第23卷第24期岩石力学与工程学报23(24)：4206～4211 2004年12月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec.，2004
青藏高原多年冻土区不同地温分区下大直径钻孔
灌注桩回冻规律试验研究*
王旭1蒋代军1赵新宇2史昌盛1王长虹1
(1兰州交通大学土木工程学院兰州 730070) (2青藏铁路建设总指挥部格尔木 816000)
摘要为解决青藏铁路修建过程中多年冻土区桥梁钻孔灌注桩浇筑桩身混凝土对冻土层地温的影响，把握后续工
程施工，需要确定钻孔灌注桩灌注后的回冻时间，目的在于为后续工程施工提供可靠的依据，如桥墩(台)的施工、
上部结构的铺架以及对工期的影响等工程实际问题。针对青藏高原多年冻土区钻孔灌注桩回冻问题，从现场实际
地温测试资料出发，通过对青藏高原低温多年冻土区及高温不稳定多年冻土区2个试验场地实测地温资料的对比
分析，初步得出2个不同地温分区下大直径钻孔灌注桩回冻规律：低温多年冻土区天然地温较低，桩身混凝土浇
筑8 d后，桩身首先在地面以下3.5～7.5 m (－0.027℃～－0.32℃)及桩底处出现负温(－0.35℃)；高温不稳定多年
冻土区天然地温较高，桩身混凝土浇筑18 d后，桩身首先在桩底处出现负温(－0.18℃)。所得到的初步结论来源
于现场测试结果，对工程实践能够起到指导作用。
关键词土力学，多年冻土，钻孔灌注桩，回冻规律，地温
分类号TU 473.1+4 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)24-4206-06
AN EXPERIMENTAL STUDY ON REFREEZING CHARACTERISTICS OF LARGE-DIAMETER BORED PILE IN DIFFERENT PERMAFROST AREAS
OF THE QINGHAI—TIBET PLATEAU
Wang Xu1，Jiang Daijun1，Zhao Xinyu2，Shi Changsheng1，Wang Changhong1
(1School of Civil Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070 China)
(2General Department of Qinghai—Tibet Railway Construction，Geermu 816000 China)
Abstract It is necessary to understand the effect of cast-in-place bored bridge piles in the construction of the Qinghai—Tibet railway on variations in ground temperature around the piles and further to determine the time required for refreezing after the construction of piles in order to provide scientific support for the subsequent constructions such as those of pile caps，bridge piers and super structures and for evaluation of the time schedule
of construction. Aiming at the problem of refreezing of cast-in-place bored piles in permafrost regions of the Qinghai—Tibet plateau，comparative analysis are conducted of monitored data on ground temperatures in two experimental sites：one in a low temperature region with annual average ground temperature below －2.0℃，and the other in a high temperature unstable region with annual average ranging from －0.5℃ to －1.0℃. The preliminary characteristics have been obtained of refreezing after installation of large-diameter concrete piles in the two permafrost regions. Negative temperatures first occurred at depths of 3.5～7.5 m below the ground (－0.027℃～
－0.32℃) and at the bottom of pile (－0.35℃) after 8 days since installation of pile in the low temperature region. However，in the high temperature unstable region，negative temperatures (－0.18℃) first occurred at the
2004年2月2日收到初稿，2004年3月24日收到修改稿。
* 青藏铁路建设总指挥部和兰州交通大学青蓝工程资助课题。
作者王旭简介：男，39岁，博士，现任教授，主要从事土工理论及桩基础方面的教学与研究工作。E-mail：wangxu1994@https://www.doczj.com/doc/4813901447.html,。
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bottom of pile after 18days. On the basis of ground temperature data，the authors analyzed the refreezing characteristics in different regions and some conclusions have been obtained which can be utilized as a guidance or as a reference in the construction of pile foundations in permafrost regions.
Key words soil mechanics，permafrost，cast-in-place bored pile，refreezing，ground temperature
1 概述
为解决青藏铁路修建过程中多年冻土区桥梁钻孔灌注桩浇筑桩身混凝土对冻土层地温的影响，把握后续工程的施工，需要确定钻孔灌注桩灌注后的回冻时间。本次桩基试验场地选择在低温多年冻土区(DK984+096，设计地温分区为Tcp-IV区)及高温不稳定多年冻土区(DK1047+000，设计地温分区为Tcp-II区)，以期对钻孔灌注桩回冻规律进行对比研究。
Tcp-IV区试验场地：低温多年冻土区位于青藏高原昆仑山口，海拔4 760 m，天然冻土上限为1.0～2.1 m，年平均地温为－4.0℃～－2.8℃[1]。从地质钻探可知，该试验场地表层为厚2.0 m的砾砂土，以下分别为粉质粘土(12.0 m)、粉土。试桩长度为15.0 m，设计桩径为1.0 m，成孔桩径约1.05 m，并于2002年6月27日灌注完毕。试桩共灌注2罐混凝土，第1罐入模温度为11.0 ℃，第2罐入模温度为10.0℃。
Tcp-II区试验场地：高温不稳定多年冻土区位于青藏高原楚玛尔河高平原，清水河一级阶地，海拔4 530 m，天然冻土上限为2.0～2.5 m，无冻结层上水，年平均地温为－1.0 ℃～－0.5 ℃，属于高温不稳定冻土区。从地质钻探可知，该试验场地存在冰夹层，冰夹层局部厚度可达20 cm。其中，表层为厚度0.5 m的粗砾砂，以下分别为中细砂、粉质粘土、泥灰岩。试桩长度为14.5 m，设计桩径为1.25 m，成孔桩径约1.30 m，并于2002年7月21日灌注完毕。试桩共灌注2罐混凝土，第1罐入模温度为11.5℃，第2罐入模温度为11.9 ℃。试桩桩身混凝土均采用低温早强混凝土。
试桩的施工采用了HC60型R-618旋挖钻机，这种施工方法较之常规泥浆护壁施工方法具有成孔速度快(在非坚硬岩石层中钻进速率可达6～8 m/h)、成孔质量好、孔壁规则、对多年冻土环境扰动小、对保持冻土地基的天然状态有利以及可减小对环境的污染等优点。2 测温元件布置
2个试验场地的工程地质柱状图、试桩测温孔的平面布设位置以及测温元件布设图如图1所示(图中：JZ表示基准测温孔，SB表示试桩桩壁测温孔，SC表示试桩桩侧测温孔，SZ表示试桩桩中心测温孔，×表示测温元件设置点)。为把握钻孔施工及灌注桩身混凝土后对桩周冻土的热扰动，在试桩钢筋笼外侧布设一测温孔，即测温孔与孔壁相切，称为桩壁测温孔；同时在距离孔壁27.5 cm处(需说明的是：设计桩壁测温孔与桩侧测温孔中心距离为30 cm，而桩壁测温孔的测温管与孔壁相切，测温管为φ5 cm)布设桩侧测温孔；在距离试桩20 m处布设基准测温孔。高温不稳定区在试桩中心布设一测温孔，称为桩中心测温孔。测温元件采用热电偶，地温观测所用测试仪器为UJ33-D型电位差计。
3 地温测试及桩-土体系回冻过程分
析[2～10]
多年冻土区钻孔灌注桩承载力的形成与桩周冻土介质的温度密切相关，由于灌注桩在钻孔过程中对冻土的热扰动、混凝土自身的热量及水泥大量的水化热会给冻土输入一定的热量，这些热量在自然回冻过程中传递到桩周多年冻土中，使天然冻土的稳定冻结状态发生变化。尤其是由于灌注混凝土的水化热给稳定的冻土带来了很大的热扰动，造成桩周冻土地温升高，导致桩周冻土在短期内处于融化状态，但在不同的多年冻土区又呈现出不同的特点。因此，研究桩-土体系回冻过程具有重要的工程价值，对认识基桩承载力的形成及后续工程的施工提供可靠的依据。图2为Tcp-IV区试验场地(DK984+096)基准测温孔(JZ)、试桩桩壁测温孔(SB)和桩侧测温孔(SC)地温随深度变化曲线。图3为Tcp-II区试验场地(DK1047+000)基准测温孔(JZ)、试桩桩壁测温孔(SB)、桩侧测温孔(SC)和桩中心测温孔(SZ)地温随深度变化曲线。图4为2个
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(a)DK1047+000 (b)DK984+096
图1 工程地质柱状图、试桩测温孔的平面布设位置以及测温元件布设图
Fig.1 Engineering geologic column and arrangement of hole and cell for temperature monitoring
图2 Tcp-IV区试验场地(DK984+096)基准测温孔(JZ)、试桩桩壁测温孔(SB)和桩侧测温孔(SC)地温随深度变化曲线Fig.2 Ground temperature curves of JZ，SB and SC in Tcp-IV region (DK984+096)
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图3 Tcp-II区试验场地(DK1047+000)基准测温孔(JZ)、试桩桩壁测温孔(SB)、桩侧测温孔(SC)和桩中心测温孔(SZ)地温随深度变化曲线
Fig.3 Ground temperature curves of JZ，SB，SC and SZ in Tcp-II region (DK1047+000)
(a)DK984+096 (b)DK1047+000
图4 2个试验场地试桩桩壁测温孔(SB)在天然冻土上限及桩底断面处地温随时间变化曲线Fig.4 Ground temperature curves of SB at natural permafrost table and pile bottom section in different testing ground
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试验场地试桩桩壁测温孔(SB)在天然冻土上限及桩底断面处地温随时间变化曲线。
关于回冻的概念，目前说法不一，笔者认为回冻是指桩在灌注后桩周土地温升高，随着时间的推移，桩体与桩周土达到新的热平衡，桩周土地温逐渐降低，当桩壁测温孔的地温达到该地区的设计地温分区时，桩周土形成的冻结强度达到设计冻结强度，称为桩-土体系回冻。
由图2可知：试桩桩壁测温孔(SB)桩身混凝土灌注后桩周冻土层的地温急剧升高，试桩在灌注后
3 d桩壁测温孔在冻土上限附近(2.0 m处)地温达到
4.31 ℃，桩底处地温也在升高，达到1.59 ℃，随后沿桩身各点地温逐渐降低。灌注后8 d，首先在地面以下3.5～7.5 m (－0.027 ℃～－0.32 ℃)及桩底处出现负温(－0.35 ℃)。灌注后30 d，试桩桩壁测温孔从地面以下2.0 m(－0.43 ℃)至桩底断面处均出现负温(－1.63 ℃)，即桩身混凝土灌注后经过30 d，桩底断面处的地温还未恢复到设计地温范围；而试桩桩侧测温孔从地面以下1.5 m(－0.49 ℃)至桩底断面处均为负温(－1.91 ℃)。灌注后50 d，试桩桩壁测温孔从地面以下2.0 m(－0.49 ℃)至桩底断面处为负温(－1.85 ℃)，即桩身混凝土灌注后经过50 d，桩-土界面处地温进一步降低；而试桩桩侧测温孔从地面以下2.0 m(－0.65 ℃)至桩底断面处为负温(－2.10 ℃)。在同一深度处试桩桩侧测温孔地温与桩壁测温孔地温存在地温梯度，如灌注后30 d，在天然冻土上限附近(2.0 m)及桩底断面处(1
5.0 m)地温梯度分别为1.93，1.32 ℃/m；灌注后50 d，在天然冻土上限附近(2.0 m)及桩底断面处(15.0 m)地温梯度分别为1.84，1.25 ℃/m，即桩侧测温孔地温比桩壁测温孔地温下降得更快。基准测温孔地温随时间变化幅度不大。2002年6月30日基准测温孔在冻土上限附近(2.0 m处)的地温为－2.82 ℃，桩底断面处地温为－3.21 ℃；灌注后50 d，基准测温孔在冻土上限附近(2.0 m处)地温为－2.98 ℃，桩底断面处地温为－3.43 ℃。从试桩桩壁测温孔地温曲线与基准测温孔地温曲线及该地区的设计地温范围相比较可知，灌注后50 d，试桩尚未回冻。
由图3可知，桩身混凝土灌注后桩周冻土层的地温急剧升高，灌注后3 d，试桩桩壁测温孔在天然冻土上限附近(2.5 m)地温达到6.51 ℃，桩底断面处地温也在升高，达到0.47 ℃。灌注后18 d，首先在桩底断面处出现负温(－0.18 ℃)。灌注后30 d，试桩桩壁测温孔从地面以下8.5 m(－0.10 ℃)至桩底断面处均出现负温(－0.57 ℃)，即桩身混凝土灌注后经过30 d桩底断面的地温恢复到设计地温范围。由于是夏季施工，且冻土的初始地温在距离桩底处较低，距离桩底越近处回冻速度越快。灌注后3 d，试桩桩中心测温孔在天然冻土上限附近(2.5 m处)的地温达到9.1 ℃，桩底断面处地温达到3.8 ℃。灌注后30 d，首先在桩底断面处出现负温(－0.05 ℃)。灌注后60 d，试桩桩壁测温孔冻土上限附近(2.5 m)地温为0.82 ℃，从地面以下4.5 m (－0.026 ℃)至桩底(－0.57 ℃)断面处均出现负温，即桩身混凝土灌注后经过60 d，沿桩身出现负温的范围在扩大；试桩中心孔从地面以下7.0 m(－0.05 ℃)至桩底(－0.27 ℃)断面处均出现负温，即桩身混凝土灌注后经过60 d，试桩中心负温的范围在扩大。灌注后100 d，试桩桩壁测温孔冻土上限附近(2.5 m，－0.03 ℃)至桩底(－0.62 ℃)断面处均为负温。试桩灌注后，在同一深度处桩侧测温孔地温与桩壁测温孔地温存在地温梯度，如灌注后30 d，在天然冻土上限附近(2.5 m)及桩底断面处(14.5 m)地温梯度分别为3.1，2.08 ℃/ m，较高温不稳定冻土区要大；灌注后100 d，在天然冻土上限附近(2.5 m)及桩底断面处(14.5 m)地温梯度分别为0.3，0.34 ℃/m，即桩与桩周土的热交换趋缓。在试桩灌注后3 d(2002年7月24日)，基准测温孔在冻土上限附近(2.5 m处)地温为－0.21 ℃，桩底断面处地温为－1.07 ℃；灌注后100 d，在冻土上限附近(2.5 m处)地温为－0.37 ℃，桩底断面处地温为－1.26 ℃。从试桩桩壁测温孔、桩侧测温孔和桩中心测温孔与基准测温孔地温曲线及该地区的设计地温范围相比较可知，灌注后100 d，试桩尚未回冻。
由图4可知，对于低温多年冻土区，试验场地由于冻土初始地温及入模温度的影响，在桩底断面及天然冻土上限处地温变化率分别为0.33，0.28 ℃/ d。对于高温不稳定多年冻土区，试验场地由于冻土初始地温及入模温度的影响，在桩底断面及天然冻土上限处地温变化率分别为0.122，0.12 ℃/d。对比2个试验场地的地温变化规律，由于低温多年冻土区比高温不稳定多年冻土区冻土初始地温低，可表明基桩在低温多年冻土区比高温不稳定多年冻土区回冻速率快。
桩-土体系回冻，对于多年冻土区灌注桩(当然也包括其他类型桩)是一个重要的问题，同时也是一
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个复杂的问题，它决定着灌注桩承载力的形成及桩-土承载过程中的作用关系，影响基桩承载性态，有关不同地温条件下基桩承载特性将另行撰文予以阐述。
4 结 语
(1) 低温多年冻土区(Tcp-IV 区)，在夏季进行钻孔灌注桩施工混凝土入模温度小于11 ℃的情形下，灌注后30 d ，除地表以下2 m 为正温外，沿桩身其他各点均为负温(－0.43 ℃～－1.26 ℃)；灌注后50 d ，沿桩身各点地温负温均有所降低(－1.0 ℃～
－1.85
℃)。从试桩桩壁测温孔地温曲线与基准测温
孔地温曲线及该地区的设计地温范围相比较可知，灌注后50 d ，试桩尚未回冻。
(2) 高温不稳定多年冻土区(Tcp-II 区)，夏季进行钻孔灌注桩施工，桩身混凝土入模温度为11.5 ℃的情形下，灌注后30 d ，试桩桩壁测温孔在地表以下8.5 m 范围内为正温，8.5 m 至桩底断面处均出现负温(－0.10 ℃～－0.57 ℃)；而试桩桩中心测温孔此时刚好在桩底断面处出现负温(－0.05 ℃)，与基准测温孔地温相比较可知，试桩处于回冻初期；灌注后100 d ，在天然冻土上限(2.5 m)以下试桩桩壁测温孔均为负温。从试桩桩壁测温孔、桩侧测温孔和桩中心测温孔与基准测温孔地温曲线及该地区的设计地温范围相比较可知，灌注后100 d ，试桩尚未回冻。
(3) 对比2个试验场地的地温变化规律可知，基桩回冻在低温多年冻土区桩底断面及天然冻土上
限处地温变化率分别为0.33，0.28 ℃/d ；而在高温
不稳定多年冻土区桩底断面及天然冻土上限处地温变化率分别为0.122，0.12 ℃/d ，即基桩在低温多年冻土区比高温不稳定多年冻土区回冻速率快。
(4) 考虑到夏季施工时冻土初始地温及混凝土入模温度对基桩回冻时间有较大影响，故在不同地温分区下夏季施工时，必须控制混凝土入模温度，以有利于基桩的回冻。
参 考 文 献
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更正启示：
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(1)《岩石力学与工程学报》2004年23卷17期第2849页中式(24a)～(24c)印刷错误，应更改为
S K S z S S ~d )~(1π21)(*
~
F ΠΦΠu ∫∫?=
ρ
， (24a) S K S z S S
z ~d )~(π21)(*
~
F ΠΨΠT ∫∫?=， (24b) ∫∫?=S
p p S K S z S ~
*
~d )~(π21)(F ΠΦΠΓ， (24c) 式中：?∞＜S ＜∞，0≤z ＜∞。
(2)《岩石力学与工程学报》2004年23卷20期第3508页结论倒数第二行“数十万元”应更改为“数千万元”。
(3)《岩石力学与工程学报》2004年23卷20期第3519页图1印刷错误，应更改为
图1 桩身剖面及构造祥图 Fig.1 Pile profile and structure details
水中大直径钻孔灌注桩施工方案（一）、施工万案 〈一〉对于风力在六级以下、浪高在1m以下、水深在10m以内的江河及浅海水中的大直径钻孔桩，拟采用C70钻机在利用中一60浮箱组成一定长度和宽度的刚性浮体上，在其上进行钻孔作业。浮动平台在锚机的牵引下定位，设置竖直定位桩，这时的浮动平台只能随水位的升降而上下浮动，其平面位置受到定位 桩的控制而保持不变。 〈二〉砼采用自动计量拌合站拌和，砼输送泵输送，导管法灌注水下砼 （二）、施工工艺及施工方法 〈一〉工艺流程
〈二〉施工方法 1、施工准备 （1）修建施工便道、施工用临时码头及上料栈桥等大型临时设施。 （2）利用舟桥器材拼组浮动平台、浮吊、运输船、砂石料船、拌合船及临时码头动臂吊机，在拌合船上安装拌合机，搭设拌合台，加工定位钢桩及定位桩框架等。 （3）搭设海上桥轴线测量平台，测设两纵向桩轴线的中心线。 （4）组装C70 钻机，进行试车检查机械状况并润滑保养，使钻机处于良好的工作状态。 （5）浮动平台横向紧靠临时码头边沿，用锚机固定，用公路梁搭设上船滑道，在高潮位期间，C70钻机吊着摆管装置沿着滑道慢速开上浮动平台的纵向公路梁；加固浮动平台，利用C70 钻机将护筒、冲锤、抓斗等施工机具吊上平台，在浮动平台上备一台90kw发电机作为锚机、振动锤、拌合机的动力设备。 （6）浮动平台就位在水上用有标志的竹杆标出即将施工的桥墩的中心位置，以桥墩为中心，在 桥墩纵横轴线角平分线的四个方向，距桥墩中心150m处抛出四个混凝土锚，抛锚工作由机动舟配合浮吊来完成。 用机动舟浮动平台顶推到即将施工的桥墩中心位置，并将浮动平台上锚机的缆绳系在四个锚的浮标上。这样每根锚绳控制着浮动平台的两个方向，任两个相邻的锚绳控制着浮动平台的前后、左右位置，两对角锚绳控制着浮动平台的旋转，从而完成浮动平台的就位。 （7）浮动平台定位 a 用花杆在浮动平台上示出两预留桩位空档轴线的垂直平分线，将测距仪的反光镜安置在两预留桩位空档轴线的中心点上，将经纬仪和光电测距仪置镜在位于桥轴线的测量平台上。 b 在测量控制点上测量人员的统一指挥下，用经纬仪通过花杆控制浮动工作平台的方向，测距仪通过反光镜控制浮动工作平台的距离。 c 将控制点得到的信息反馈到浮动平台上的指挥人员，由指挥人员同时指挥各锚机操作手，操纵浮动平台上的四个锚机，反复松卷锚绳，调整浮动平台的位置，使浮动平台两预留桩位空档位于设计桩位上，其误差由预留空档的大小决定。 d 浮动平台定位后，由C70 钻机将四根定位桩吊起插入浮动平台的定位框架 内，并用C70钻机的起重臂调好定位桩的垂直度。 e 利用定位桩自重，将定位桩插入地层一定深度，而后使用振动锤，将定位桩打入地层至预定深度。
浅谈高寒地区多年冻土路基工程施工 浅谈高寒地区多年冻土路基工程施工 【内容提要】分析高寒地区冻土路基的特点，针对施工过程中可能出现的冻胀、融沉等不良地质现象做出分析，并对施工工艺进行了简要的阐述。 【关键词】高寒冻土路基施工 1.冻土路基工程 冻土是一种温度低于0℃的土岩，是一种对温度敏感且性质不稳定的土体。冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征，正由于这些特征，在冻土区修筑路基时就必须面临两大危险：冻胀和融沉。 古洛铁路古莲至月牙湖段工程位于大兴安岭地区境内，其区域是我国多年冻土分布的主要地区之一，工程路基主要以冻土低路堤、冻土路堤、冻土路堑、冻土沼泽地段路基为主，其占线路总长度的85.5%，所以如何控制好路基的施工成了保证此段路基工程质量的关键。 2.高寒地区多年冻土路基工程施工 2.1施工方法及温度测定 根据设计要求路基施工采取破坏冻土原则，既将路基地表浅层黏性土层、粉砂层及局部地段的饱冰、含土冰层砾砂层采用挖除换填弱冻胀性土的施工方法。既采取破坏冻土的原则，就需在路基施工前，测定地表的气温，确定气温是否适合施工，对于此类多年冻土路基，测定温度是不可缺少的重要内容。 2.2 地表的清理与换填 在路基施工范围内，对有树根的表土必须挖除，对含有地表水、淤泥、杂草、腐植土等路基的地基应清理干净，使用推土机将其推平。本工程设计要求冻土路基及路堑换填处理需气温在0℃左右施工，根据气温测定显示夜间气温在0℃左右，符合设计要求，但考虑到冻土的特殊性，在施工过程中尽量采用分段开挖分段封闭的原则，一般在施工前将换填料运到开挖段旁，开挖20～25m左右立即进行回填，尽量减少多年冻土在外裸露的时间，保证其不产生融沉等地质问题，最
施工组织设计/方案报审表 工程名称：星辉路新建工程编号：A3.1 1 —
江苏省建设厅监制
星辉路（高鼎路-瓦浦路）新建工程 钻 孔 灌 注 桩 基 础 专 项 施 工 方 案 编制人： 审核人： 江苏宏鑫路桥工程建设有限公司 星辉路新建工程项目部 二○一二年七月
钻孔灌注桩基础专项施工方案 一、工程概况 星辉路新建工程位于昆山市开发区，洪湖路以南，全长1.86km，其中桥梁三座：3#桥三跨简支梁桥8m+10m+8m 装配式空心板梁，5#桥三跨简支梁桥8m+8m+8m 装配式空心板梁，6#桥三跨简支梁桥8m+8m+8m 装配式空心板梁。 三座桥桥台轻型桥台，桥墩采用排架式，每座桥全桥整一幅，桩基采用100cm钻坑灌注桩，单排布置，灌注桩砼均采用昆山市盛达飞建筑材料有限公司的产品。根据实际土质情况及工期要求，我部制定以下钻孔灌注桩基础专项施工方案。 二、钻孔灌注桩主要施工方案 1、施工工艺流程
2、施工时间安排，进度计划 3、施工准备 ①人员准备 每台磨盘钻机每班配备5人，其分工请参见下表： 每台磨盘钻机施工人员分工表 ②机械设备
根据本工程进度计划，本工程拟投入GPS150型工程钻机2台，负责所有桥桩基础的施工。为确保施工顺利进行，拟安排120KW发电机1台，作应急用电。 本工程拟投入的主要桩基施工机械有：GPS150型钻机2台套，1M3液压反铲挖机1台，25t吊机1台，120KW发电机1台，500A 电焊机3台，挖泥船2艘，20CM*30CM*6M枋木30根。 ③材物料准备 本工程灌注的砼采用昆山市建国商品砼。施工前由项目部将其营业执照，企业资质等报验给监理单位，同意后允许其进场施工。 4、桩基编号见下图 详见附表 5、钻孔灌注桩施工步骤 （1）场地平整 围堰填筑成形抽干水后，用1M3挖机将基坑内淤泥清除后将桩基工作面开挖、回填、平整。平整压实后的场地标高控制在▽-0.3M左右。 （2）测量放样 根据设计图纸及业主提供的轴线坐标，临时水准点，由本工程的测量工程师将各桩位中心点坐标点测放至施工现场。每只桩四周设辅助定位桩四只，以便给桩基钢筋笼精确定位。测量放样成果经监理复核后使用。 本工程的测量仪器有：全站仪1台，水准仪2台，50米卷尺1
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国内外冻土现状及改善方法 国内外冻土现状及改善方法冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。 一般可分为短时冻土（数小时/数日以至半月） /季节冻土（半月至数月）以及多年冻土（又称永久冻土，指的是持续三年或三年以上的冻结不融的土层）。 地球上多年冻土/季节冻土和短时冻土区的面积约占陆地面积的 50%，其中，多年冻土面积占陆地面积的 25%。 冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰。 因此，冻土具有流变性，其长期强度远低于瞬时强度特征。 正由于这些特征，在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险： 冻胀和融沉。 随着气候变暖，冻土在不断退化。 基本介绍冻土分布于高纬地带和高山垂直带上部，其中冰沼土广泛分布于北极圈以北的北冰洋沿岸地区，包括欧亚大陆和北美大陆的极北部分和北冰洋的许多岛屿，在这些地区的冰沼土东西延展呈带状分布，在南美洲无冰盖处亦有一些分布。 据估计，冰沼土的总面积约 590 万平方公里，占陆地总面积的 5.5%。 在前苏联境内，各种冰沼土的总面积为 1 688000 平方公里， 1 / 9
占前苏联国土面积的 7.6%，占世界冰沼土面积的 28.6%。 由于人类活动大多集中在温暖地区或低海拔平原地带，所以对于冻土的认识不是很多，但是随着人类活动空间的扩大以及对资源需求的增多，人类逐渐将目光投向了太空、海洋和寒冷的极区。 如近四、五十年来，美国、英国、加拿大等国为解决能源危机，加紧开发北极和北极近海的石油和天然气。 但是包括多年冻土在内的寒区有着自己独特的环境特性，它是一个很脆弱的环境体系，一旦遭到破坏就无法挽回。 恩格斯说过，我们不要过分陶醉在我们对自然的胜利。 对每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。 对自然的开发必须以了解、服从自然发展规律为前提，只有这样我们才能给生活在寒区的人们和子孙后代留下一个没有伤疤的地球！中国冻土分布分布中国多年冻土又可分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土，前者分布在东北地区，后者分布在西部高山高原及东部一些较高山地（如大兴安岭南端的黄岗梁山地、长白山、五台山、太白山）。 ①东北冻土区为欧亚大陆冻土区的南部地带，冻土分布具有明显的纬度地带性规律，自北而南，分布的面积减少。 本区有宽阔的岛状冻土区（南北宽 200～400 公里），其热状态很不稳定，对外界环境因素改变极为敏感。 东北冻土区的自然地理南界变化在北纬4636’～4924’，是以年均温0℃等值线为轴线摆动于0℃和1℃等值线之间的一条线。
大直径钻孔桩 早期的定义中是将直径大于0.8m的桩叫大直径桩，但随着桩基的发展，大直径桩的定义也有所发展，目前有将直径大于2m的桩叫大直径桩的，也有将直径大于2.5m的桩叫大直径桩的。 灌注桩按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。 钻孔灌注 指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁三种方法。 （1）泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼和钢导管→第二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。 （2）干作业成孔灌注桩施工工艺流程：测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇筑混凝土。 沉管灌注 指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼），边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。
沉管灌注桩成桩过程为：桩机就位→锤击（振动）沉管→上料→边锤击（振动）边拔管，并继续浇筑混凝土→下钢筋笼、继续浇筑混凝土及拔管→成桩。 人工挖孔 指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。
大直径钻孔灌注桩施工工法 自1966年我国洛阳生产出第一台旋转钻机，大直径钻孔灌注桩就在我国许多特大桥梁桩基中得到了广泛的应用。而随着经济建设的不断发展，大跨径桥梁建设和城市大型重点工程逐渐增多，为大直径钻孔灌注桩桩基的采用提供了更广阔的市场。 一、工法内容 1.工艺特点 1.1.大直径钻孔桩根据桩径、桩长、地质条件、水文情况等诸多因素来选择钻机 的型号、扭矩及钻具的各项参数。一般在地层强度较高、钻孔深度较深地质情况较复杂则选用较大型号钻机，另其反。 1.2.在陆地上施工时，其泥浆循环可在陆地开挖泥浆沟和泥浆池，护筒的埋设只 受表层不稳定土层影响。而在在水上施工时，需搭设平台。护筒的埋设较深，既要保重平台的稳定又要保证钻孔壁的安全。 1.3.成孔过程泥浆的循环方法可分正循环和反循环泵，而反循环又可分泵吸反循 环和气举反循环两种。 1.4.大直径钻孔桩泥浆的作用主要为：①保护壁，②悬浮钻渣③冷却钻具；大口 径成孔对泥浆质量要求很高，一般检测指标有：①相对密度，②粘度，③含砂率，
④胶体率等。 1.5.在江上或海上作业时，材料供应和正常施工不可避免的要受到潮汐、风浪、 季节性的影响，另由于平台的局限性需在平台配制专门的泥浆箱或利用护筒的连接作为泥浆池或泥浆循环管。 2.适用范围 2.1.本工法适用范围：孔径≥2000mm，孔深150m以内的孔径、垂直度要求较 高，水上（陆地）竖向承重桩的施工。 2.2.适用地层：粘土层、砂层、砾石层、卵石层、岩层等地层。 3.工艺原理 结合工程及地质条件，利用大扭矩钻机进行大直径成孔，下放钢筋笼、导管法水下混凝土灌注，从而实现成桩达到竖向承重的目的。 4.施工工艺 4.1.施工顺序 在施工前，先对钻孔中心进行校对然后钻机就位成孔。成孔中钢筋笼进行制备，成孔验收后下笼、下导管进行二次清孔验收，最后进行灌注成桩。 4.2.工艺流程
高寒地区的路基冻害处置方法简述 摘要：文章通过对高寒地区地理形成和特点进行分析，并结合的工程实际，针对施工中可能出现的冻胀、翻浆等病害，按照施工规范结合实际情况从施工的角度提出保证路基稳定的简单实际可行的处治方法。 关键词：高寒地区；路基施工；处置方法 1 高寒地带的分布成因及对路桥的危害 1.1 从字面上，结合经纬度理解就不难理解什么是高寒地区。所谓的高寒地区他们有一个共同的特点：海拔、高纬度都较高，而且常年处于低温、冻土常年不化的地区；在我国高纬度的黑龙江、甘肃、内蒙古等省北部地区以及高海拔的青藏高原地区都是我国高寒地区主要分布区。 1.2 在这种地带修筑路桥的危害。在高寒和多年冻土地区，由于季节交替变化使得冻土融冻层的反复冻融，冻土或多年冻土层的消长变化，导致各种不良工程地质现象频繁发生。如果在该地区进行破土开挖施工，就会打破原有地质平衡状态，使得原有土层的天然状态也遭到破坏，尤其是热力学平衡在多年冻土地区带来的影响，这些都会对所修建的建筑物和路基带来潜在威胁和破坏，尤其是在一些高山地区修建路基截断地下含水层，在严寒的气候条件下，地下水边渗
边冻，蔓延到整个道路上，这种现象就是我们常说的涎流冰现象。造成路基的冻胀、翻浆、边坡塌方，如果涎流冰发生在路面上，会使通行车辆翻车，造成车毁人亡和经济损失，而危及行车安全，严重时中断交通。 目前，我国公路建设中在高寒地区所修建的道路路基主的要形式以路堤、路堑和沼泽湿地为主，切且分布不均，范围广，所以如何控制好高寒地区的路基施工质量，直接影响着道路和桥梁的使用寿命，也是保证交通工程质量的关键。 2 高寒地区路基施工处治方法 2.1 冻土区。冻土是一种对温度极为敏感的土体介质， 在我国冻土分布范围广泛，由于冻土的周期性变化往往会导致道路的沉陷、翻浆、变形、滑坡、破坏等病害。因此在多年冻土地区修建公路、铁路，有一系列的特殊工程地质问题，所以在冻土区筑路必须考虑的工程地质问题，也是当前路基施工的一个热点问题。 2.1.1 保证路基的填筑高度。通过多年在冻土上修筑路 堤工程实践中，通过抬?高路基的填筑厚度是一种经济可行 的措施之一。 只要满足最小高度（采取保护多年冻土原则设计路堤时，能使基底人为上限维持在原天然上限位置的最小高度），就 能减小路面对热量的吸收带来的热量。增大了冻土与周围大气之间的热阻，防止大气热阻力侵入路基内部，从而减少冻
Assessing the permafrost temperature and thickness conditions favorable for the occurrence of gas hydrate in the Qinghai–Tibet Plateau Wu Qingbai *,Jiang Guanli,Zhang Peng State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering,Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China a r t i c l e i n f o Article history: Received 28March 2009Accepted 30October 2009 Available online 16December 2009Keywords: Qinghai–Xizang Plateau Permafrost Natural gas hydrate Geothermal gradients a b s t r a c t Permafrost accounts for about 52%of the total area of the Qinghai–Tibet Plateau,and the permafrost area is about 140?104km 2.The mean annual ground temperature of permafrost ranges from à0.1to à5°C,and lower than à5°C at extreme high-mountains.Permafrost thickness ranges from 10to 139.4m by borehole data,and more than 200m by geothermal gradients.The permafrost geothermal gradient ranges from 1.1°C/100m to 8.0°C/100m with an average of 2.9°C/100m,and the geothermal gradient of the soil beneath permafrost is about 2.8–8.5°C/100m with an average of 6.0°C/100m in the Qinghai–Tibet Plateau. For a minimum of permafrost geothermal gradients of 1.1°C/100m,the areas of the potential occur-rence of methane hydrate (sI)is approximately estimated to be about 27.5%of the total area of perma-frost regions in the Qinghai–Tibet Plateau.For an average of permafrost geothermal gradients of 2.9°C/100m,the areas of the potential occurrence of methane hydrate (sI)is approximately estimated about 14%of the total area of permafrost regions in the Qinghai–Tibet Plateau.For the sII hydrate,the areas of the potential occurrence of sII hydrate are more than that of sI methane hydrate. ó2009Elsevier Ltd.All rights reserved. 1.Introduction Gas hydrates are ice-like crystalline solids composed of water and gas in which water molecules trap gas molecules in a cage-like structure known as a clathrate,which can be formed when gas and water mixtures are subjected to high pressure or low temperature conditions [15].Gas hydrates widespread in permafrost regions and beneath the sea in sediments of outer continental margins.Although estimates of its occurrence vary widely,the carbon re-serves of gas hydrate in the world may reach 2?1016m 3,twice of explored conventional sources of energy [10].Gas hydrates are a new kind of potential and clean energy resource.And gas hy-drates,especially methane hydrate,may easily to dissociate with variations of temperature and pressure.And the dissociation of hy-drates may play a great role in climate change due to their strong greenhouse effect [12–14]. Now,the direct con?rmation of gas hydrates was obtained in permafrost regions in northern hemisphere,for example,in the North Slope of Alaska,the Mackenzie Delta–Beaufort Sea area,Can-ada,and the west Siberian basin,Russia [4].All available data show that the methane-hydrate stability zone locates generally 300–600m beneath the permafrost.The sample of intra-perma-frost gas hydrates was obtained in the Mackenzie Delta,Northwest Territories,Canada [5].Although the sample of the intra-perma-frost gas hydrate cannot be obtained in west Siberian,amounts of evidences collected on gas release indicated that the intra-per-mafrost gas hydrates may exist [20].Gas hydrates in permafrost re-gions are nearly related to permafrost conditions [2,3,6,7].Two primary factors affecting the distribution of the gas hydrates stabil-ity zone:the geothermal gradient and the gas composition deter-mine the temperature and pressure conditions for the gas hydrate formation and its accumulations,and some other factors,such as the pore-?uid salinity and the pore-pressure,have a little effect,too [4]. The potential occurrence of gas hydrates in permafrost regions in the Qinghai–Tibet Plateau has a signi?cant impact to the utilization of new energy resource,the climate change and the environment.Amounts of conductive works were developed to study the potential occurrence of gas hydrates in permafrost regions [1,9,18,19,22,25].It is generally believed that geological conditions are conducive to gas hydrates formation.Gas hydrate,containing H 2S,C 2H 6and C 3H 8and CH 4may exist beneath permafrost in the Qinghai–Xizang Plateau [9,19,22].Chen et al.[1]estimated the amount of gas hydrates in per-mafrost regions of the Qinghai–Tibet Plateau according to the natu-ral gas component in Xingjiang and Caidamu areas and permafrost conditions,ranged from about 1.2?1011–2.4?1014m 3. Permafrost conditions are critical to the potential occurrence of gas hydrates in the Qinghai–Tibet Plateau,especially permafrost thickness and temperature.In this work,permafrost conditions, 0196-8904/$-see front matter ó2009Elsevier Ltd.All rights reserved.doi:10.1016/j.enconman.2009.10.035 *Corresponding author. E-mail address:qbwu@https://www.doczj.com/doc/4813901447.html, (W.Qingbai). Energy Conversion and Management 51(2010) 783–787 Contents lists available at ScienceDirect Energy Conversion and Management j ou r na l h om e pa ge :w w w.e lse vi e r.c om /lo c at e /en c on m an
超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法 一、前言 钻孔灌注桩是桥梁建设上常用的一种深基础形式。近年来我国桥梁事业发展迅速，新建桥梁的跨径越来越大、结构越来越复杂，钻孔灌注桩的长度也就越来越长、直径也就越来越大。 中港第二航务工程局承建的苏通大桥C1标主4号墩由131根钻孔灌注桩组成，桩长均为120m，桩径2.5～2.85m，为目前世界上最大的桥梁群桩基础。为了促进该施工方法在我国类似桥梁工程项目中推广使用，根据苏通大桥施工经验与实践，特编制该工法。该工法内容主要包括钻孔平台搭设、钻孔桩成孔工艺（钻机选型、泥浆的选用配置、成孔参数的选择）以及成桩工艺（水下砼的配制及浇注工艺），其中钻孔平台搭设工艺曾获2004年武汉市职工创新一等奖。 二、工法特点 1、采用结构护筒直接作为钻孔平台的承重结构。 2、采用了振动锤以及移动式导向架打设钢护筒。 3、钻孔处多为粉沙、细沙、中粗沙及沙砾层等易坍孔地层，施工选用了大功率钻机成孔、优质PHP护壁泥浆。 4、钢筋笼采用镦粗直螺纹接头，并于后场同槽预制，
采用大型浮吊大节段吊装。 5、桩基采用桩底后压浆技术。 三、使用范围 适用于采用钻孔灌注桩（地质以砂层为主）为基础的特大桥桩基施工。 四、工艺原理 钻孔桩施工工法主要分两部分：其一主要说明钻孔平台的搭设工法，其二介绍钻孔灌注桩的成孔、成桩以及桩底后压浆工艺。 五、施工工艺 （一）、工艺流程 1、传统钢管桩施工平台搭设工艺流程 图5.1 传统钢管桩施工平台搭设工艺流程
2、采用钢护筒作为承重结构的钻孔平台搭设工艺流程 图5.2 采用钢护筒作为承重结构的钻孔平台搭设工艺流程3、钻孔灌注桩施工工艺流程
灌注桩 一、泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺 泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。 泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程如下： 钻孔灌注桩的施工顺序为：初步放样→筑岛→恢复定线→护筒埋设→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇注→破桩头→成桩检测。 (1)测定桩位。 (2)埋设护筒。护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒用4—8mm厚钢板制成，内径比钻头直径大100—200 mm，顶面高出地面0．4～0.6 m，上部开1一2个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1 m，在砂土中不宜小于1．5 m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1 m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0．8～1．0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50 mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。 (3)泥浆制备。泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、
冷却钻头等，其中以护壁为主。 泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在1．1～1．3g／cm3；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在1．1—1．3 g／cm3；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1．3～1．5 g／cm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度18～22s、含砂率不大于8％、胶体率不小于90％，为了提高泥浆质量可加入外掺料，如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。 (4)成孔方法 ①回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。 正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，经沉淀处理返回循环池（图2-19）。正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15％、粒径小于
钻孔灌注桩工程质量控制要点 1.施工准备 （1）施工范围内的场地应平整，必须处理高空和地下障碍物，周围应保持排水畅通。 沉桩机械所处场地应有足够的承载力，以保证桩架竖直。 （2）定桩基轴线和桩位标志，应从基线开始，量测基线必须与控制平面位置的基线网相联系。 2.明挖地基 （1）基坑开挖不得扰动基底土。如发生超挖，严禁用土回填。 （2）填土经碾压、夯实后不得有翻浆、“弹簧”现场。 （3）填土中不得含有淤泥腐殖土，有机物质不得超过5%。 3.钻孔灌注桩 （1）施工准备 ①钻孔灌注桩施工前，必须试钻孔。数量不少于两个，以便核对地质资料，检验 所选机具设备、施工工艺及技术要求是否适宜。如测得的孔径、垂直度、孔壁稳定和回淤等现场实测指标不符合设计要求时，应拟定补救技术措施或重新考虑施工工艺。 ②护筒顶端高程必须满足孔内水位设置高度的要求。护筒中心应对准测量标定的 桩位中心，应拟定补救技术措施或重新考虑施工工艺。 （2）成孔 ①钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，在钻进过程中不应产生位移和沉陷。回 转钻机顶部的起吊钢索、转盘中心和护筒中心应在同一垂直线上，其偏差不得大于2cm。 ②钻孔灌注桩的钻头直径应等于桩的设计直径。成孔直径必须达到设计桩径，成 孔用钻头应有保径装置。 ③反循环回转钻机适用于粘性土、砂性土、砂夹卵石层中钻进，但卵石粒径不得 超过钻杆内径的2/3，含量不大于30%；钻孔过程中，必须连续不断地补充水量或泥浆，使护筒内水位稳定维持应有的高度。 ④成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻。因故停钻时，应将钻头提离孔 底。孔内应保持规定的水位，并应采取有效措施，尽快复钻。 ⑤严禁施工人员进入没有防护措施的成孔中处理故障。 ⑥成孔质量检验除需在施工前按规定进行两个试成孔外，尚应在工程桩中均匀随 机抽查成孔径，抽查数量不得少于总数的10%。
浅析青藏铁路建设和冻土技术问题 [摘要]：本文主要分析了青藏铁路建设的冻土问题，青藏铁路建设三大技术难题的核心就是冻土问题. 我国多年对冻土的研究为青藏铁路建设打下坚实的技术基础, 但是大规模的铁路建设实践给施工建设提出了大量深层次的冻土技术问题. 以青藏铁路建设为背景, 结合冻土区科研、设计、施工和建设管理工作的实践, 对青藏铁路建设的冻土技术问题进行了分析,对高原多年冻土区的建设具有一定的参考价值. [关键词]: 青藏铁路; 多年冻土; 技术措施; 建设管理 1. 引言 冻土是一种对温度极为敏感的土体介质。冬季，冻土在负温状态下就像冰块，随温度的降低体积发生剧烈膨胀，顶推上层的路基、路面。而在夏季，冻土随着温度升高而融化，体积缩小后使路基发生沉降，这种周期性变化往往很容易导致路基和路面塌陷、下沉、变形、破裂。青藏铁路的多年冻土, 分布在铁路通过地区延长近550 km 的范围内. 冻土问题, 实质上是冻土区筑路技术问题, 是青藏铁路建设的三大技术难题( 高原、冻土、生态环境保护) 的核心问题. 修建在多年冻土上面的铁路工程, 受多年冻土季节融化层的热学状态和力学性质周而复始变化的影响, 导致铁路建筑物发生冻胀融沉变形. 由于自然环境条件和冻土环境条件变化以及修建铁路的工程活动影响, 导致原来多年冻土季节融化层发生一系列复杂变化, 使这种冻胀融沉变形变得复杂化,因而使工程建筑物( 路基、桥梁涵洞基础) 的冻胀和融沉变形问题成为冻土区修建铁路的面临的主要技术难题. 我们所说的青藏铁路冻土区修建铁路的主要技术问题就在于此. 2. 青藏铁路冻土区工程建设的技术基础 20 世纪60 年代以来, 以中国科学院兰州冰川冻土研究所( 现中国科学院寒区旱区环境与工程研究所) 、铁道部高原研究所( 现中铁西北科学研究院) 和铁第一勘察设计院为主力的青藏高原冻土研究工作, 在野外地质调查工作基础
中江高速西江特大桥型.7m钻孔灌注桩施工工艺 沈怿宁廖雄滨 （广东冠粤路桥有限公司广州510000 ） 摘要：钻孔灌注桩中优质泥浆应用及西江特大桥工程中的实际应用。 关键词：钻孔灌注桩；泥浆；成孔；灌注； 1工程地质概况 西江特大桥主桥为70m+4 X120m+70m 预应力砼刚构一连续组合结构，全长620m，有 5个主墩，2个过渡墩，其中主墩桩基为① 2.5m~①2.7m的变截面桩，每墩8根，桩长都在60m~70m 之间，过渡墩桩基为①1.6m等截面桩，桩长也在50m~60m 之间，全桥桩基均为钻孔灌注桩。主桥桩基所处地层从上至下为：1 、淤泥质粉砂，饱和、流塑状，层厚在7~12m； 2、淤泥质亚粘土，饱和、流塑状，层厚在20~25m ；3 、卵石层，颗粒均匀性较差，粒径 2~7cm ，不稳定；4、强风化泥岩半岩半土状，稍硬，层厚10cm 左右；5、弱风化泥岩，岩质软，岩石裂隙发育，岩石天然单轴极限抗压强度2.3~11Mpa ，层厚3~10m ；6、微风化泥岩，质软，岩石天然单轴极限抗压强度3.5~44.4Mpa 。 2 泥浆循环系统 泥浆是由水、粘土、化学处理剂以及其他一定物质组成。泥浆是钻孔必不可少的，泥浆质量的好坏直接影响到成孔质量。主桥钻孔全部采用优质泥浆。 2.1优质泥浆组成及作用机理。 2.1.1泥浆配制 根据本桥特点在工地试验室进行泥浆试配，最终采用配合比是： 泥浆：1m3 水：1000kg 粘土：420kg 膨润土：60kg CMC : 1.5kg NaOH ：
1.5kg 优质泥浆的特点是：降低失水，稀释，悬浮钻碴；泥皮薄，护壁稳定。 2.1.2 作用机理 优质泥浆中不同成分分别起着不同的作用。 （1）粘土中的细颗粒具有带电、吸附、水化膨胀分散以及絮凝等性能。 （2）膨润土具有相对密度低含砂量少，泥皮薄，稳定、固壁能力高，阻力小和造浆能力大。 （3）CMC （羧甲基纤维素），可增加泥浆粘性，使土层表面形线薄膜防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。 （4）NaOH 的主要作用是增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量。 2.2泥浆指标 由于受场地限制没有设置太大的泥浆处理器，河水平均深度24m 左右，护筒的长度基本都有35m ，利用护筒造浆，首先将护筒内土层用钻机清除，距护筒底还有1~2m 时，停止钻进并开始造浆，根据配合比向内投入足够数量的造浆材料。当泥浆指标达到下列数值时才能继续钻进。 泥浆性能指标表1 相对密度粘度（pa ?）含砂率（％）失水率（ml/30mi n ）1.2~1.2519~22 <4 <20 泥皮厚（mm/30min ）酸碱度（PH）胶体率（％）< 38~11边5 2.2.1 循环系统 从孔底压出的泥浆进到一个直径2.5m ，高1.5m 的过滤器，在过滤器上部有一0.5mm 的筛网，首先将泥浆中的粗砂以上的钻碴直接分离出来，泥浆在过滤器中沉淀部分钻碴，然后直接回到孔中，过滤器下部有一出口，定时将钻碴排出，由于整个循环系统较短而且过滤器的体积也不大，对泥浆中的粉砂不能及时清出，对于这个问题我们采用主动清理的办法，在过滤器中再放入一个泥浆泵，将容器中不能及时沉淀粉砂的泥浆抽出，并通过一个泥浆旋流
青藏高原东北部15万年来的 多年冻土演化① 潘保田 陈发虎 (兰州大学地理科学系,730000) 摘 要 青藏高原东北部最近15万年中至少存在4次多年冻土强烈扩展时期。第一次发生在140ka BP 的倒数第二次冰期,各地广泛发育冰楔;第二次发生在末次冰期早期(80～53ka BP ),若尔盖盆地发育融冻扰曲;第三次发生在27～23ka BP ,高原东北缘出现冰楔;第四次发生在21～10ka BP ,巴颜喀拉山以南地区和若尔盖盆地发育冰楔,黄河源、共和及青海湖周围出现原生砂楔。不考虑构造上升,上述冻土扩展时期多年冻土带下界高度较现代低1700～1800m 。 关键词 冻土演化 冰楔假型 原生砂楔 青藏高原东北部 多年冻土地区是人类生存和生产的重要场所,探讨多年冻土的形成演化和演变趋势是合理利用多年冻土地区自然资源的基础。作为冰冻圈的一个重要组成部分,多年冻土在全球气候系统中具有极为重要的地位,同时对全球气候变化的反映也十分敏感。因此探讨多年冻土的演化历史及通过古多年冻土现象恢复过去全球气候变化的过程,一直是冻土学重要的研究领域。青藏高原东北部是我国西部高山高原多年冻土带的一部分,随着冰期、间冰期旋回的气候波动和青藏高原的隆起,这里的多年冻土经历了复杂的演变过程。自80年代初以来,张维信等(1981)、徐叔鹰等(1984,1990)、潘保田等(1989,1992)、王绍令(1989)从不同角度不同时段探讨了这一地区冻土的发展过程。最近几年我们又发现了一些新的资料,以下主要讨论该地区最近15万年以来的多年冻土演化。 1 古多年冻土遗迹 1.1 倒数第二次冰期多年冻土遗迹 倒数第二次冰期的多年冻土遗迹主要是冰楔假型(Ice -wedge Casts )和融冻扰曲,在青藏高原各主要盆地和山地中均可见到(图1),其最南在玛多县花石峡,最北是青海湖东北侧的日月山,最低海拔是共和盆地的河卡,海拔3300m 左右。在盆地中冰楔假型主要发育在山麓洪积台地的砂砾石层或基岩风化壳中,在山地上则多发育在冰碛物、 第19卷 第2期 1997年冰 川 冻 土JOURNAL OF G LACIOLO GY AND GEOCR Y OLO GY Vol 119 No 121997 ①本文于1996年4月11日收到;属国家自然科学基金(49471012)资助项目成果之一。
⒊钻孔灌注桩基础 1）施工方法 钻孔灌注桩采用回旋钻机成孔，根据不同孔径分别采用不同直径的钻头。利用导管法灌注水下混凝土。为防止坍孔，施工中严格控制井口护筒埋设、泥浆比重和孔内水头，清孔后迅速灌注水下混凝土。 本标段共配备4台KP2000型回旋钻机，完成全标段的钻孔工作。 2）施工工艺 钻孔桩施工工艺见“钻孔桩施工工艺流程图”。 ⑴施工准备 ①场地平整：场地平坦时，用推土机平整场地，清除现场杂物，硬化场地。 ②桩位测量：在平整好的场地上测定桩位，用方木桩准确标识各桩的中心位置及高程。 ③埋设护筒：护筒采用钢护筒，用6mm厚钢板卷制。护筒内径大于钻头直径25cm，护筒长度视地质情况而定（一般为2-6m）。安装时护筒顶应高出水位2m （使护筒内水头产生20kPa以上静水压力）且高出地面30cm。 ④钻孔泥浆：钻孔泥浆：在开钻前，应选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，利用冲击造浆。钻孔中泥浆比重一般地层1.1-1.3 ,松散地层1.4-1.6。泥浆粘度一般地层16-20s卵石层为25-35s。 ⑵钻孔 ①钻机就位前，应对主要机具及配套设备进行检查、维修。放置钻机的起吊滑轮线、钻头和钻孔中心线三者应在同一铅垂线上，其校核偏差不得大于2cm。 ②钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进速度、钻进压力及适当的泥浆比重。 ③开钻时，应将钻头提高距孔底20-30cm将真空泵加足清水，启动真空泵把水引到泥石泵后，启动泥石泵把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环，启动钻机慢速钻进。当一节钻杆钻完时，停止转盘，并使反循环延续工作至孔底沉渣基本排净（约1-3min）,然后关闭泥石泵接长钻杆，经检查一切正常后继续钻进。在粘土中钻进时，用一档转速，放松吊绳，自由进尺。在砂砾层中钻进时，采用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。 ④钻孔作业必须连续进行，不得中断。因特殊情况必须停钻时，孔口应加保护盖，并严禁钻头留在孔内，以防埋钻。 ⑤经常检查泥浆的各项指标。 ⑥开始钻进时，适当控制进尺，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。钻进过程中，每进尺5-8m，检查外孔直径和竖直度。用圆钢筋笼吊入孔内，使圆笼中心与钻孔中心符合，如上下各处无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。 每钻进2m或地层变化处，应捞钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。 ⑦当钻孔深度达到设计要求时，应对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，确认满足要求后，立即填写终孔检查证，并经监理工程师认可，方可进行孔清理和灌注水下混凝土的准备工作。 ⑶清孔 ①采用抽浆法清孔。可在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣10-15分钟，使孔底钻渣清除干净。 ②清孔注意事项：在清孔排碴前必须保持孔内水头，防止坍孔，孔底沉淀