附录B 多年冻土中建筑物地基的融化深度
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采暖房屋地基土融化深度的计算是一个复杂的课题，有多年冻土的国家，早就在进行试验研究，并提出了许多计算方法，但都有局限性。我国研究较晚，确知它是一个很难掌握的课题，地基土融深受采暖温度、冻土组构及冻土的年平均地温等因素的影响，而且是一个三维不稳定导热温度场；当房屋长宽比大于4时，最大融深可作为二维课题来解。国内学者也提出一些计算方法，其数学解虽经条件假定，仍是很复杂的，也因地质组构多变而很不准确。如1978年6月号的兰州大学学报上发表的“多年冻土区房屋地基融化计算探讨”一文中提出房屋地基最大融深计算式：
式中符号意义见原文。
以此式计算我们钻探观测取得的最大融深为5.0m的满归站24号住宅，其计算结果与实际融深相差太大，不便应用。
一、最大融深的计算
为了推导出一个简便的计算式，假定冻土地基为空间半无限的，房屋已使用了几年或几十年，地基融深已达最大值，融化盘相对稳定。此时，以一维传热原理来探求房屋地基的最大融深计算式；这时房屋取暖传入地基中的热量。由于地基土的热阻有限，并趋近一个常量Q1，即通过室内地面传到融冻界面的热量；从融冻界面传入到地基冻土中的热量，只能提高冻土的温度，使冻土蓄热而不能使冻土融化的热量为Q2，它也是有限的。这是因为地基土在气温影响范围内的土温随气温变化而波动，夏季升温，冬季降温，储蓄在冻土中的热量Q2，在降温时为低温冻土所吸收，即散热，在气温影响范围内的地基土温普遍降低，降温是不均匀的，融化盘周围降温大，盘中降温小，反之亦然，每年升、降循环一次，使蓄热，散热相对平衡，或谓之为地中热流所平衡，所以融深稳定在最大值，故融化盘基本无变化而相对稳定，称为稳定融化盘。
根据上面的分析，当房屋地基土融深已达最大值时，按一维传热原理考虑，假定地基土为均质土体，室内地面温度不变，室内地面到融冻界面的距离均相等为Hmax，同时从室内地面至冻土内热影响范围面的距离均相等为h，在单位时间内的传热量是：
式(13)只显示了形成融深的几个主要数据，未显示的数据都归纳以系数ψJ表示，所以ψJ是一个很复杂的数据，只好对既有房屋的钻探、观测的融深资料(东北和西北的)和试验房屋融深观测资料中取得的最大融深进行分析综合后，反求ψJ值。同时考虑了使用年限的因素，即使用年限短的房屋尚未达最大融深，详见本规范附录B图B.0.1-1；其中15m～25m宽的房屋，ψJ值均系参考前苏联“CHuⅡ—18—76”规范与我们的经验综合编制的。
式中TB国外均采用室温，而我们却采用室内地面温度，这是因为我国尚无室温与地面温差之规定，卫生条件要求地面温度与室温之差以2.5℃为宜；但我们对既有房屋和试验房屋的地面进行了测定，在最热的7、8月中室温为21℃～27℃时，地面温度为18℃～23℃，基本上满足温差要求，但在最冷的1月份，室温15℃，而地面温度仅有6℃～8℃，且外墙附近的地面温度仍在0℃左右，此时地面平均温度只有3℃～6℃。风火山试验宿舍设有沥青珍珠岩保温层，年平均室温为16℃，而年平均地面温度也只有11.5℃。室温与地面温度相差如此之大，系房屋围护结构保温质量不足，尤其是靠外墙的地面保温质量不足所致。所以我们采用地面温度来计算融深是较为合理的。我们根据现有房屋地面温度观测资料编制了室内地面年平均温度表，如表27所示，供使用者参考。
如设计时房屋围护结构(四周、屋顶及地面)经过热工计算，则其温度可按计算温度采用。
表27资料来源不够充分，有待于研究改进，因此未列入规范中。当增加了足够的地面保温层，或当(我国)制定了室温与地面温差的规定时，即可用室温减规定温差来计算最大融深。
4地基土质系数
当地基为粗颗粒土时，地基融深增大很多，粗粒土与细粒土的导热系数虽不同，但还不能完全反映其导热强度，故需增加一土质系数ψc。根据多年冻土地区多年的勘探资料，对天然上限深浅的分析，并参考了《青藏铁路勘测设计细则》中的最大融深表5-6-1，综合确定粗粒土与细粒土融深的关系比，定出土质系数ψc，按图B.0.1-2取值。若将比值列入房屋地基土融深计算公式中则式(13)可写成：
式中：h——计算融深内粗粒土层厚度(m)。
5室内外高差(地板及保温层)影响系数
多年冻土地区一般都较潮湿，房屋室内外应有较大的高差，以使室内地面较为干燥，除生产房屋根据需要设置外，一般不应低于0.45m；0.45m是指地基融沉压密稳定后的高差。
经试验观测，冬期室内地面温度，由于地基土回冻，使靠外墙1.0m左右的地面处于零度以下，小跨度的房屋中心地面温度也降至3℃～8℃；这样低的地面温度是不宜居住的，故必须设置地面保温层，以降低地面的热损失，提高地面温度。
室内外高差部分，包括地板及保温层，其构造不论是什么材料，均全按保温层计算，并将高差部分材料与地基土一同计算融化状态的导热系数λu值，λf值则不包括室内外高差部分。
室内外有高差△h，由室内地面传入冻土地基的热量，经保温层时一部分热量将由高出室外地面的墙脚散发于室外大气中。因此融深要减少一些，其减少量以高差影响系数ψ△表示。
ψ△值是根据试验观测资料并考虑采暖对冻深的影响系数、房屋的宽度综合分析确定的，见本规范附录B图B.0.1-3，故融深计算式中也应列入此值。这样，采暖房屋地基土最大融深的最终计算式为：
二、融化盘的形状
根据我们钻探实测资料和青藏高原的钻探资料绘制的图形，进行研究分析，融化盘横断面的形状以房屋横剖面中心线为坐标y轴的抛物线方程y＝ax2表示较符合实际情况。由于室温高低和房屋宽度不同，抛物线的焦点位置亦不同，即形状系数a不同；又因房屋朝向不同，其四周地面吸收太阳热能也不同，加之室内热源(火墙、火炉、火炕等)位置各异，最大融深偏向热源，使抛物线的顶点位置偏离房屋中心y轴一个距离b，也称b为形状系数。有了形状方程，还是不便计算融深，故将坐标轴的原点移至室内地面上，以地面为x轴，即上移Hmax，按本规范附录B图B.0.2，则方程y＝ax2变为：
B.0.1 采暖建筑物地基土最大融深应按下式确定：
B.0.2 采暖建筑物地基土达最大融深时，建筑物横断面地基土各点的融深按下式计算（B.0.2）：
B.0.3 外墙下最大融深，按本规范公式（B.0.2）计算，此时，所求融深点距坐标原点的距离x应按下列规定取值：
