砂(粒径<非饱和不考虑I不冻胀无隔水层Ⅱ弱冻胀有隔水层Ⅲ冻胀碎(卵)石，砾、粗、中砂(粒径<0.075mm、含量>0.075mm、含量>I不冻胀Ⅱ弱冻胀Ⅲ冻胀强冻胀续表3.1.2土的名称冻前天然含水率w(%)距设计冻深的最小距离hw(m)冻胀等级冻胀类别粉砂I不冻胀Ⅱ弱冻胀Ⅲ冻胀强冻胀不考虑VI不冻胀Ⅱ弱冻胀Ⅲ冻胀强冻胀V不考虑黏性土I不冻胀Ⅱ弱冻胀Ⅲ冻胀强冻胀V不考虑注：1wp表示塑限含水率(%);4粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时为不冻胀土；弱融沉、融沉、强融沉和融陷五种类型，并应符合表3.1.3的规定。土的名称总含水率融沉等级融沉类别冻土类型碎(卵)石，径<0.075mm的颗粒含量≤I不融沉少冰冻土弱融沉多冰冻土径<0.075mm的颗粒含量>I不融沉少冰冻土Ⅱ弱融沉多冰冻土Ⅲ融沉富冰冻士强融沉粉砂、细砂I不融沉少冰冻土Ⅱ弱融沉多冰冻土Ⅲ融沉富冰冻土强融沉I不融沉少冰冻土Ⅱ弱融沉多冰冻土Ⅲ融沉富冰冻土强融沉黏性土I不融沉少冰冻士Ⅱ弱融沉多冰冻土Ⅲ融沉富冰冻土强融沉含土冰层V融陷含土冰层3.2.4冻土勘察成果资料应在充分搜集资料和现场勘察的基础3.2.5冻土地基的承载力特征值应根据本标准第4.0.1条划分载荷试验或其他原位测试，并应结合冻土的物理力学指标综合3.2.7详细勘察的勘探孔深度宜根据杆塔的受力性质和冻土工桩基础应超过桩端2.0m。3.2.8详细勘察报告应逐基论述塔位的冻土工程地质条件检测4.0.1冻土区输电线路可按电压等级分为三级，设计时按表4.0.1选用。设计等级甲级乙级士400kV直流线路、±500kV直流线路、±660kV直流线路、500kV交流线路、750kV交流线路丙级110kV～330kV交流线路4.0.2多年冻土地区输电线路不宜将零星岛状多年冻土用作杆4.0.6多年冻土区的输电线路基础设计宜结合工程使用期内气础的型式图见本标准附录D。5荷载及材料5.0.1冻土地区输电线路基础设计应考虑冻胀力影响，冻胀力属于可变荷载。5.0.2基础进行冻拔验算时，应采用寒季活动层冻结产生的冻胀力与相应风荷载共同作用下的基础作用力组合。5.0.3当无确切资料时，寒季冻结期基础上拔力设计值可按下列公式估算：T₀=φTE+F₂(悬垂直线型杆塔)(5.0.3-1)T₀=Tr+F(其他杆塔)(5.0.3-2)式中：T₀———冻结期基础上拔力设计值(kN),包括冻胀力设计值和上部结构传至基础顶面的上拔力设计值；Tr——基本风速对应的风荷载的60%、线条张力的100%及永久荷载共同作用下产生的基础上拔力设计值(kN);F_——设计冻结深度内的切向冻胀力设计值(kN);Te——基本风速作用时，上部结构传至基础顶面的上拔力5.0.4缺乏实测资料时，切向冻胀力设计值F,可按下式计算：式中：YQ——可变荷载的分项系数，取1.4;Ti——第i层土中单位切向冻胀力标准值(kPa),应按实测资料取用，如缺少实测资料，可按表5.0.4-1取值，在同一冻胀类别内，含水率高者取大值；ψ-———基础表面状态修正系数，按表5.0.4-2取值；A;设计冻深内与第i层土冻结在一起的基础侧表面积冻胀类别基础类别弱冻胀土强冻胀土基础材质预制混凝土以土代模浇制的混凝金属玻璃钢5.0.5现浇混凝土强度等级不应低于C25,桩基础混凝土强度等级不应低于C30,预制混凝土强度等级不应低于C40。混凝土抗冻等级不应低于F100。5.0.6基础钢筋应按照现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的要求选用，基础主柱及底板受力钢筋宜选用HRB400,箍筋等非受力钢筋宜选用HPB300。5.0.7负温环境施工的冻土区基础混凝土宜采用负温早强混凝6.1.1季节冻土地区基础埋深应符合下列规定：2对弱冻胀、冻胀性地基土，基础埋置深度不宜小于设计冻3对强冻胀土、特强冻胀土，基础宜埋置在设计冻深以下不小于0.5m处。设计冻深(Za)可按下式计算：ψzs——土的类别对冻深的影响系数，按表6.1.1-1的规定采4zw——冻胀性对冻深的影响系数，按表6.1.1-2的规定采周围环境对冻深的影响系数，按表6.1.1-3的规定采黏性土中、粗、砾砂表6.1.1-2冻胀性对冻深的影响系数yzw湿度(冻胀性)湿度(冻胀性)不冻胀强冻胀弱冻胀特强冻胀冻胀表6.1.1-3周围环境对冻深的影响系数yz城市市区城市近郊表6.1.1-4地形对冻深的影响系数Va阴坡阳坡表6.1.2-1基础最小埋置深度dmin基础最小埋深(m)开挖基础、掏挖基础桩基础设计融深可按下式计算：式中：zm标准融深(m),应根据当地实测资料确定，无实测资料时，可按本条第3款的方法确定；——土的类别对融深的影响系数，按表6.1.2-2的规定采4w——融沉性对融深的影响系数，按表6.1.2-3的规定采ψ——地表覆盖影响系数，按表6.1.2-4的规定采用；ψ1——场地地形对融深的影响系数，按表6.1.2-5的规定采土质(岩性)中、粗、砾砂4湿度(融沉性)融沉强融沉融陷表6.1.2-4地表覆盖影响系数ye覆盖类型表6.1.2-5场地地形对融深的影响系数yf0阴坡斜坡阳坡斜坡43当地无气象台站观测资料时，标准融深可按下列公式计算，并结合当地经验综合确定：1)对青藏高原多年冻土地区(包括西部高山多年冻土),可按下式计算：2)对东北多年冻土地区(包括东北高山多年冻土),可按下式计算：式中：ΣTm——建筑地段气温融化指数的标准值(℃月),采用当地气象台站10年以上观测值的平均值。当无实测资料时，可按《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ3)对我国山地多年冻土地区，气温融化指数标准值可按下列公式计算：东北地区：∑Tm=(7532.8-90.96L—93.57H)/30青海地区：ZTm=(10722.7—141.25L-114.00H)/30(6.西藏地区：Tm=(9757.7-71.81L-140.48H)/30(6.1.2-6)式中：L——塔基的纬度(°);6.2开挖类基础6.2.1上拔稳定计算应符合下列规定：1融化期内开挖基础上拔稳定可采用现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219中的土重法进行计算。2冻结期内开挖基础上拔稳定计算应符合下列规定：1)多年冻土区基础上拔稳定计算：式中：Y基础附加分项系数，应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的相关规定选取；To——冻结期基础上拔力设计值(kN),包括冻胀力设计值和上部结构传至基础顶面的上拔力设计值，应按本标准第5章的相关规定进行计算；Ye——水平力影响系数，根据水平力He与基础顶面上拔力Te的比值按表6.2.1确定；Tr——冻土的抗剪强度(kPa),应由试验确定；资料时，可根据土体类型和地温状态按20°~30°选B——方形基础底板宽度(m);Q₁——基础自重(kN)。2)季节冻土区基础上拔稳定计算：式中：ye——水平力影响系数，按表6.2.1确定；Ys——基础底面以上土的加权平均重度(kN/m³);Yon——基础底板上平面坡角影响系数，当坡角θ₀<45°时，V——h₁深度内上拔土体和基础的体积之和(m³);h₁——基础上拔临界深度(m),可按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定取值；△V——相邻基础影响的微体积(m³);Vo———h,深度内的基础体积(m³)。表6.2.1水平力影响系数YE水平力He与基础顶面上拔力TE的比值3)尺寸相同的相邻基础，同时作用设计上拔力，当采用式(6.2.1-1)和式(6.2.1-2)计算上拔稳定时，不再考虑相邻基础影响系数。6.2.2开挖类基础下压计算应根据工程正常使用期间基础底面以下土体的冻融状态及地温条件确定地基承载力，并按第6.2.3条和第6.2.4条的规定进行计算。6.2.3季节冻土区地基下压计算应符合下列规定：1基础底面的压力应符合下式要求：1)当轴心荷载作用时：式中：Y——地基承载力调整系数，取0.75;P——基础底面处的压力设计值(kPa);q,——正融土作用在基础侧表面的负摩阻力(kPa),如无实测资料，可按0～10kPa取值；Ai——与正融土接触的第i层基础侧表面积(m²);A——基础底面面积(m²);fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)。2)当偏心荷载作用时，除应符合式(6.2.3-1)的要求外，尚应符合下式的要求：式中：Pmax——基础底面边缘最大压力设计值(kPa)。2基础底面处的压应力设计值可按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定执行。6.2.4多年冻土区地基下压计算应符合下列规定：1基础底面的压力应符合下列要求：1)当轴心荷载作用时：式中：fak——未经深宽修正的地基承载力特征值(kPa)。2)当偏心荷载作用时，除应符合式(6.2.4-1)的要求外，尚应符合下式的规定：2基础底面处的平均压力设计值宜符合下列规定：1)当轴心荷载作用时，基础底面压力应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定执2)当偏心荷载作用时：基础底面边缘最大压力设计值(kPa);Pmin——基础底面边缘最小压力设计值(kPa);F-—上部结构传至基础顶面的竖向压力设计值(kN);G——基础自重和基础上的土重(kN);YG——永久荷载分项系数，对基础有利时宜取Yg=1.0,不利时应取YG=1.2;M,、My———作用于基础底面的x、y方向的力矩设计值(kN·Mer、Mey——作用于基础底板侧表面的x、y方向的冻结力矩设计Wx、Wy——基础底面绕x、y轴的抵抗矩(m³)。3)冻结力矩值可按下列公式确定：式中：fe——多年冻土与基础侧表面间的冻结强度特征值(kPa),应由试验确定，当无试验资料时，可按本标准附录A确定；hb———基础底板外边缘与多年冻土冻结的高度(m);b、l——基础底面的x、y方向的宽度(m),见图6.2.4。6.2.5地基变形计算应按照国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB50007和《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定执行。6.3.1掏挖基础适用于能够掏挖成型，且在掏挖和混凝土浇注期间基坑无渗水的地段。6.3.2季节冻土区基础上拔稳定应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219规定的剪切法进行计6.3.3多年冻土区基础上拔稳定计算应符合下列规定：1融化期内，当基础埋入多年冻土层的深度与基础埋深之比小于1/2或小于2.5m时，可按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219规定的剪切法进行计算；2融化期内，当基础埋入多年冻土层的深度与基础埋深之比不小于1/2且不小于2.5m时，宜按下式计算，相邻基础的影响按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的要求执行；式中：Te——基本设计风速作用时，上部结构传至基础顶面的上拔力设计值(kN);YE——水平力影响系数；h———基础的上拔埋置深度(m);Tr—冻土的抗剪强度(kPa);αp——多年冻土层中的上拔角(),应由试验确定，当无可靠资料时，可根据土体类型和地温状态按20°~30°选取，见图6.3.3;zh——活动层厚度(m),按式(6.1.1)或式(6.1.2-1)确定；h——基础埋入多年冻土层的深度(m);Ys———活动层内抗拔土体的加权平均重度(kN/m³);Vu——活动层内抗拔土体的体积(不包含基础体积)(m³);Q₁——基础自重(kN)。图6.3.3多年冻土区融化期计算基础上拔稳定3多年冻土区地基活动层完全冻结后的基础上拔稳定不起控制作用，但应根据活动层冻结深度发展至设计冻深过程中相应的荷载组合进行验算，相邻基础的影响按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的要求执行。式中：T₀——冻结期基础上拔力设计值(kN),包括切向冻胀力设计值和上部结构传至基础顶面的上拔力设计值，应根据冻结发展过程按照本标准第5章的原则确定，寒季冻结期基础作用力折减系数可根据冻结发展过程中的风速适当调整。计算Rr时，h₁可视冻结发展程度在(h-Zh)～h之间取值。6.3.4掏挖基础下压计算应按本标准第6.2.3条和第6.2.4条的规定执行，并考虑多年冻土层中柱侧冻结力的影响。6.4.1冻土地区的桩基础除应符合国家现行标准《建筑地基基础设规定外，尚应进行桩基冻拔稳定性与桩身抗冻拔强度验算。总极限侧阻力标准值、总极限端阻力标准值Qsik——设计冻(融)深以下桩侧第i层土的极限侧阻力标准值(kPa),应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定取值。当季节活动层为强冻胀或特强冻胀测资料时可取10kPa和安全系数K的乘积，以负值代入；qpk——极限端阻力标准值(kPa),应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定取值；u-——桩身周长(m);l;——设计冻(融)深以下第i层土对应的桩长(m);Ap-—桩端面积(m²);大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219的规定取值。2多年冻土区基桩竖向承载力特征值R可按下式确定：式中：fcia———第i层多年冻土桩周冻结强度特征值(kPa),可由本标准附录A确定；qsja——第j层桩周非冻结土侧阻力的特征值(kPa),应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219规定的极限侧阻力标准值qs;k/K取值；当季节活动层为强冻胀或特强冻胀土时，应考虑其融化时产生的负摩阻力，无实测资料时可按10kPaqipa——桩端多年冻土层的端阻力特征值(kPa),可由本标准附录A确定。6.4.4基桩上拔稳定计算应符合下列规定：1基桩的抗拔承载力计算应符合下式要求：融化期：冻结期：式中：T——上拔力标准值(kN);Tk——按荷载效应标准组合计算的桩基顶面上拔力(kN);Fk——设计冻(融)深内的切向冻胀力标准值(kN);Ruk——设计冻(融)深以下单桩或基桩抗拔承载力特征值Gp——基桩自重，地下水位以下取浮重度(kN);ψ———基础表面状态修正系数，应按本标准第5章的规定取T;——第i层土中单位切向冻胀力(kPa),应按本标准第5章的规定取值；z——设计冻(融)深(m),无实测资料时，可按本标准第6.1节的相关规定取值。2季节冻土区基桩抗拔承载力可按下式进行计算：设计冻(融)深以下基桩抗拔极限承载力标准值K-—安全系数，取K=2;qsik——设计冻(融)深以下桩侧第i层土的极限侧阻力标准值(kPa),季节活动层冻结力和侧阻力忽略不计；l;—--第i层土对应的桩长(m)。3多年冻土区强冻胀及特强冻胀类活动层融化期应计及负摩阻力的影响，基桩抗拔承载力可按下式进行计算：Ruk=2(λ;fciau;l;)+Z(λ;qsjau;l;)层多年冻土桩周冻结强度特征值(kPa),可按本标准附录A确定；9sa——第j层桩周非冻结土侧阻力的特征值(kPa),应按现行行业标准《架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5219规定的极限侧阻力标准值qsjk/K取值，季节活动层冻结力和侧阻力忽略不计；6.5.1多年冻土地区的基础底面下宜设置由粗颗粒非冻胀性砂6.5.3冻土地区基础混凝土最外层钢筋保护层厚度应满足混凝结构设计规范》GB50010、《架空输电线路基础设计技术规程》7.1.1冻土地区防水及排水措施的设计和施工应考虑水文条件、地形特点、冻土类型、地基基础设计状态、施工工艺等因2在冰丘、冰椎发育的地段，应合理选择线路位置，尽可能避让冰丘和冰椎，无法避让时，应防止冰椎、冻胀丘向塔基7.1.6冻土地区修建露天排水沟应加强沟底及边坡的防渗水和7.3.1冻土地区基础底面应优先埋置在地温稳定、持力性能较8.2.1多年冻土区输电线路基础施工应根据设计状态采取相应地基土应均匀回填夯实，且回填地基的压实度或原位密度应满足8.2.3沼泽地区、厚层地下冰及富含地表水地段的输电线路基础，宜选择低温季节进行施工，可铺设冻结冰层作为施工道路路装配式基础及其他预制基础静置期不宜少于30天，在静置期间应避免基础承受荷载。当非寒季施工时，冻土地基中输电线路基础8.2.5当输电线路开挖类基础采用置换的地基土进行回填材料应采用冻胀性弱的粗颗粒土。8.2.6基础周边回填土基面应高出设计标高不少于500mm,该回填层作为防沉层。在基础施工完成后，对因固结或融化沉降形8.3混凝土施工防冻要求8.3.2混凝土的配合比应通过计算和试配选定，试配时应使8.3.3负温条件下现场浇筑混凝土时，混凝土出机温度不应低于10℃,混凝土入模温度不应低于5℃且不宜高于15℃,混凝土养护温度不应低于防冻剂的使用温度，混凝土脱模后其表面温度与环的温度降至0℃前，该强度不得低于混凝土抗冻临界强度。抗冻为设计的混凝土强度标准值的30%;度标准值的40%;8.4.3宜采用钢筋保护层厚度检测仪对混凝土保护层进行无损8.4.4开挖类基础回填土按设计要求采用非冻胀性粗颗粒料分小于总桩数的30%,且每基杆塔不宜少于2根。试验检测及质量9.1.4冻土区的山区线路应采用全方位长短腿与不等高基础配10.1.2多年冻土区杆塔基础的监测，可按杆塔基础类型和多年冻土地基的复杂性，将架空输电线路基础监测分为三个等级进行相应内容和时间周期的地基监测，监测等级如表10.1.2监测等级杆塔地基与基础类型甲级过渡带、不稳定和极不稳定的高含冰率多年冻土地基的开挖类基础乙级除甲级、丙级监测以外的塔位丙级10.1.4长期监测的重点地段宜注意收集和利用当地气象观测3依据输电线路选用塔型的比例确定监测场地的类型和数10.2.3复杂冻土条件下，边坡坡率陡于1:1.75或边坡高度大1监测等级为甲级的场地，监测期为3年～5年；监测等级竣工后，在运营期间前3年每月监测1次，以后每季度监测1次，10.3.1冻土地区输电线路地基基础的监测应根据监测等级要1所有输电线路基础的监测场地均应进行杆塔基础的变形2监测等级为甲级和乙级的场地还应进行以季节冻结或融4所有输电线路基础的监测场地宜进行不良冻土现象的观5所有输电线路基础的监测场地宜进行冻土环境的观察与行1次，以后每月进行1次。融化过程期间每月观测1次。附录A冻土强度指标A.0.1冻土地基承载力特征值(fak)应按本标准的有关规定确学指标按表A.0.1确定。表A.0.1冻土承载力特征值fak(kPa)土的类别不同土温时的承载力特征值(kPa)—0.5℃—1.0℃—1.5℃-2.0℃—2.5℃—3.0℃砾砂、粗砂中砂、细砂、粉砂应乘以0.8～0.6(含水率接近Ⅲ类时取0.8,接近V类时取0.6,中间取中A.0.2在无试验资料的情况下，桩端冻土承载力特征值可按表A.0.2-1的规定确定，对于盐渍化冻土可按表A.0.2-2的规定确表A.0.2-1桩端冻土端阻力特征值(kPa)土的类别桩沉入深度(m)不同土温时的承载力特征值(kPa)—0.3℃—0.5℃—1.0℃—1.5℃—2.0℃—2.5℃-3.0℃-3.5℃任意粗砂和中砂任意细砂和粉砂上述各类土表A.0.2-2桩端盐渍化冻土端阻力特征值(kPa)土的盐渍度(%)温度(℃)桩沉入深度(m)细砂和中砂注：1表列数值是按包裹冰计算的含冰率小于0.2的盐渍化冻土规定的；表A.0.2-3桩端冻结泥炭化土端阻力特征值(kPa)土的泥炭化程度温度(℃)A.0.3冻土和基础间的冻结强度特征值应在现场进行原值测依据冻结地基土的土质、物理力学指标按表A.0.3-1的规定确定。对于盐渍化冻土与基础表面间的冻结强度可按表A.0.3-2表A.0.3-1～表A.0.3-3可用于混凝土或钢筋混凝土基础。其他材质的基础与冻土间的冻结强度应按表5.0.4-2进融沉等级温度(℃)ⅢⅡV融沉等级温度(℃)ⅢⅡV砾石土(粒径小于0.075mm的颗粒含量小于或等于10%)ⅢⅡV砾石土(粒径小于0.075mm的颗粒含量大于10%)ⅢⅡV表A.0.3-2盐渍化冻土与基础间的冻结强度特征值(kPa)土的盐渍度(%)温度(℃)细砂和中砂土的盐渍度(%)温度(℃)细砂和中砂表A.0.3-3冻结泥碳化土与基础间的冻结强度特征值(kPa)温度(℃)8附录B冻土地温特征值的计算B.0.1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，可根据15m和20m深度的实测地温构建直线代表各个深度的年平均地温，然后根据土层中的热传递规律结合活动层底面的特殊性计算各个深度的年最高和年最低地温，其计算方法如下：1年平均地温T₂按下式计算：式中：△T₂——考虑地热梯度的地温修正值(℃);T₁₅、T₂o——分别为15m和20m深度处的实测地温(℃);H₁———从地表算起的实测深度(m);b——5(m)。2年最高地温(Tzmax)和年最低地温(Tmin)按下式计算：A₂=Au(f)×exp(-H×√π/at)H=H₁—h(f)式中：A₂——季节活动层以下某深度处的地温年振幅(℃);A.(f)——活动层底面的地温年振幅(℃),数值上等于该处年平均地温绝对值；H——从季节活动层底面算起的深度(m);α——土层的平均导温系数(m²/h);t——年周期，取8760h;h(f)——最大季节融化(冻结)深度(m),根据实际勘探资料确定。为保证计算精度，现场钻孔测温间距在5m深度内为0.5m,5m深度以下为1m。3从季节活动层底面算起的地温年变化深度(H₂)按下式计H₂=√at/π1n[A.(f)/C]α值应根据勘探时所得的土层定名、含水率和干密度等资料，进行加权平均求得。4当测温资料不足20m时，可以考虑采用10m和15m深度的实测地温作为计算的依据，计算公式中的参数也相应修改。C.0.1根据土的类别、天然含水率及干密度测定数值，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C.0.1-1~表C.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C.0.1-5取值。表C.0.1-1草炭粉质黏土计算热参数值表C.0.1-2粉土、粉质黏土计算热参数值5续表C.0.1-2555537373737表C.0.1-4砾砂计算热参数值2626262626红色粉质黏土青海风火山兰州草炭粉土草根(皮)西藏两道河西藏两道河草炭粉质黏土东北满归C.0.2单位土体的相变热和未冻水含量的确定应符合下列规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：L——水的结晶或冰的融化潜热(kJ/kg),工程热工计算中可取334.56kJ/kg;w——土的天然含水率(总含水率),以小数计(取小数点后两位);2冻土中的未冻水含量应通过试验确定，当无试验条件时，对于黏性土可按式(C.0.2-2)估算，对于砂土可按式(C.0.2-3)估算：wu=K(T)wp(C.0.2-2)式中：wp——塑限含水率，以小数计(取小数点后两位);K——温度修正系数，以小数计(取小数点后两位),按表i。——相对含冰率，以小数计(取小数点后两位),按表C.0.2选用；T——冻土温度。土名塑性指数温度(℃)KKK黏土K草炭K注：表中粉质黏土Ip大于13及黏土Ip大于17两档数据仅作参考。C.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：1在计算天然冻结或融化深度和地基温度场时，应计入总含水率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率指标，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；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；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。·图D基础型式示意图·冻土地区架空输电线路基础设计技术规程《冻土地区架空输电线路基础设计技术规程》DL/T5501—2015,经国家能源局2015年4月2日以第3号公告批准发布。取的静态设计参数与冻融循环以及工程设计年限的影响结合起 2.1术语 3.1冻土分类 3.2勘察要求 4基本规定 6.1基础埋深 6.2开挖类基础 6.3掏挖基础 6.4桩基础 6.5构造要求 (87) 7.1防水及排水措施 7.2防冻胀措施 7.3防融沉措施 8.2冻土施工保护措施 8.4施工质量的试验检测 9.1环保设计 9.2环保施工 10.1监测分类 10.2监测原则 10.3监测要求 1.0.2大跨越输电线路工程的地质勘察及基础设计需符合专门围在一0.1℃~+0.1℃之间的对应深度。3.1.1冻土的定义同时包含两层含义，一是岩土体温度必须在根据总含水率w的大小，可按表1将多年冻土划分为少冰冻多年冻土工程类型冻土总含水率(%)标识符号黏性土少冰冻土S多冰冻土D高含冰率富冰冻土FB含土冰层H3.1.2冻胀的本质是当土体中水分冻结成冰时，形成各类冰结构，引起土颗粒间相对位移，使土体体积产生不同程度的扩张变形的过程。冻土中含冰率的大小取决于当地的气候条件、土体的颗粒成分、含水状态、水分补给来源与量级、土体冻结速率等，因此冻胀程度有很大差异。冻胀性大小由土体原有孔隙水及水分迁移成冰情况决定，其量化值通常以冻胀量来表示。冻土层的平均冻胀率η可按下式计h'——冻层厚度(mm)。3.1.3融沉是在地温升高或在人类工程活动影响下发生的融化而产生下沉的过程。冻土的融沉性大小是由冻土体内冰的含量决定的，冻土构造与冰的胶结特性是决定冻土融化时融沉性质变化的因素。评价冻土融化的重要指标是冻土的含冰程度，也就是冻土的体积含冰率。体积含冰率与土体的组合关系构成冻土的冷生构造，决定了冻土的融化压缩沉降量。实践表明，影响冻土融化下沉的因素主要有含水率、土体干密度及土粒成分等。冻土层的平均融化下沉系数(δ₀)可按下式计算：式中：h₁、e₁——冻土试样融化前的高度(mm)、孔隙比；h₂、e₂——冻土试样融化后的高度(mm)、孔隙比。3.2.1由于冻土地区的特殊性，不同的勘察阶段、场地条件和设计预案均具有不同的要求。勘察任务应具有明确的阶段性。不同勘察任务阶段的内容、方法和深度等有很大差别，不同场地条件和证路径优化的合理性及塔基可靠性。当上述工作不能满足要求勘察冻土区的冻土类型(季节冻土和多年冻土类型),季节冻结和3.2.3冻土区输电线路终勘定位阶段应根据已确定的路径方案4.0.1根据国家现行标准《66kV及以下架空电力线路设计规直流架空输电线路设计规范》设计冰厚确定原则如下：±800kV直流线路及1000k年一遇，66kV及以下按15年一遇。结合上述规范的划分原则，本标准将适用范围内的输电线路(110kV及以上架空输电线路)冻土地基的利用原则分为原则I(在施工和运营期间都保持地基表2多年冻土地温带分类不稳定带极不稳定带—2.0℃≤一0.5℃20cm,预计到2050年至少比现在减少15cm左右。由此可见，气序号基础类型基础特点适用地区1桩基础小，应用范围广，施工工艺成熟，需要大型机具，高下水位较高地区，高温高含冰率、强区可采用桩基础2扩展基础台阶基础用量大，基础外表面容易采取减小切向冻胀力的辅助措施下水位埋藏较深地区。同等条件下，强冻胀、特强冻胀塔位可优先采用锥柱基础续表3序号基础类型基础特点适用地区3掏挖基础力学性能较好，抗拔、抗倾覆承载能力强，基坑开挖量小，不需支模、回填，有利于环境保护较好、可人工成孔的地区4预制强度较高，混凝土质量易保证。制造条件严格，运输成本高，需要起重机械适用于交通便利、便于机械作业、的塔位4.0.9微地貌和不良冻土现象引起的输电线路基础危害不易准路沿线主要不良冻土现象如表4所示。表4输电线路沿线主要不良冻土现象一览表类型活动方式形态特征分布情况冻结层下水侵入冻结十米，高数米至十余米，裂缝，然后中央融为马蹄多分布在活动断裂带上升泉出露处，发育于粉质黏土、亚黏土、黏土地层中，多呈冻胀丘群与冰椎共生冻结层间水冻结多呈丘状。一般直径2m～5m,高0.5m～1m,核部冰层薄，表面覆盖层亦薄，且有不规则裂缝多发育在山前缓坡、谷地段沼泽湿地上。多与泥炭丘和冻胀草续表4类型活动方式形态特征分布情况冰椎河水和冻结层上水溢出冻结以纵向裂缝为主分布在河谷、冲沟沟口处，河谷内较发育泉冰椎及冻结层下水溢出冻结多呈冰椎群，单个体呈10m,高1m～2m,其上有达数十米沿断裂带上升泉出露处呈群体分布，并有多年生冻胀丘共生水或冻结层间水迁移冻结 0.7m²,高0.2m～0.4m,其间有沟槽，凹地沟通，暖季常有积水，形成沼泽发育于山前缓坡，河谷阶地和盆地内，这些育段热融滑塌加之地表水作用多呈圆椅形、带形或多头舌形。一般长10m至百余米、宽数十米，表面有横向裂缝，以塌落式下滑多发育在3°~16°的缓坡地段，地表植被覆盖完整，岩性较单一其中以3°~8°平缓坡地最发育融冻泥流多为泥流扇、泥流舌和流动发育在6°~16°细颗粒堆积物较厚且地下热融湖塘及热融洼地呈圆形、椭圆形，直径数米至数百米，深度小于下冰发育地段续表4类型下水活动方式形态特征分布情况多边形、石环、石季节融化层中水分反复冻融多边形、斑状、环状或鱼鳞状。规模大小不等，由数十厘米至数十米，但仅限于表土层内冻结层上水和多分布于丘陵缓坡地段季节冻结层和季节融化层的水分反复冻融沙丘高数米至数十米，长数十米至数百米。多呈新月形或长条垅岗形。可分为活动沙丘或半固定沙丘两大类多分布在荒漠化较为严重且风力比较集中的地段5.0.3我国季节冻土和多年冻土主要分布在高纬度和高海拔地料确定的冻胀力保证率较低。青藏铁路风火山段的实测资料证系数，对不利情况规定了1.0～1.7增大系数。表5.0.4-2吸收了的大部分输电线路工程的混凝土强度一般为C20,并有可靠的工顾工程的技术性与经济性。与混凝土抗冻性能有关的规定基本来混凝土试验规程》DL/T5150—2001规定的快冻试验法测定。设计规范》GB/T50662—2011的适用范围以挡水建筑物和引水2010规定，F50、F100、F200、F300混凝土适宜水胶比分别为6.1.1美国和欧洲一些国家通常以自由冻结深度来确定建筑物筑地基基础设计规范》JGJ118提出的容许残留冻土层厚度理念并基础宜埋置在设计冻深以下不小于0.5m处。除特殊情况外，季节6.1.2对衔接多年冻土地基，输电线路基础底面应嵌固在多年冻为7%/℃~25%/℃,考虑观测年后气温的波动，按当地冻土稳定人为上限资料设计时，建议最小埋深不小于上限值加0.5m。稳定性的影响，以及上限位置处因暖季地温较高(接近0℃)导致本标准将基础最小埋深在z四的计算值上适当加大。6.2开挖类基础6.2.1季节冻土区的开挖基础底板埋置在不冻土层中，基础底板以上的冻土在融化期均为融土。多年冻土区的基础底板虽埋置在在扰动后恢复天然状态需要较长的时间，因此计算多年冻土区开季节活动层在暖季融化期内为融土状态，其上拔角应由试验确定。含水率较大的细颗粒土融化状态时的上拔角接近为0°,粗颗粒土在冻融状态下的上拔角差别不大。试验表明，锚定板在多当斜面基础的倾斜角达到临界值后，作用于斜面基础倾斜面的拉力分量将大于冻土与基础间的冻结抗拉强度，冻土层与基础表面脱离而产生开裂现象。此时，开裂区的冻胀活动不能作用到度较大，因此在设计时应采用现场的实测结果进行计算。表5收在20%～40%的冻土长期极限抗剪强度进行了归纳。土的类别黏土长期极限抗剪强度(kPa)主要因素为冻结期内地表附近冻土的开裂。由于冻土与基础表面和端头倾角为2°～3°时，脱离土体开裂的应力可减少86%～91%。B.O.奥尔洛夫的研究中，建议将钢筋混凝土基础倾斜侧边的角度设置为2°～3°,以降低切向冻胀力。俄罗斯赤塔州规范TCH50—305—2004规定，为减少切向冻胀力的作用，可约为直柱基础的62%,可对比参数进行优化。比不宜大于3.0,且两者之差不宜大于2.0m。地基基础的上拔稳定计算公式。当多年冻土层达到一定厚度时，6.4.4桩基抗拔系数是指抗拔承载力和受压承载力之比。对于规范》GJ