地表以下一定深度的地层温度是随大气温度而变化的。当地层温度低于0～1℃时，土中部分孔隙水将冻结形成冻土。冻土可分为季节性冻土和多年冻土两类。季节性冻土指地表层冬季冻结、夏季全部融化的土；多年冻土则是指冻结状态持续2年或2年以上的土。我国季节性冻土主要分布在东北、西北和华北地区，季节性冻土层厚度都在0.5m以上，且最大厚度可达3m左右。
1.地基土冻胀性分类与基础最小埋深
土的冻结不一定是冻胀，冻胀是指土冻结后其体积增大的现象。而冻土融化后引起地基土沉陷的现象称为融陷。土的冻胀主要是由于土中水从未冻结区向冻结区转移造成的，而冻胀的程度取决于当地气温、土的类别、冻前含水量、地下水位置等因素。确定基础埋深应考虑地基的冻胀性影响。GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》将地基的冻胀类别根据冻土层的平均冻胀率的大小分为五类：不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀、特强冻胀，见表7-1。
表7-1 地基土的冻胀性分类
续表
注 1.wp为塑限含水量（%）；w 为在冻层内冻前天然含水量的平均值。
2.盐渍化冻土不在表列。
3.塑性指数大于22 时，冻胀性降低一级。
4.粒径小于0.005mm的颗粒含量大于60%时，为不冻胀土。
5.碎石类土当充填物大于全部质量的40%时，其冻胀性按充填物土的类别判断。
6.碎石土、砾砂、粗砂、中砂（粒径小于0.075mm颗粒含量不大于15%），细砂（粒径小于0.075mm颗粒含量不大于10%）均按不冻胀考虑。
季节性冻土在冻融过程中，反复地产生冻胀和融陷，使土的强度降低，压缩性增大。当基础埋深浅于冻深时，即基础位于冻胀区内，在基础侧面作用着切向冻胀力T，在基础底面作用着法向冻胀力P，如图7-13所示。如果作用在基础顶面上的荷载F 和基础自重G 不能足以平衡这些冻胀力，那么基础受冻胀力的作用而上抬。当春季融化时，冻胀力消失，基础产生下沉。由于融陷和上抬往往都是不均匀的，致使建筑物产生方向相反、相互交叉的斜裂缝。
为了使建筑免遭冻害，对于埋置在冻胀土中的基础，应保证基础有相应的最小埋置深度dmin以消除基底冻胀力。基础最小埋深按下式计算：
式中 zd——设计冻深，m；若当地有多年实测资料时，可按zd＝h′—Δz 计算；
h′、Δz——实测土层厚度和地表冻胀量。
当无实测资料时，zd应按下式计算：
式中 z0——标准冻深，m；系采用在地表平坦、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（m）；当无实测资料时，按GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》附录F采用；
φzs——土的类别对冻深的影响系数，按表7-2 查取；
φzw——土的冻胀性对冻深的影响系数，按表7-3 查取；
φze——环境对冻深的影响系数，按表7-4 查取；
hmax——基础底面下允许残留冻土层的最大厚度，m；如图7-14所示。
图7-13 作用在基础上的冻胀力(www.xing528.com)
图7-14 土的冻胀量示意图
表7-2 土的类别对冻深的影响系数Ψzs
表7-3 土的冻胀性对冻深的影响系数Ψzw
表7-4 环境对冻深的影响系数Ψze
注 环境影响系数，当城市市区人口为20 万～50 万时，按城市近郊取值；当城市市区人口大于50 万小于或等于100 万时，按城市市区取值；当城市市区人口超过100 万时，按城市市区取值，5km以内的郊区应按城市近郊取值。
2.地基防冻害措施
在冻胀、强冻胀、特强冻胀地基上，应采用下列防冻害措施：
（1）对在地下水位以上的基础，基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不应小于100mm。对在地下水位以下的基础，可采用桩基础、自锚式基础（冻土层下有扩大板或扩底短桩）或采取其他有效措施。
（2）宜选择地势高、地下水位低，地表排水良好的建筑场地。对低洼场地，宜在建筑四周向外一倍冻深距离范围内，使室外地坪至少高出自然地面300～500mm。
（3）防止雨水、地表水、生产废水、生活污水浸入建筑地基，应设置排水设施。在小区应设截水沟，以排走地表水和潜水流。
（4）在强冻胀性土和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制上部建筑物长高比，增强房屋整体刚度。
（5）当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙，以防止因土的冻胀将梁或承台拱裂。
（6）外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不宜小于3%，其下宜填入非冻胀性材料。
（7）对跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取相应的防护措施；按采暖设计的建筑物，当冬期不能正常采暖，也应对地基采取保温措施。
图7-15 轴心受压基础
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