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摘要：东北高纬度严寒地区高速铁路施工中不可避免地要经历冬季，需冬施或者在建状态越冬。路基工程在冬季停工时极易受冻。本文根据某项目工程实例，分析冻害产生的机理和原因、处理和预防的措施，为多年冻土和季节性冻土地区的路基冬期施工积累经验，可供同类工程施工中参考借鉴。
关键词：严寒地区;路基;冻害;教训
1工程概况
1.1自然及气候气象条件
新建东北地区某客运专线铁路位于寒冷地带，施工中涉及防冻胀、防雪害、冬季施工等技术难题。该地区冬季一般持续4个月左右，有效施工期较短。为满足工期要求，部分工程需安排冬期施工，大部分工程需在建状态下越冬，尤其是路基工程基底处理和土工结构物冬停时极易受冻，来年继续施工时易将未解冻土层埋于土层深处，造成反复冻融引起结构物病害，甚至造成永久冻层。
工程所处地区地形起伏变化较大，工程地处严寒地区，地表普遍分布季节性冻土，一般每年10月下旬开始冻结，次年3月达到最大冻结深度，最大冻结深度1.91～2.05m，路基经受周期性冻融循环作用，极易引起冻胀，因此对路基填料、施工质量要求严格。
工点位于河谷及山间洼地、沟塘等地段，分布有淤泥质土，灰黑色，软塑～流塑。河谷区主要分布在水田地表层，一般厚度0.3～0.8m，路基基底需换填处理。沿线不良地质主要为松软土，松软土主要为黄褐色、灰褐色粉质黏土、黏土，软塑，局部流塑。松软土承载力、压缩模量较低，路基基底加固处理时防排水措施不当易形成地基内富水造成冻害。
本地区属中温带，湿润～亚湿润大陆性气候，冬季寒冷漫长，夏季湿热短暂，春季干燥多风。多年平均极低气温-38℃，年平均气温4.4℃，累年最低月平均气温-18.4℃。地处严寒地区，秋季降雨不易蒸发，导致表层土天然含水率增高，冬季易遭受冻害，春季融雪积水，更易出现反复冻融现象。
1.2施工情况
某客运专线工程车站路基（里程DK138+966～DK139+030）段基底加固处理措施为CFG桩，桩径0.5m，桩长6m，桩间距2m，共33排32列969根。设计地质情况分别为粉质黏土～粉砂;粉质黏土～中砂;粉质黏土～粗砂;冻结深度1.91m。
本段CFG桩施工日期为2015年9月26日至10月11日。施工前将地表土清除，并将场地平整至设计桩顶标高以上50cm。采用长螺旋钻机施工，地泵灌注混凝土，通过工艺试验确定的拔管速度和工艺保证混凝土灌注连续，灌注量满足设计数量。桩头标高均控制在设计桩顶以上50cm以内，现场桩间土开挖时无大桩头现象。桩体混凝土检查试件28天强度为23.2～27.1Mpa。
施工方案、作业指导书、技术交底中均提到以下内容：CFG桩施工前，需将地面平整至桩顶设计标高50cm以上，对于原地面较高的区域需要开挖并清运，对于原地面低于设计桩顶标高以上50cm的，需要将原有耕植土或不良土质挖除，并重新填筑至设计桩顶标高以上50cm，保证钻机移动时平稳，不对已完成的桩体造成影响，施工完成后采取先铺50cm厚稻草，在松铺2米厚填料覆盖保温越冬。
根据设计图纸有关要求，按“先试验后施工”的原则，正式施工前对3根CFG桩进行了工艺性试桩，验证设计参数，获取施工工艺参数，提出过程质量控制方法及验收标准。
CFG桩施打顺序采用从线路中心向两侧顺序推进。现场施工按照设计桩位在现场進行布桩，使用全站仪精确放样出桩位中心，并用钢钎打入50cm深后灌入白灰。钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度偏差不大于1%。钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。钻进过程中将注浆软管摆放圆顺，避免软管自由下落出现折角，造成堵爆管事故。
现场CFG桩施工原始记录资料：现场施工中按施工配合比拌制混合料，坍落度控制在160mm～200mm之间。施工过程中坍落度的损失速度根据现场试验测试得出，并根据测试结果调整坍落度，避免因坍落度损失过快造成混合料堵管，确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续。
钻孔至设计标高后停止钻进，开始泵送混合料灌注，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，采用静止提拔钻杆，根据试验提拔灌注速度控制在2～2.5m/min，保持混合料面始终高于钻头面20cm以上。确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续。施工中提钻与混合料供应进行配合，保证提钻和泵料的一致，未泵料不能进行拔管，以防断桩。记录灌注过程中泵送的次数，通过不断试验，确定施工泵送砼次数及拔管速度，施工时桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩后，桩顶盖土封顶进行养护。
冬季施工时，混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间采取保温措施。具体的根据混合料距离施工现场远近，采取混合料仓加热、拌合用水加热、运输罐车覆盖保温层和施工现场地表覆盖塑料保温膜等措施，以保证混合料满足施工所需温度，成桩后及时对桩头覆盖等措施进行保温。
现场施工过程按照施工方案、作业指导书、技术交底组织施工，现场过程资料反映施工过程中混凝土塌落度、钻进电流值、混凝土投料量、钻进深度、砼入孔温度满足要求。
冬停前，现场拟安排施工桩帽，对1～14排桩（共计398根）钻渣及桩间土进行了清理，因天气突变降温未继续进行下步施工，但未回填覆土保温，导致桩头暴露越冬，其余地段亦未覆盖保温。2016年4月对该段15～33排桩开挖并同已暴露的桩一起截除桩头。
1.3检测结论
2016年4月27日后续工序施工前对此段CFG桩进行低应变检测，发现部分桩出现断桩，断桩深度为桩顶以下1.1m～1.91m，在现场对其中的三根断桩开挖，使桩体表面外露，具体情况如下：
关键词：严寒地区;路基;冻害;教训
1工程概况
1.1自然及气候气象条件
新建东北地区某客运专线铁路位于寒冷地带，施工中涉及防冻胀、防雪害、冬季施工等技术难题。该地区冬季一般持续4个月左右，有效施工期较短。为满足工期要求，部分工程需安排冬期施工，大部分工程需在建状态下越冬，尤其是路基工程基底处理和土工结构物冬停时极易受冻，来年继续施工时易将未解冻土层埋于土层深处，造成反复冻融引起结构物病害，甚至造成永久冻层。
工程所处地区地形起伏变化较大，工程地处严寒地区，地表普遍分布季节性冻土，一般每年10月下旬开始冻结，次年3月达到最大冻结深度，最大冻结深度1.91～2.05m，路基经受周期性冻融循环作用，极易引起冻胀，因此对路基填料、施工质量要求严格。
工点位于河谷及山间洼地、沟塘等地段，分布有淤泥质土，灰黑色，软塑～流塑。河谷区主要分布在水田地表层，一般厚度0.3～0.8m，路基基底需换填处理。沿线不良地质主要为松软土，松软土主要为黄褐色、灰褐色粉质黏土、黏土，软塑，局部流塑。松软土承载力、压缩模量较低，路基基底加固处理时防排水措施不当易形成地基内富水造成冻害。
本地区属中温带，湿润～亚湿润大陆性气候，冬季寒冷漫长，夏季湿热短暂，春季干燥多风。多年平均极低气温-38℃，年平均气温4.4℃，累年最低月平均气温-18.4℃。地处严寒地区，秋季降雨不易蒸发，导致表层土天然含水率增高，冬季易遭受冻害，春季融雪积水，更易出现反复冻融现象。
1.2施工情况
某客运专线工程车站路基（里程DK138+966～DK139+030）段基底加固处理措施为CFG桩，桩径0.5m，桩长6m，桩间距2m，共33排32列969根。设计地质情况分别为粉质黏土～粉砂;粉质黏土～中砂;粉质黏土～粗砂;冻结深度1.91m。
本段CFG桩施工日期为2015年9月26日至10月11日。施工前将地表土清除，并将场地平整至设计桩顶标高以上50cm。采用长螺旋钻机施工，地泵灌注混凝土，通过工艺试验确定的拔管速度和工艺保证混凝土灌注连续，灌注量满足设计数量。桩头标高均控制在设计桩顶以上50cm以内，现场桩间土开挖时无大桩头现象。桩体混凝土检查试件28天强度为23.2～27.1Mpa。
施工方案、作业指导书、技术交底中均提到以下内容：CFG桩施工前，需将地面平整至桩顶设计标高50cm以上，对于原地面较高的区域需要开挖并清运，对于原地面低于设计桩顶标高以上50cm的，需要将原有耕植土或不良土质挖除，并重新填筑至设计桩顶标高以上50cm，保证钻机移动时平稳，不对已完成的桩体造成影响，施工完成后采取先铺50cm厚稻草，在松铺2米厚填料覆盖保温越冬。
根据设计图纸有关要求，按“先试验后施工”的原则，正式施工前对3根CFG桩进行了工艺性试桩，验证设计参数，获取施工工艺参数，提出过程质量控制方法及验收标准。
CFG桩施打顺序采用从线路中心向两侧顺序推进。现场施工按照设计桩位在现场進行布桩，使用全站仪精确放样出桩位中心，并用钢钎打入50cm深后灌入白灰。钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，确保CFG桩垂直度偏差不大于1%。钻孔开始时，关闭钻头阀门，向下移动钻杆至钻头触地时，启动马达钻进，先慢后快，同时检查钻孔的偏差并及时纠正，在成孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻时，应放慢进尺，在动力头底面停留位置相应的钻机塔身处作醒目标记，当动力头底面达到标记处桩长即满足设计要求。钻进过程中将注浆软管摆放圆顺，避免软管自由下落出现折角，造成堵爆管事故。
现场CFG桩施工原始记录资料：现场施工中按施工配合比拌制混合料，坍落度控制在160mm～200mm之间。施工过程中坍落度的损失速度根据现场试验测试得出，并根据测试结果调整坍落度，避免因坍落度损失过快造成混合料堵管，确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续。
钻孔至设计标高后停止钻进，开始泵送混合料灌注，当钻杆芯管充满混合料后开始拔管，采用静止提拔钻杆，根据试验提拔灌注速度控制在2～2.5m/min，保持混合料面始终高于钻头面20cm以上。确保钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续。施工中提钻与混合料供应进行配合，保证提钻和泵料的一致，未泵料不能进行拔管，以防断桩。记录灌注过程中泵送的次数，通过不断试验，确定施工泵送砼次数及拔管速度，施工时桩顶高程高出设计高程50cm，灌注成桩后，桩顶盖土封顶进行养护。
冬季施工时，混合料入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间采取保温措施。具体的根据混合料距离施工现场远近，采取混合料仓加热、拌合用水加热、运输罐车覆盖保温层和施工现场地表覆盖塑料保温膜等措施，以保证混合料满足施工所需温度，成桩后及时对桩头覆盖等措施进行保温。
现场施工过程按照施工方案、作业指导书、技术交底组织施工，现场过程资料反映施工过程中混凝土塌落度、钻进电流值、混凝土投料量、钻进深度、砼入孔温度满足要求。
冬停前，现场拟安排施工桩帽，对1～14排桩（共计398根）钻渣及桩间土进行了清理，因天气突变降温未继续进行下步施工，但未回填覆土保温，导致桩头暴露越冬，其余地段亦未覆盖保温。2016年4月对该段15～33排桩开挖并同已暴露的桩一起截除桩头。
1.3检测结论
2016年4月27日后续工序施工前对此段CFG桩进行低应变检测，发现部分桩出现断桩，断桩深度为桩顶以下1.1m～1.91m，在现场对其中的三根断桩开挖，使桩体表面外露，具体情况如下：