4 冻土工程地质勘察基本要求
4.1 一般规定
4.1.1 冻土工程地质勘察应包括冻土工程地质调查与测绘、勘探、冻土取样、室内试验和原位测试、观测，以及冻土工程地质条件评价、预测。
冻土工程地质的研究对象是冻结的岩土体系，它的研究内容除了具有常规岩土的基本性质的研究、整治、改造和利用问题之外，还有其独特的性质；岩土体内水分的相变，温度的变化以及未冻水的动态变化都不断地改变着冻结岩土的工程性质。因此，它比非冻结土的“岩土工程勘察”要复杂得多。它包含了冻土区的工程地质调查、测绘、勘探、取样、定位观测、原位测试和室内试验等内容。各个程序及其内容都具有特殊的要求，更重要的是对建筑场地的冻土工程地质条件作出评价和预报。这是由于冻土工程地质条件对人类工程活动的干扰具有特别的敏感性和脆弱性所致。本条规定主要侧重考虑：冻结岩土具有特殊性和复杂性，非同一般；在设计和施工中必须以建筑场地冻结岩土的实际状况作标准；勘察成果评价中应该考虑到人类工程活动对冻土工程地质条件变化的预测及环境保护的方案；强调对重大工程必须进行观测，特别注意冻土工程地质条件的变化，以保证建筑物的安全与稳定。
4.1.2 冻土工程地质勘察工作应包括下列内容：
1 搜集工程建设项目的规模及建筑的类别，地基基础设计、施工的特殊要求及设计参数；
2 搜集、整理与分析有关勘察报告、航卫片、室内外试验结果及科学研究文献报告，根据冻土的非均质性及随时间、人为活动的可能变化，确定勘察方法和工作量；
3 通过搜集资料、踏勘、调查与测绘，初步了解建筑场地冻土工程地质条件的复杂程度，主要的冻土工程地质问题；
4 应用搜集或勘察的资料，结合工程经验的判断和分析，对冻土工程地质条件作出评价，对设计、施工、防治处理及环境保护方案提出建议，并对建筑后的冻土工程地质条件变化作出预测。
冻土工程地质勘察的工作内容，主要取决于冻土工程地质条件的复杂程度、地基基础的特殊要求及人类工程活动（包括建筑物修建后）对冻土工程地质条件的影响。这三个因素不但对确定冻土工程地质勘察工作内容和工作量有关系，而且也影响着工作方法的选择和程序化。因此，在进行冻土工程地质勘察之前，应该比非冻结土的“岩土工程勘察”花费更多精力去搜集勘察区及邻近地区的有关资料，它包括区域性的气象及冻土资料、科研文献和勘察试验方法。编制工作大纲时，应明确该勘察区的主要冻土工程地质问题，确定取样部位及应测试的参数，给出试验参数的温度和环境条件。因为冻土工程地质问题及设计参数受冻土温度和环境条件的影响，且变化较大，在勘察报告中应特别说明。
4.1.3 工程重要性等级可根据冻土地区建设工程的重要性及冻土工程地质问题造成工程破坏后果的严重性，按下列规定分级：
1 重要工程且破坏后果很严重，应为一级工程；
2 一般工程且破坏后果严重，应为二级工程；
3 次要工程且破坏后果不严重，应为三级工程。
冻土地区工程重要性等级主要依据冻土工程地质问题造成工程破坏后果的严重程度划分。
4.1.4 冻土地区建设工程场地的复杂程度可按下列规定分级：
1 符合下列条件之一应为一级场地（复杂场地）：
1）冻土现象强烈发育；
2）对建设工程抗震危险地段、不利地段；
3）不良地质作用强烈发育；
4）冻土生态环境遭到严重破坏；
5）地形地貌复杂。
2 符合下列条件之一应为二级场地（中等复杂场地）：
1）冻土现象一般发育；
2）对建设工程抗震一般地段；
3）不良地质作用一般发育；
4）冻土生态环境遭到破坏；
5）地形地貌较复杂。
3 符合下列条件之一应为三级场地（简单场地）：
1）冻土现象不发育；
2）对建设工程抗震有利地段；
3）不良地质作用不发育；
4）冻土生态环境未遭到破坏；
5）地形地貌简单。
本次修订，增加了冻土地区地基的复杂程度分级，将冻土工程地质勘察中各类建设工程场地、地基的复杂程度分别划分为三个等级。等级的划分应从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足的为准；场地复杂程度等级划分主要考虑危害建筑物的场地抗震地段、不良地质作用的发育程度、冻土现象发育程度、地形地貌复杂程度。对建筑抗震危险、不利、一般和有利地段的划分，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定确定。地基复杂程度等级划分时，除了根据地质及岩土等因素之外，应特别注意冻土条件（包括冻土工程类型及分布，季节冻结与季节融化深度、冻土的含冰量与温度状态、地表植被和雪覆盖状态等）的破坏情况，因为它们的存在及变化都直接影响着冻土工程地质条件的变化。因此，主要考虑冻土工程地质条件，其中多年冻土的年平均地温直接影响和决定着多年冻土工程地质条件的稳定状态。按我国多年冻土年平均地温可分为四级：极不稳定状态（年平均地温高于-0.5℃），不稳定状态（年平均地温为-0.5℃～-1.0℃）、基本稳定状态（年平均地温为-1℃～-2℃）和稳定状态（年平均地温低于-2℃）。各种状态下的冻土工程地质条件稳定性相差甚大，它们对气候、地质、生态环境及人类工程活动的反应各不相同。不稳定状态下的多年冻土的反应极其敏感，以致完全改变冻土工程地质的全部性质，出现大量的冻土工程地质问题。所以，冻土地区的地基复杂程度等级划分主要取决于冻土的含冰条件及年平均地温。
剪切波速应按冻土地基基础设计原则分别提供，按保持冻结状态设计原则进行设计时，需提供现场实测剪切波速；按允许融化状态设计原则进行设计时，需提供融化后地基土剪切波速，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定。
4.1.5 地基等级可根据冻土地区建设工程地基的复杂程度，按下列规定分级：
1 符合下列条件之一应为一级地基（复杂地基）：
1）岩土种类多，性质变化大，冻土层上水、层间水发育；
2）厚层地下冰发育；
3）冻土工程类型属含土冰层或饱冰冻土；
4）岛状多年冻土地段；
5）冻土温度高于-1.0℃。
2 符合下列条件之一应为二级地基（中等复杂地基）：
1）岩土种类较多，性质变化较大，冻土层上水、层间水较发育；
2）地下冰较发育；
3）冻土工程类型属富冰冻土或多冰冻土；
4）冻土温度为-1.0℃～-2.0℃。
3 符合下列条件之一应为三级地基（简单地基）：
1）岩土种类单一，性质变化不大；
2）地下冰不发育；
3）冻土工程类型属少冰冻土；
4）冻土温度低于-2.0℃。
本次修订，增加了冻土地区地基的复杂程度分级，将冻土工程地质勘察中各类建设工程场地、地基的复杂程度分别划分为三个等级。等级的划分应从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足的为准；场地复杂程度等级划分主要考虑危害建筑物的场地抗震地段、不良地质作用的发育程度、冻土现象发育程度、地形地貌复杂程度。对建筑抗震危险、不利、一般和有利地段的划分，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定确定。地基复杂程度等级划分时，除了根据地质及岩土等因素之外，应特别注意冻土条件（包括冻土工程类型及分布，季节冻结与季节融化深度、冻土的含冰量与温度状态、地表植被和雪覆盖状态等）的破坏情况，因为它们的存在及变化都直接影响着冻土工程地质条件的变化。因此，主要考虑冻土工程地质条件，其中多年冻土的年平均地温直接影响和决定着多年冻土工程地质条件的稳定状态。按我国多年冻土年平均地温可分为四级：极不稳定状态（年平均地温高于-0.5℃），不稳定状态（年平均地温为-0.5℃～-1.0℃）、基本稳定状态（年平均地温为-1℃～-2℃）和稳定状态（年平均地温低于-2℃）。各种状态下的冻土工程地质条件稳定性相差甚大，它们对气候、地质、生态环境及人类工程活动的反应各不相同。不稳定状态下的多年冻土的反应极其敏感，以致完全改变冻土工程地质的全部性质，出现大量的冻土工程地质问题。所以，冻土地区的地基复杂程度等级划分主要取决于冻土的含冰条件及年平均地温。
剪切波速应按冻土地基基础设计原则分别提供，按保持冻结状态设计原则进行设计时，需提供现场实测剪切波速；按允许融化状态设计原则进行设计时，需提供融化后地基土剪切波速，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定。
4.1.6 冻土工程地质勘察等级可根据冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，按下列规定划分：
1 在冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级中有一项为二级或二级以上的冻土工程地质勘察项目，应为甲级勘察；
2 在冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级均为三级的冻土工程地质勘察项目，应为乙级勘察。
本次修订增加了冻土地区岩土工程地质勘察等级的划分，依据冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级划分为甲、乙两个等级。目的是进一步明确冻土工程勘察的任务，细化勘察工作内容。
4.1.7 冻土工程地质勘察宜分阶段进行，勘察阶段应与设计阶段相适应。
4.1.8 勘探点可分为一般性勘探点和控制性勘探点，控制性勘探点的数量不应少于勘探点总数的1/3。勘探线和勘探点间距应根据不同行业、勘察阶段及地基复杂程度等级确定。
为了确保冻土地区岩土工程勘察质量，明确了控制性勘探点的最少数量及勘探点、线的布置基本要求。
4.1.9 冻土的描述内容应包括颜色、有机质含量、泥炭化程度、盐渍化程度、颗粒组成、冻土构造、冻结程度、分凝冰的肉眼可见程度及大小等，其中冻土构造野外鉴别描述应符合本规范附录E规定。
本条原为本规范第3章第3.1节内容，现调整至本章。
4.1.10 冻土工程地质勘察可按勘察阶段要求进行原位测试和室内试验，其测试、试验方法应按本规范附录F、附录G、附录H及现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123规定执行。
冻土物理力学与热学性质的试验与测试是冻土工程地质勘察工作主要内容之一。在可行性研究阶段勘察，通常只简单地测定冻土的几个物理参数，如含水率、干密度及其颗粒成分等，在初勘与详勘阶段还应做一些原位的力学参数测定与试验。由于各种原因无法获得实测资料时，可按本规范附录C确定冻土的物理力学与热学参数。虽然根据土的物理指标选取计算冻土物理力学与热学参数是一种简捷近似的方法，但因地基土的矿物成分、有机质含量、粒度和结构构造及水分含量的差异，就可能造成有±5%～±11%的均方差。同时，选用土物理指标的代表性和可靠性，直接影响计算与选用参数的正确性。有关土物理指标的选用问题应注意以下几点：
（1）在计算场地和地基土天然冻结或融化深度、温度场和力学强度等指标，应注意总含水率的瞬时测定值与平均值的关系，特别是地表以下0.5m深度内含水率变化很大时，瞬时值不能代表平均值；
（2）计算相变时所用的总含水率指标，应以春融前的测定值为准；未冻水量的计算应以冻结期土体达到的最低温度为准；
（3）在确定冻土地基强度所需的温度值均以基础下持力层范围内建筑物使用期间的最高温度为准；
（4）在计算冻土地基的融化下沉时所需的含水率及容重，应以基础下持力层范围内土体冻结期达到最低温度时的冻土含水率及干密度为准；
（5）在确定衔接多年冻土区采暖建筑的基础埋置深度时，应考虑冻土融化后土体结构破坏（如多冰地段冻土融化后一般呈饱和或过饱和状态）；
（6）在确定保温层厚度时，应考虑选用的保温材料（如干草碳砌块或炉渣等）长期使用后受潮的可能性。同时还应注意选用大孔隙保温材料时，由于对流和辐射热交换对热参数的影响。
4.1.11 多年冻土地区工程地质勘察应设地温观测孔，并应进行地温观测。
本条为强制性条文，必须严格执行。在冻土地区岩土工程勘察地温是个非常重要指标，各行业在冻土地区勘察过程中必须设置地温观测孔，进行地温测量，取得地温资料，因为不同的冻土年平均地温表示着冻土受外界因素（气候、人为）热干扰时的稳定性，地温越低，冻土受外界热干扰性越小。正确评价冻土工程类型、划分冻土稳定带，为冻土工程建筑地基设计原则提供可靠依据，否则将造成设计原则上的失误。近年来，在多年冻土地区工程建设过程中，因勘察未布设低温观测孔提供详实的地温观测资料，导致工程事故的案例时有发生，危及生命安全，造成严重的经济损失。
4.1.12 地温观测应按本规范附录J要求执行。
4.1.13 对于工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为一级的工程项目，应设定位观测点。观测内容宜包括多年冻土地温、地基土的冻胀与融沉特性，以及人为工程活动、自然条件变化引起的相关现象和变化过程。
冻土地区场地与地基条件的复杂性主要反映在厚层地下冰分布以及冻土年平均地温的稳定地段。建筑物修建后改变着冻土工程地质条件、温度及水分的迁移，导致冻结地基土发生冻胀与融化下沉等现象的产生和发展，影响建筑物的稳定性，甚至破坏。所以，在重要建筑中必须设立定位观测点，以监测和掌握建筑物下冻土工程地质条件及冻土年平均地温的变化状况和过程，以便及时采取措施，保持建筑物的稳定性。