解决高原冻土施工的关键难题及对策.docx

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1、高原冻土施工的重点、难点和处理方案1.1数年冻土地区基础设计的原则由于冻土所具有的特殊工程地质特性，因而基础类型的选择除考虑铁塔安全等级、类型外，还应考虑冻土类型、冻土环境、交通条件及人工作用便捷性等。本工程设计在数年冻土地区基础采用了保持冻土地基冻结状态和按地基融化状态的设计原则。对于地质状况很好，基础负荷不大，环境保护规定高日勺塔位采用掏挖式基础。掏挖式基础在以往的工程中也施工过，施工工艺成熟。施工过程重要控制好坑壁坍塌、保持冻土稳定等措施。季节性冻土地区按地基土融化状态设计为大开挖基础，重要设计基础型式有适合于冬季施工的装配式基础、锥柱基础，以及跨河及冻土地质条件极差、基础负荷大的灌注桩

2、基础。(1)桩基础。重要为钻孔灌注桩基础，在基础作用力较大且地质条件较差的河网地区日勺塔位使用钻孔灌注桩基础。相对于其他软弱地基基础而言，具有施工以便，可以保证铁塔运行安全的特点。因此在本工程的跨河地段和地质条件较差地段采用这种常规的钻孔灌注桩基础较为安全可靠和经济合用。(2)预制装配式基础。该基础适合于非数年冻土、数年冻土地区的基岩及融区、低含冰量的冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段及不冻胀和弱冻胀性的)地基上。(3)锥柱基础。由于锥柱基础可以通过自身的构造型式变化消除切向冻胀力，因此在季节性冻土和数年冻土地区广泛地应用，尤其在数年冻土地区最大冻结深度在24米之间基础易于开挖成型不易

3、垮塌的I地区。1.2数年冻土地区基础施工的关键工作1.2.1基坑开挖：按地基土冻结状态设计的基础关键是保持土壤冻结状态，减少人为扰动；按地基土融化状态设计的基础关键是做好遮阳防雨措施以保持坑壁的稳定，并采用必要的抽水排水工作；管桩基础桩孔的成型和孔壁稳定。1.3.2基础工程：现浇基础混凝土配合比设计、浇制、养护；预制管桩基础的安装、回填；基础辅助措施如热棒的施工技术及工艺。1. 3数年冻土地区基坑开挖基本原则按保持冻结原则设计的I基础，摸清规律掌握好开挖的时机与时间，在人工开挖的)条件下，对厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大日勺地段基坑开挖尽量在天气较为寒冷日勺季节施工；若在暖季施工时采用遮阳、

4、防晒措施，选择在气温较低的时段内迅速施工。在饱冰冻土、含土冰层地段施工时，可在暖寒季交替期施工，视天气状况采用遮阳和防晒措施，可以保持冻土的稳定。按容许融化原则设计的基础，设计规定进行基底换填日勺按设计进行换填,设计未规定的，铺设厚不不不小于30cm日勺碎石垫层。对于在暧季施工融化地下水比较多的基坑，需要采用抽水排水措施，为防止坑壁坍塌应采用挡土板、钢筒或混凝土护壁措施。基坑一般采用爆破方式进行开挖（可可西里保护区视时间而定，要避开动物迁徙日勺季节），爆破作业采用松动爆破或预裂爆破（药量按冻土爆破设计原则控制）。基坑从开挖到下桩（浇制）要持续，必须突出“快”字。桩基础开挖视地质状况采用人工掏挖

5、和机械旋挖相结合的方式。2数年冻土地区基坑开挖技术措施2.1各类基础基坑开挖重要施工措施见表212. 2施工准备2.1.1 施工前应仔细查对设计文献，全面调查与核算杆塔位的地质及地形,发现与设计不符的状况，立即上报处理。2.1.2 按照设计规定，结合桩位所处地形合理规划施工便道及施工场地。针对送电线路施工的特点，应遵照不破坏施工场地周围植被、不扰动基坑周围冻土欧I原则。2. 3基坑开挖的一般规定2. 3.1按保持冻结原则设计日勺基础，在厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在寒季施工；在暖季施工时应采用遮阳防雨措施，选择在气温较低的时段迅速施工。2. 3.2按容许融化原则设计日勺基

6、础，也尽量选择在寒季开挖，对于不可防止的需在暖季施工的基坑，在做好遮阳防雨措施的同步，必要时还要做好抽水排水、以及防止坑壁坍塌的防护措施。2. 3.3人工挖掘预制装配式基础时可采用小炮松动爆破和风镐联合的方式进行基坑开挖。在寒冷的冬季也可用牛粪（或煤砖）在坑中心围火局部融化的方式进行开挖。各类基础基坑开挖施工措施一览表表2-1序号名称简图合用地质条件施工措施锥季节冻土地区；2、低含冰量的数年冻土区；1、人工大开挖和机械相配合；2、在数年冻土区施工需作遮阳措施；柱II1基础3、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段；4、具有冻胀性的上述地区。3、需有抽水设备防止基坑积水；4、基础浇制后逐层均匀回填，

7、满足扎实规定；5、严格做好环境保护措施。装配非数年冻土地区；数年冻土的基岩、融区；3、低含冰量的数年冻土区；1、人工大开挖机械相配合；2、在数年冻土区施工需作遮阳措施；3、需有抽水设备防止基坑积水；2式II基础4、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段；5、弱冻胀性的地基土。4、基础浇制后逐层均匀回填，满足扎实规定；5、严格做好环境保护措施；6、基础侧面需做防冻胀措施；-灌1、高温高含冰量细粒土地段；注2、低温高含冰量细粒土地段；3桩3、机械设备能较易运达的地段。居础1、在寒季可采用人工掏挖；2、在暖季施工需采用遮阳防雨措施。3、对于部分由于冻土融化而水量大、易坍塌的基坑，需采用混凝土护壁或钢板护

8、壁和加工挡土板，并采用抽水排水的施工措施。4、对于存在厚层地下冰层且已融化和地下暗河的桩位则采用旋挖钻机。2. 3.4人工大开挖基础也可采用也可松动爆破和风镐联合的方式进行基坑开挖，药量按冻土爆破设计原则控制。炮孔可用人工打钎成孔和麻花钻机械成孔。炸药可使用黑色炸药、硝筱炸药，严禁使用甘油类炸药。基坑开挖宜分段进行，开挖作业要持续，必须突出“快”字。2. 3.5当冻土采用爆破法施工时，施工地点离建筑物、公路、铁路日勺距离应符合或不小于土方与爆破工程施工及验收规范(GBJ201)的有关规定。2. 3.6为防止污染基坑周围的环境，坑内弃土应所有置于塑料编织布上，并置于离基坑边缘的距离不不不小于常温

9、下规定日勺距离加上弃土堆的高度的地点。对于植被茂盛日勺地点，需将原植被集中搜集并加以养护，待基础竣工后重新覆盖在基坑上，以保持原始地貌。2. 3.7基坑开挖预留300mm以上防冻层，待浇筑前基坑操平时再挖至设计深度，以防止气温上升冻土解冻后导致不均匀下沉。2. 3.8基础坑开挖后，若不能及时浇筑时则在坑底铺盖厚度不不不小于Im的稻草帘等保温、防冻。2.4特殊基坑的开挖2. 4.1泥水坑的开挖对于在饱冰冻土地带施工，由于气温、地温及施工扰动引起冻土融化而导致坑内大量积水，尤其是基坑为细粒土质的，要制定专门的技术方案。对不塌方且渗水速度较慢的水坑，可采用人工掏挖，挡土板或钢筒护壁日勺施工措施，挖至

10、设计深度后，立即进行混凝土浇制或吊装预制管桩。对于渗水较快的水坑，采用人工掏挖，挡土板或混凝土护壁的施工措施，同步必须选用合适日勺抽水设备排水，边排水边挖至设计深度。对于渗水量大且坑壁坍塌的大开挖基坑，开挖时必须使用挡土板加以支撑。开挖时先开口挖下0.30.5m,然后在坑壁四面设水平横撑木，将挡板由横撑木及坑壁间插下，边插边打，横撑木间距视土质而定，一般为0.8LOn1。挡板顶端要有防止打裂的措施，若使用钢板挡土板则更好。挖掘过程中是边挖边下挡土板，要注意观测挡板有无变形及断裂危险。若发现异常应及时更换或者在横撑上加水平顶杠，增强挡土板骨架的刚度。保证挖坑深度到达设计规定。2. 4.2桩基坑的

11、开挖本工程桩基础应用于具有强冻胀的低温高含冰量数年冻土区，具有对冻土的热扰动较小的长处。根据本工程的详细地质条件，在冻土环境、地质状况相对很好的状况下采用人工开挖的方式必要时辅以混凝土或钢筒护壁的施工措施。在冻土环境恶劣，人工开挖也许导致冻土不可恢复的扰动的状况下采用钻机开挖干法成孔的施工技术。对于冻土融化基坑内部水量较大的，需要采用排水措施。坑口采用钢板护壁日勺施工方案。2.5 需要采用日勺措施2. 5.1对于预制装配式基础，视地形状况采用吊车吊装就位的方式。3. 5.2对于现浇基础关键是混凝土配合比设计、原材料保温加热、混凝土浇制、养护。4. 5.3对于设计对基础有辅助措施的按设计进行。2

12、.6 施工工器具及机械选择：2. 6.1根据送电线路基础施工的实际状况及本工程的特点，基坑土石方开挖机具见表2-2：2. 6.2基础施工工器具3数年冻土地区基础施工技术措施2.1 高原数年冻土条件下混凝土的特点2.1.1 常年低温、负温，混凝土强度增长慢。2.1.2 四季及昼夜温差较大，混凝土受正、负温影响。同步风速大，刮风时间长，易导致混凝土水分蒸发、失水而导致风蚀破坏。2.1.3 在混凝土硬化初期，若不保温，易导致水化停止，强度停止发展，混凝土表明出现龟裂，甚至更大裂缝。3. 1.4一年四季及昼夜间温度梯度较大，出现正、负温交替变化频繁，因而冻和融交替频繁，易导致混凝土构造的疲劳破坏。3.

13、 2冻土环境对混凝土的特殊规定3. 2.1超塑化。规定在坍落度达20Omm的条件下，保温不泌水不离析，便于施工，易于密实。负温早强性能。规定在单位胶凝材料用量相似的条件下，混凝土在规定温度为-20C的条件下，7d和28d龄期的抗压强度比同期基准混凝土分别提高20%40%和10%-20%o对冻土层的热扰动要小。规定当入模温度在5C左右时，离基坑表面20cm处冻土的最大温升为3,离基坑Im处冻土的最大温升为0.66,离基坑表面2m处的最大温升为0.21C（不考虑环境温度影响原因）。坍落度保持合适。规定当时始坍落度为200210mm时，Ih后混凝土的坍落度规定保持在170180mm0凝结时间合适。规

14、定凝结时间差规定一般在3060min0使用温度范围广。规定可满足本工程沿线不一样季节、不一样使用环境条件的混凝土日勺施工，合用温度范围为-2010。抗风蚀性能。4. 3高原冻土环境下混凝土的施工技术措施原材料拌制混凝土日勺原材料必须符合下列规定：(1)水泥。施工用的水泥优先采用硅酸盐水泥和一般硅酸盐水泥，其性能应符合硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥(GB175-99)时规定。应选择合适低水灰比特性的水泥，有针对性地选择活性高、水化热大的水泥品种，其性能应符合有关原则的规定。进场的每批水泥(100t为一批，局限性100t按一批计)，必须具有厂家出具的质量合格检查汇报，并通过复检合格后方可使用。储存期超

15、过3个月的水泥必须通过复检合格后方可使用。储存期间因受潮结块的水泥不得使用。(2)骨料。骨科的品质除应满足TB102102023的规定外，砂的!含泥量不得超过3%,石子的(含泥量不得超过1%,石子的针片状颗粒总含量不得超过10%。在条件许可的状况下,应优先选用含泥量小、针片状颗粒含量少、压碎指标值小时非碱活性持续级配砂石。(3)拌合水。拌制混凝土用水应满足TB102102023的规定；不得使用品有超量S042-、Mg2+、Cl-日勺水搅拌混凝土。(4)外加剂。根据不一样种类混凝土的物理、力学性能和长期耐久性能日勺规定，基础混凝土所用的外加剂应选用品有如下多重效能的复合高效外加剂：一是高效减水。能保证在混凝土的流动满足施工规定的前提下，最大程度地减少混凝土日勺水灰比和单方拌合用水量，从而提高混凝土的一系列耐久性能，有效减少混凝土的水化热温升。二是早强。可增进水泥的水化反应，提高混凝土初期抵御冰晶冻融应力破坏的能力