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U D C P 中华人民共和国国家标准 G B ／T5 0 6 6 2 2 0 1 1 水工建筑物抗冰冻设计规范 C o d ef o rd e s i g no fh y d r a u l i cs t r u c t u r e s a g a i n s ti c ea n df r e e z i n ga c t i o n 2 0 1 1 0 2 1 8 发布2 0 1 2 0 3 0 l 实施 宰赫量翥篡篆蹴娄愁詈⋯布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 ～一”。 中华人民共和国国家标准 水工建筑物抗冰冻设计规范 C o d ef o rd e s i g no fh y d r a u l i cs t r u c t u r e s a g a i n s ti c ea n df r e e z i n ga c t i o n G B ／T5 0 6 6 2 2 0 1 1 主编部门中华人民共和国水利部 批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期2 01 2 年 3 月 1 日 中国计划出版社 2 0 1 1 北京 中华人民共和国国家标准 水工建筑物抗冰冻设计规范 G B ／T5 0 6 6 28 0 1 1 中国汁划出版社出版 地址北京市两城区术樨地北里甲1 1 号国宏大厦c 座4 层 邮政编码1 0 0 0 3 8 电话6 3 9 0 6 4 3 36 3 9 0 6 3 8 1 新华书店北京发行所发行 世界知识印刷厂印刷 8 5 0 1 1 6 8 毫米1 ／3 2 4 75 印张1 1 9 千字2 插页 2 0 1 1 年1 2 月第1 版2 0 1 1 年l2 月第1 次印刷 印数18 0 。。册 统一书号1 5 8 0 1 7 7 7 0 0 定价2 9 ．0 0 元 中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第9 3 8 号 关于发布国家标准 水工建筑物抗冰冻设计规范的公告 现批准水工建筑物抗冰冻设计规范为国家标准，编号为 G B ／T5 0 6 6 2 - - 2 0 1 1 ，自2 0 1 2 年3 月1 日起实施。 本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发 行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 二。一一年二月十八日 前言 本规范是根据原建设部关于印发 2 0 0 7 年工程建设标准规 范制订、修订计划 第一批 的通知的要求 建标[ 2 0 0 7 3 1 2 5 号 ， 由中水东北勘测设计研究有限责任公司会同有关单位共同编制完 成。 本规范共分1 3 章和6 个附录。主要内容包括总则，术语和 符号，基本资料，冰冻荷载，材料与结构的一般规定，挡水与泄水建 筑物，取水与输水建筑物，渠道与渠道衬砌，泵站与电站建筑物，闸 涵建筑物，挡土结构 墙 ，桥梁和渡槽，水工金属结构等。 本规范由住房和城乡建设部负责管理，由水利部负责日常管 理，由水利部水利水电规划设计总院负责具体技术内容的解释。 本规范在执行过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，随时将 有关意见和建议反馈给水利部水利水电规划设计总院 地址北京 市西城区六铺炕北小街2 1 号；邮政编码1 0 0 0 1 l ；电子信箱 j s b z g i w p ．o r g ．c n ，以供今后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人 主编单位中水东北勘测设计研究有限责任公司 参编单位水利部新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研 究院 水利部寒区工程技术研究中心 西北农林科技大学 中科院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国 家重点实验室 黑龙江省水利水电勘测设计研究院 主要起草人徐伯孟苏加林铁汉胡志刚李安国 】 苑润保 杨玉航 童长江 主要审查人刘志明 朱瑞森 马巍 马玉华 邵剑南 王德库 叶远胜 徐小武 冯林 杨成祝 王波 张利明 1 总则 2 术语和符号 2 ．I 术语⋯ 2 ．2 符号⋯ 3 基本资料 4 冰冻荷载 5 材料与结构 6 7 8 6 6 1 混凝土与砌石材料‘ 2 保温材料⋯- ⋯⋯ 3 分缝和止水⋯⋯‘ ．4 结构构造⋯⋯⋯ 挡水与泄水建筑物 I 一般规定⋯⋯⋯‘ 2 混凝土坝与砌石坝‘ 3 土石坝⋯⋯⋯⋯‘ 4 溢流坝与岸边溢洪道 5 泄洪洞与坝体泄水} L 6 堤防与护岸⋯⋯‘ 取水与输水建筑物 1 一般规定⋯⋯⋯‘ 2 取水口排冰⋯⋯‘ ．3 明渠冬季输水⋯⋯。 ．4 暗管与隧洞⋯⋯ 渠道与渠道衬砌⋯ 目次 ㈠㈢三㈤⋯㈣⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯㈤㈣㈣㈨㈩㈨兰⋯㈤卜 81 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯ 82 衬砌结构抗冻胀稳定性要求 8 ．3 渠道衬砌结构⋯⋯⋯⋯⋯ 84 冻胀土基处理⋯⋯⋯⋯⋯ 8 ．5 渠坡稳定要求⋯⋯⋯⋯⋯ 9 泵站与电站建筑物⋯⋯⋯ 91 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 92 前池排冰⋯⋯⋯⋯⋯’ 93 地面厂 泵 房⋯⋯⋯⋯⋯ 1 0 闸涵建筑物⋯⋯⋯⋯⋯- 1 0 ．1 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 0 ．2 结构与布置⋯⋯⋯⋯⋯ 1 0 ．3 稳定与强度验算⋯⋯ l o4 抗冻胀措施⋯⋯⋯⋯⋯ 1 1 挡土结构 墙 ⋯⋯⋯⋯ 1 11 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 1 ．2 水平冻胀力的计算 ⋯ i 1 ．3 抗冻胀措施⋯⋯⋯⋯⋯ 1 2 桥梁和渡槽⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 2 ．1 一般规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 2 ．2 基础结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 2 ．3 基础的稳定与强度验算 1 3 水工金属结构⋯⋯⋯一 1 3 ．1 一般规定 1 3 ．2 闸门⋯⋯⋯⋯⋯⋯- 1 3 ．3 拦污栅⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1 3 ．4 露天压力钢管⋯⋯⋯⋯‘‘ 附录A 中国主要河流冰情特征 附录B 土的冻结深度的确定 2 25 2 5 26 28 29 30 30 3 0 3 1 33 33 33 34 3 5 39 39 39 4 i 43 43 43 44 47 47 48 5 1 52 53 55 附录C 土的冻胀量的确定⋯⋯ 附录D 冰压力计算⋯⋯⋯⋯⋯ 附录E 门叶电热法防冰冻计算 附录F 压力水射流法防冰冻计算 本规范用词说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 引用标准名录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 附条文说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ C o n t e n t s 1G e n e r a lp r o v i s i o n s - - - - ⋯- 2T e r m sa n ds y m b o I s - - - - - - - - - - - 21T e r m s - ⋯- - - - - ⋯- - - 2 2 S y m b o l s ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘’。。‘‘’’。‘‘‘‘’。‘‘--- 3B a s i ci n f o r m a t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4I c e a n df r o s t h e a v i n gl o a d - - ⋯- 5G e n e r a lp r o v i s i o n sf o rm a t e r i a l sa n ds t r u c t u r e s 51C o n c r e t ea n ds t o n e - - - - - - - 5 2I n s u l a t i o nm a t e r i a l s 5 ．3 P a r t i n ga n ds e a l i n g m a t e r i a l s ’。’’’’。‘。’’⋯ 5 ．4 F o r m a t i o no fs t r u c t u r e s ⋯ 6W a t e rr e t a i n i n ga n dr e l e a s i n gs t r u c t u r e s ⋯⋯ 61 G e n e r a lp r o v i s i o n s - - - - ‘- - - - 6 2C o n c r e t ea n ds t o n em a s o n r yd a m s ’’’’’‘。‘‘’’’- 6 3E a r t h r o c kd a m - - - 6 4O v e r f l o wd a ma n db a n ks p i l l w a y ’。- - - - - 6 5 S p i l l w a yt u n n e la n do u t l e th o l e - - - - - - 6 6L e v e ea n db a n kp r o t e c t i o n ‘‘。‘‘‘‘‘‘‘- 7W a t e ri m a k ea n dc o n v e y a n c es t r u c t u r e．⋯⋯ 7t G e n e r a lp r o v i s i o n s - - - - - - ‘ 7 ．2W a t e r i n t a k ed e i c i n g - ⋯- - - ⋯⋯‘⋯⋯⋯ 7 ．3W a t e rc o n v e y a n c eo fo p e m e h a n n e li nw i n t e r ‘‘‘‘‘‘‘‘ 7 ．4B u r i e dp i p ea n d t u n n e l ’’’’‘。‘’。’’’’’’’’⋯一 8C a n a la n di t sl i n i n g - - - ‘4 o 1 2 2 3 6 8 10 10 13 13 14 15 15 16 17 】9 20 2 0 2 1 2 1 2 1 22 2 4 2 5 81G e n e r a lp r o v i s i o n s ‘‘‘‘‘’‘‘‘‘‘’‘’。’’ ’‘’‘‘‘‘ ’‘‘‘‘‘ 8 2 S t a b i l i t yr e q u i r e m e n t sf o rc a n a ll i n i n ga g a i n s tf r o s t h e a v i n g ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘’‘‘‘‘ ‘‘‘‘‘’‘‘’。‘‘‘’’。。‘‘‘ ’‘‘‘‘‘’ 8 3S t r u c t u r eo fe a n a ll i n e r s ’’’‘‘’’’’。’’’’ ‘‘’’’’’’’’‘‘’‘‘’’’‘ 8 4T t e a t m e n to ff r o s th e a v e ds o i lf o u n d a t i o n ’’‘’’’’’’ 8 5 S t a b i l i t yo fc a n a ls l o p e 。’’‘‘。’。‘。‘。‘‘‘‘‘‘。。。。。‘‘‘‘’‘‘‘‘‘‘ 9S t r u c t u r e so fp u m pp l a n ta n dh y d r o p o w e rs t a t i o n ‘ 91 G e n e r a lp r o v i s i o n s ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘’‘。‘‘’’。‘‘’’’’’。。。1 ‘’ 92 D e i c i n ga tf o r e b a y ‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘。‘‘‘‘’‘’’‘‘’。‘4 ’’’’ 93S u r f a c ep o w e rf p u m p p l a n t ’。’’‘’‘’’’’’’’。‘。’’’’’’ 1 0S l u i c ea n dc u l v e r ts t r u c t u r e s ’。‘‘’’’’’‘’ 。。’’’’’’’ 1 01G e n e r a lp r o v i s i o n s ’’’’’’’’’’’’’’’‘。。’’’’’’’‘‘‘‘’。。’’’‘ 1 02S t r u c t u r ea n dl a y o u t ‘’。。‘。’。。‘’’。‘‘‘’’。‘。。’‘‘’’’’’’’’ 1 0 ．3 C h e c k i n go ft h ec a l c u l a t i o no fs t a b i l i t ya n ds t r e n g t h 1 04P r e v e n t i o nn l e a s u r e sf o rf r o s th e a v i n g ‘‘‘‘‘。。’。。。’‘‘‘ 1 1S o i lr e t a i n i n gs t r u c t u r e w a i l ’’’1 1 ’’’。’’’’’’’’ 1 11G e n e r a lp r o v i s i o n s ’‘。‘’’’’’’’’’’’’’’‘‘’。。。。。’’’。’’‘。‘。 1 1 ．2 C a l c u l a t i o no fh o r i z o n t a lf r o s th e a v i n gf o r c e ’。’’’‘。‘。 1 13M e a s u r e sf o rp r e v e n t i o no ff r o s th e a v i n g ’。‘‘’’’‘‘‘‘‘ 1 2 B r i d g ea n df l u m e ‘’‘‘‘‘。。‘‘。‘。‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 1 2 ．1 G e n e r a lp r o v i s i o n s ⋯‘‘‘⋯‘‘’‘‘‘‘‘。‘‘‘‘‘‘’’’‘。’’’’ 1 2 ．2S t r u c t u r eo fp i p e f o u n d a t i o n ’’’‘‘‘’‘‘‘‘‘’’。。。‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 1 2 ．3 C h e c k i n go ft h ec a l c u l a t i o no fs t a b i l i t ya n ds t r e n g t ho f f o u n d a t i o n ‘’’‘‘‘。’’’‘。‘’’‘‘‘‘‘’‘‘‘‘。。‘‘。’‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 1 3M e t a ls t r u c t u r e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’’‘ 1 3 ．1G e n e r a lp r o v i s i o n s ‘‘‘’‘‘‘。‘‘’‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘。‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 1 3 ．2S l u i c eg a t e ’’‘。。‘’’‘‘。‘’’’。。‘’’‘‘‘。’‘’‘‘‘。。‘’‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ 1 33T r a s hr a c k ’’’。‘‘’’’‘‘。‘’’‘‘‘。’‘‘‘‘‘‘。‘’’’‘‘‘‘‘‘。‘‘ 1 34E x p o s e dp e n s t o c k ‘‘‘‘’’’’‘‘。’‘’’‘‘’’。‘’‘‘ ‘‘‘’‘‘’’。。’。 25 25 26 28 29 30 30 30 3 1 3 3 33 33 34 35 3 9 39 39 4 1 43 43 43 44 4 7 47 48 5 1 52 5 ‘ A p p e n d i xA A p p e n d i xB A p p e n d i xC A p p e n d i xD A p p e n d i xE A p p e n d i xF I c er e g i m eo fm a i nr i v e r si nC h i n a ’’’。’。‘。1 D e t e r m i n a t i o no ff r o s t e dd e p t ho fs o i l D e t e r m i n a t i o no ff r o s t h e a v e da m o u n to f s o l - - - ⋯- ⋯⋯⋯⋯⋯一 C a l c u l a t i o no fl c ep r e s s u r e ‘’‘‘’‘。。。‘‘ C a l c u l a t i o no fc o u n t e r f r o s t i n gb ye l e c t r i c h e a t i n go fg a t ef l a p ‘‘‘。‘。。。。‘‘‘‘‘。‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘ C a l c u l a t i o no fc o u n t e rf r o s t i n gb yf o r c e d e tf l o w - - - - - ‘‘‘‘‘⋯’‘‘ E x p l a n a t i o no fw o r d i n gi nt h i sc o d e I ，i s to fq u o t e ds t a n d a r d s ⋯⋯⋯⋯ A d d i t i o n E x p l a n a t i o no fp r o v i s i o n s 。6 。 53 55 6 3 66 69 7 1 73 74 75 1 总则 1 ．o ．1 为了统一在冰、冻融和冻胀作用下的水工建筑物抗冰冻设 计标准和技术要求，提高水工建筑物的抗冰冻设计水平，制定本规 范。 1 ．o ．2 本规范适用于受冰、冻融和冻胀作用的新建或改建的水工 建筑物抗冰冻设计。 1 ．o ．3 水工建筑物抗冰冻设计应符合下列规定 1 应因地制宜、安全可靠、经济合理和实用美观。 2 应充分掌握建筑物所在地的自然条件、建筑物施工和运行 条件等基本资料。 3 应根据冰冻作用的因素、危害程度、建筑物的级别及其型 式，确定抗冰冻设计方案，并应提出对施工和运行方面的要求。 4 对受冰冻作用严重的工程应进行专门研究。 5 可结合具体工程采用抗冰冻作用的先进技术。 1 ．o ．4 水工建筑物抗冰冻设计，除应符合本规范外，尚应符合国 家现行有关标准的规定。 2 术语和符号 2 ．1 术语 2 ．1 ．1 冻土f r o z e ng r o u n d 具有负温或零温度并含有冰的土或岩石。 2 ．1 ．2 季节冻土s e a s o n a l l yf r o z e ng r o u n d 地壳表层寒季冻结、暖季又全部融化的土或岩石。 2 ．1 ．3 季节冻结深度d e p t ho fs e a s o n a lf r e e z i n g 整个冬季自地表算起的最大冻结深度 冻结层厚度 。 2 ．1 ．4 设计冻深d e s i g nf r e e z i n gd e p t h 计算点的冻结深度设计取用值。 2 ．1 ．5 地基土设计冻深d e s i g nf r e e z i n gd e p t ho ff o u n d a t i o n 自建筑物底面算起的地基土或墙后土自墙背算起的冻结深度 设计取用值。 2 ．1 ．6 冻结指数f r e e z i n gi n d e x 整个冻结期内日平均温度低于o ℃的日平均气温逐日累积 值。 2 ．1 ．7 冻胀量 a m o u n to ff r o s t h e a v i n g 土在冻结过程中的膨胀变形量。 2 ．1 ．8 地表冻胀量a m o u n to ff r o s t h e a v i n go fg r o u n ds u r f a c e 整个冻结期内冻结膨胀后的地面与冻前地面的高差值。 2 ．1 ．9 冻胀力f r o s t h e a v i n gf o r c e 土的冻胀受到约束时产生的力。 2 ．1 ．1 0 水平冻胀力h o r i z o n t a lf r o s t h e a v i n gf o r c e 土冻胀时作用于建筑物侧面水平方向的冻胀力。 ≯’ 2 ．1 ．1 1 切向冻胀力t a n g e n t i a lf r o s th e a v i n gf o r c e 土冻胀时作用于建筑物侧表面向上的冻胀力。 2 ．1 ．1 2 法向冻胀力 n o r m a lf r o s th e a v i n gf o r c e 士冻胀时作用于建筑物底面法线方向的冻胀力。 2 ．1 ．1 3 静冰压力 s t a t i ci c ep r e s s u r e 静止冰盖升温膨胀对建筑物产生的作用力。 2 ．1 ．1 4 动冰压力d y n a m i ci c ep r e s s u r e 移动的冰盖或漂冰对建筑物产生的撞击力。 2 ．1 ．1 5 冰盖 i c ec o v e r 水体表面形成的大面积冰层。 2 ．1 ．1 6武开江 i c eb r e a k u pd u et oh y d r a u l i ca n dc l i m a t i c e f f e c t 冰盖尚未解体前，由于气象和水力因素突变将冰盖鼓开，形成 大量流冰的现象。 2 ．1 ．1 7 冰坝 i c ed a m 大量冰块在河道束窄、浅滩、未解冻前缘等处堆积，使河道阻 塞，水位壅高的现象。 2 ．2 符号 2 ．2 ．1 作用力 ’ 一。单位水平冻胀力； o v单位法向冻胀力； “单位切向冻胀力； 以一冻层内桩壁糙度系数； ‰作用在板底面上的单位法向冻胀力设计值； p ～荷载强度，恒载； F 。一验算断面的拉力； F 。一冻层以下基础与暖土之间的总摩阻力； P ，静冰压力； 3 F 。，冰块撞击建筑物时产生的动冰压力 F ，。冰块切人三角形墩柱时的动冰压力 F 。冰块撞击三角形墩柱时的动冰压力 验算截面材料的强度设计值； f 。冰的抗挤压强度。 2 ．2 ．2 冻深、冻胀参数 岛非冻胀区深度系数； 山日照及遮荫程度影响系数； 以有效冻深系数； 0 。地下水影响系数； Z d 设计冻深； 五置换深度； Z f 地基土设计冻深； Z 。历年最大冻深i Z 。冻前 冻结初期 地下水位埋深； 地表冻胀量； h a 墙后填土的冻胀量； t ～地基土冻胀量。 2 ．2 ．3 热学参数 。底板 墙 的热导率； A 。保温板热导率； N 加热功率； p 一加热时间； I 。～历年最大冻结指数； R 。设计热阻i f 。最冷月平均气温； ￡。门叶内部空气加热温度； t k 极端最低温度平均值； ￡，水温； d 女。。由门叶内部空气通过保温板向外界冷空气中的传热系 数； 。。由门叶内部空气通过钢板向冷空气中的传热系数； 。。由门叶内部空气通过钢板向水中的传热系数。 2 ．2 ．4 水力参数 a 冰厚； 孔冻前底板上的水层厚度； B 。不冻水面宽度； L 。渠道不结冰 不冻水面 长度。 2 ．2 ．5 几何参数 乱底板 墙 厚度； d 。保温板的厚度； A 面积； B 宽度； [ s ] 建筑物的允许冻胀位移值。 3 基本资料 3 ．o ．1 水工建筑物的抗冰冻设计，应根据需要取得工程地点的气 象、冰情、地质和冻土等基本资料。 3 ．o ．2 气象资料应包括工程地点的年平均气温、最冷月平均气 温、最低日平均气温、冻结指数、冬季风向和风速等。气象资料应 采用当地或条件相似的邻近气象台 站 的实际观测值，其统计系 列年限不应少于最近2 0 年。 3 ．o ．3 气候分区的划分应符合下列要求 1 最冷月平均气温t 。 一3 ℃时，应划分为温和区。 3 ．o ．4 设计采用的冻结指数应取历年最大值，其统计系列年限不 应少于最近2 0 年。 3 ．o ．5 冰情资料应包括封冰 冻 日期、解冰 冻 日期、流冰历时、 冰厚、冰块尺寸、冰流量、流冰总量、流冰种类及性质、武开江概率 等。冰情资料应根据当地或冰情相似的河流、水库的观测资料确 定。无实测资料时，宜通过实地调查确定；条件不具备时，可按本 规范附录A 的规定确定。 3 ．o ．6 地质资料应包括工程地基土的种类、颗粒组成、密度、塑 限、液限、天然含水率和冻前 冻结初期 地下水位等。 3 ．o ．7 冻土资料应包括历年最大冻深和地表冻胀量，应分别按下 列方法确定 1历年最大冻深应直接采用当地或邻近工程地点气温、地下 水位和土质条件相近的气象台 站 的历年最大冻深观测值，其统 计系列年限不应少于最近2 0 年。 6 。2 地表冻胀量应通过现场实测确定；无实测资料时，可通过 工程类比或本规范附录B 和附录C 分别计算的设计冻深和冻胀 量综合确定。 3 ．0 ．8冻胀性土和非冻胀性土可根据地基土的颗粒组成按下列 判别标准划分 1 土中粒径小于0 ．0 7 5 m m 的土粒质量等于或小于总质量 1 0 ％的土，应为非冻胀性土。 2 土中粒径小于0 ．0 7 5 m m 的土粒质量大于总质量1 0 ％的 土，应为冻胀性土。 3 ．0 ．9 工程冻胀级别可根据地表冻胀量或地基土冻胀量、挡土结 构 墙 后计算点土的冻胀量大小，按表3 ．0 ．9 分级。 表3 ．0 ．9 土的冻胀分级 I冻胀级别IⅡⅢ ‘ Ⅳ V l 冻胀量h c m h ≤22 ≤55 ≤1 2 12 2 2 4 冰冻荷载 4 ．O ．1 冰冻荷载应包括冰压力和土的冻胀力。作用在水工建筑 物上的冰冻荷载应作为基本设计荷载之一。重要工程的冰压力和 土的冻胀力应进行专门研究或通过试验、观测确定。 4 ．0 ．2 冰压力应包括静冰压力和动冰压力，可按本规范附录D 的规定确定。 4 ．0 ．3 土的冻胀力应包括切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀 力，可根据土的冻胀级别分别按下列要求取值 1 单位切向冻胀力可按表4 ．0 ．3 - 1 的规定取值。 表4 ．0 ．3 - 1 单位切向冻胀力n l地表土冻胀级别IⅡⅢⅣV 单位切向冻胀力 I i 0 ～1 5 0 r t k P a 4 0 ～8 08 0 ～l l O 2 单位水平冻胀力可按表4 ．0 ．3 - 2 的规定取值。 表4 ．0 ．3 - 2 单位水平冻胀力仉 l 挡土结构 墙 后计算 I ⅡⅢⅣ V 点土的冻胀级别 单位水平冻胀力 d h k P a 9 0 ～1 2 01 2 0 ～1 7 0 3 单位法向冻胀力可按表4 ．0 ．33 的规定取值。当基础周 侧有冻胀力作用时宜作专门研究。 表4 ，0 ，3 - 3 单位法向冻胀力西 地基土的冻胀级别 I ⅡⅢⅣV 单位法向冻胀力 函 k P a 0 ～3 03 0 ～6 06 0 ～i 0 01 0 0 ～1 5 015 0 ～2 1 0 4 ．0 ．4 桩、墩基础设计宜取切向冻胀力与其他非冰冻荷载的组 8 合，但斜坡上的桩、墩基础应同时计入水平冻胀力对桩、墩的水平 推力和切向冻胀力的作用，并应与其他非冰冻荷载组合。 4 ．0 ．5 挡土墙设计应取水平冻胀力与其他非冰冻荷载的组合，但 土压力与水平冻胀力不应叠加，设计时应取土压力和水平冻胀力 的较大值。 4 ．0 ．6 两侧填土的矩形结构设计应取侧墙的水平冻胀力和作用 于底板底面的法向冻胀力与其他非冰冻荷载的组合。但土压力与 水平冻胀力不应叠加，设计时取土压力和水平冻胀力的较大值。 4 ．0 ．7 静冰压力宜按冰冻期可能的最高水位情况计算，并宜扣除 冰层厚度范围内的水压力。 5 材料与结构 5 ．1 混凝土与砌石材料 5 ．1 ．1 混凝土的抗冻级别应分为F 4 0 0 、F 3 0 0 、F 2 5 0 、F 2 0 0 、F 15 0 、 F 1 0 0 、F 5 0 ，应按现行行业标准水工混凝土试验规程S I 。3 5 2 规定 的快冻试验方法确定。 5 ．1 ．2 各类水工结构和构件的混凝土抗冻级别应根据气候分区、 冻融循环次数、表面局部小气候条件、水分饱和程度、结构构件重 要性和检修条件等按表5 ．1 ．2 选定。在不利因素较多时，可选用 提高一级的抗冻级别。 对于严寒地区特殊工程的水位变化区混凝土，抗冻级别可根 据实际情况采用比F 4 0 0 更高抗冻等级的混凝土。 表5 ．1 ．2 水工结构和构件混疆土抗冻级别要求 气候分区严寒寒冷温和 年冻融循环次数 欢 ≥l O O 1 0 0≥1 0 0 1 0 0 结构重要、受冻严重且难于检修部 位 】 水电站尾水部位，蓄能电站进出 口冬季水位变化区的构件、闸门槽二 期混凝土、轨道基础} 2 坝厚小于混凝土最大冻深2 倍 的薄拱坝、不封闭支暾坝的外露面、 面板堆石坝水位变化区及其以上部 位的面板和趾座； F 4 0 0F 3 0 0F 3 0 0F 2 0 0F 1 0 0 3 冬季通航或受电站尾水位影响 的不通航船闸的水位变化区的构件、 二期混凝土； 4 流速大于2 5 m ／s 、过冰、多沙或 多推移质过坝的溢流坝、深孔或其他 输水部位的过水面及二期混凝土； 5 冬季有水的露天钢筋混凝土压 力水管、渡槽、薄壁充水闸门井 1 0 续表5 ．1 ．2 气候分区严寒寒冷温和 年冻融循环次数 次≥I O O l o o≥l o o 1 0 0 受冻严重但有检修条件部位 i 混凝土坝上游面冬季水位变化 区； 2 水电站或船闸的尾水渠、引航道 的挡墙、护坡{ F 3 0 0F 2 5 0F 2 0 0F 1 5 0F 5 0 3 流速小于2 5 m ／s 的溢洪道、输水 洞 孔 、引水系统的过水面； 4 易积雪、结霜或饱和的路面、平 台栏杆、挑檐、墙、板、梁、柱、墩、廊道 或竖井的单薄墙壁 受冻较重部位 1 混凝土坝外露阴面部位； F 2 5 0F 2 0 0F 1 5 0F 1 5 0 F 5 0 2 冬季有水或易长期积雪结冰的 渠系建筑物 受冻较轻部位 1 混凝土坝外露阳面部位} 2 冬季无水干燥的渠系建筑物； F 2 0 0F 1 5 0F 1 0 0F 5 0 3 水下薄壁杆件； 4 水下流速大于2 5 m ／s 的过水面 表面不结冰和水下、土中、大体积 F 5 0 内部混凝土 注1 年冻融循环次数分别接一年内气温从 3 ℃以上降至3 “ C 以下，然后回升 到 3 ℃以上的交替次数和一年中日平均气温低于3 ℃期间设计预定水 位的涨落次数统计，并取其中的大值。 2 冬季水位变化区指运行期内可能遇到的冬季最低水位以下o ．5 m ～10 m ． 冬季最高水位以上i ．0 m 阳面 、2 ．0 m 阴面 、40 m 水电站尾水区 。 3 阳面指冬季大多为晴天，平均每天有4 h 以上阳光照射，不受山体或建筑物 遮挡的表面。当不满足条件时，均为阴面。 4 最冷月平均气温低于一25 ℃地区的混凝土抗冻级别宜根据具体情况研究 确定。 5 ．1 ．3 大体积混凝土分区采用不同抗冻级别时，其分区厚度可根 据热学计算，也可根据类似建筑物运行资料确定的负温区再加 0 ．5 m ，温和地区分区厚度不应小于0 ．5 m 。 】1 5 ．1 ．4 有抗冻要求的混凝土应掺用引气剂。 5 ．1 ．51 级～3 级建筑物的抗冻混凝土的材料和配比应通过试验 确定。在试验过程中除应控制混凝土含气量和水灰比外，有条件 时宜进行混凝土气泡间距系数的测试。 4 级、5 级建筑物抗冻混凝土的配比可根据抗冻等级和所用骨 料的最大粒径按表5 ．1 ．5 1 和表5 ．1 ．5 2 选用含气量和水灰比， 并应使用有引气作用的引气剂。 表5 ．1 ．5 - 1 抗冻混凝土的适宜水灰比 抗冻级别 F 3 0 0F 2 0 0F 1 5 0F 1 0 0F 5 0 水灰比 O4 5 o5 0 o ．5 2 1 ．0 时，可取￡一1 ．0 ； 表1 0 ．4 ．4 - 1 涵闸基土置换比￡ l是否允许 上部荷载 地基土冻胀级别 I冻胀位移 口 k P a I 丑皿ⅣV 1 0 0 ～040 ．4 ～08 08 ～lll _ l ～1313 ～l4 0 ～02 O2 ～0606 ～0 ．909 ～1 ．212 ～l - 3 0 ～0404 ～0 ．70 ．7 ～1 _ 0 10 ～1l 不允许 0 ．1 ～05 05 ～08 08 ～1 ．0 8 0 0 ～0101 ～O5 05 ～07 1 0 00 ～03O ．3 ～05 续表1 0 ．4 ．4 - 1 是否允许上部荷载 地基土冻胀级别 冻胀位移 d k P a I Ⅱ ⅢⅣV 1 0 o ～0 ．4 04 ～0 ．90 ，9 ～12 1 ．2 ～】，3 2 00 ～0202 ～0707 ～1010 ～l2 o ．4 ～09 09 ～1 _ o 允许 5 00 ～0 ．101 ～o505 ～0 ．8 0 ～020 ．2 ～05 0 ～0l 0 ．1 ～03 注1 本表适用于1 、2 、3 级建筑物。 2 对于4 、5 级建筑物，表中数值可适当减小。 4 进出口护坡宜根据坡面不同部位的冻胀量确定不同的置 换深度。置换深度的大小可根据当地已有工程经验确定。无此条 件时，可根据类似的工程经验，并结合下式计算综合确定 Z 。7 ≥e ’Z f Z 。7 ≥0 1 0 ．4 ．4 - 2 式中z 。’进出口护坡的置换深度 m ； ￡’进出1 3 护坡基土置换比，可按表1 0 ．4 ．4 - 2 的规定取 值。 表1 0 ．4 ．4 - 2 护坡基土置换比￡ 地基土冻胀量级别IⅡⅢⅣV Z v 6 0 c
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