论文部分内容阅读
摘要：多年冻土地区桥梁基础的建设会给冻土带来一定的热量，冻土会在自然融化过程中传递给周围的冻土，并破坏冻结的冰冻状态，特别是混凝土浇筑中的水化热将对稳定的冻土带来很大的热扰动，可能会导致冻土的冻结强度降低，桩的承载能力将大大降低，施工进度将直接影响特别是在高寒地区，如青海，西藏和中国东北地区，这意味着要求道路和桥梁在冻土区施工技术比较高，近几年来，科学技术的进步不断取得优异的成绩，对多年冻土的施工技术也有一定的研究。本文对建设现状进行了详细的分析，对冻土公路桥的要点和特点，以及具体措施，有针对性的提出对中国的冻土施工技术的改进和完善提供一些有价值的参考。
关键词：道桥施工；冻土地区；技术要点
一、冻土地区道桥工程施工现状
1.冻土地区地质结构特点
冬季的北方时间长，温度极低，由于温度的变化，土壤层的上部冰冻边界会反复冻融并导致冻土层面积不断增加。特别是在一些高寒地区和大部分北方地区，冻土表面土层的变化会影响土壤物理性质的变化和土壤结构的变化，如果在冻土层进行施工，会给施工人员带来一些技术上的难度与困难。在施工过程中，冻土中的土壤会被破坏，并且在开挖土层后，由于外界冷空气的刺激，冻土的内部特性和结构也会相应发生变化。这将对整个冻土层的断面产生很大的影响，也会给路面路基带来一些危害和威胁，给整个施工带来了特别大的困难。
2.冻土地区环境施工特点
多年冻土区公路桥梁的施工应在低温条件下长期进行，首先要对施工队伍进行全面整体的安排。然后对周边环境和地质研究情况进行调查，对收集到的信息进行整理和整合，一套适合于当地的环境建设的规划制定出来，土体的承压和承载能力会变小，因此，应特别注意混凝土浇注水的热，必须掌握温度控制，为了避免过多的干扰，将给最终施工带来一定的困难，严格遵循制定的方案，及时处理这一问题。
二、冻土地区道桥施工技术特点
1、冻胀性
在自然界中，在大气温度变化的影响下，土壤中的水产生相变，土体的体积膨胀或收缩，膨胀现象，称为冻胀和土壤收缩，被称为冻结的融化。膨胀现象是由于冻结过程中水的冻结和土壤的体积膨胀而引起的。土壤冻胀受土壤深度、土壤含水量、土壤粒径、土壤密度等因素的影响。冻土地基冻胀是影响工程结构特别是多年冻土地区桥梁工程稳定性的重要因素。
2、融沉性
冻土融化过程中，在自重压密作用下，不断产生下沉伴随着孔隙水的消散，即为冻土融沉性。这个过程不仅是由于冻土中冰转变成水的相变时的体积减小，更重要的是在此过程中产生孔隙水的消散与排泄，土体的孔隙比减小，冻土的融沉性与冻土的粒度成分，含冰量密度及孔隙水的消散等因素密切相关
3.环境保护
首先，从冻土的施工环境和地质特征出发，合理控制土质布局的选择，有效地结合施工阶段的环境特点和地质勘查前的准备工作。减少和避免重复建设，从而保证施工环境按照计划提前进行作业，这样不仅节约原材料，而且更深入的环境进行综合保护，
4.道桥施工技术的准备工作
在冻土地区修建道路和桥梁之前，应做好充分的前期准备工作：
（1）施工前应进行地质地形测量，并根据冻土区地质结构特点进行结构分析。
（2）施工现场调查应及时进行，对当地建设条件、气候条件等，与当地气象、水文部门进行必要的沟通，建立长期联系机制，
（3）防排水系统应做好，重点包括夏季排水系统以及冬季施工用水准备，在冬季到来前，应做好施工前的准备工作，做好施工前的具体技术措施和工程准备措施，结合相应的文件和原材料特性资料，保证施工期间的正常运行，
5.施工中的技术特点
（1）首先要对施工区冻土的地质结构和特性进行分析研究，研究环境温度、气候变化等，从全面综合检查入手，了解施工区的环境特征和冻土特性，制定施工方案和控制材料温度的措施等，另外焊接工作必须在室内进行，冷拔钢可在室外有外界温度进行操作，
（2）在施工过程中根据施工图正确针对性地对现场环境采取综合保温措施，确保路堤的填高；应针对地势平坦的低洼地区等排水区域，由于地表排水困难，积水不能排出，因此，必须进行必要的排水施工；在必要的路段中，应采用堤防，同时在地基处理时不应破坏地面覆盖物；通风路堤和土工格栅路堤可以用来保护路提。
（3）在冻土区建设中，除了自己必须做好设备准备工作外，还要考虑当地环境的季节变化，因为一个项目最短也得几个月才能完成，最长可能几年完成，因此，有必要对当地的季节变化进行分析和研究。施工中安排好人员工作和设备配置，计划好工程的预期完工时间，并尽可能完成。材料应充分准备，以避免由于各种原因造成的材料短缺，延迟施工时间，在施工期间或在必要的设备的其余部分清理，使下一个工作保持良好的运行功能，
三、多年冻土地区施工总体方案
1.设计文件审核和地质勘察
对设计文件，审核有关多年冻土的类型、分布、属性、构造、成因、地温、多年冻土的上下限以及冰椎、浆胀丘、热融湖（塘）、冻土沼泽等内容。施工阶段工程地质工作的重点是冻
土现象发育地段、冻土条件复杂地段和重点工程。对于重点工程，需进一步做好冻土工程勘察。
2.現场调查
详细了解当地的气候条件、自然环境和施工条件（如水、电、路等），并与当地的气象、水文部门取得经常性联系。
3.做好冬季施工准备
做好冬季施工的准备，除队伍、人员、机械设备保暖外，要根据设计文件详尽制定冬季施工的具体工程项目和施工措施；做好冬储冬运工作，尤其是在取暖和地产料方面，为春融后快速施工打好基础；做好保温材料的调查并应在冬季到来之前进行大量的有计划的采购。
四、施工技术措施
1.当采用保护多年冻土的原则设计时，桥涵的明挖基础施工在冬季采用“冻结法”进行，钻孔打入桩和钻孔插入桩基础施工则不受季节的限制，而钻孔灌注桩宜在冬季进行施工，采用低温早强或负温混凝土灌注而成。
2.当采用容许融化的原则设计时，在冬季采用冻结法施工依然适合大、中桥基础和埋深不大的小桥及涵洞基础；条件允许的情况下也可以在其他季节进行基础施工。
3.通过在高寒地区施工的技术总结，结构物圬工冬季施工需注意以下几方面内容：
①必须进行必要的热工计算；
②低温早强砼、负温砼和抗冻砂浆的配制；
③钢筋冷拉可在室外温度-20℃以内进行，焊接工作则在室内完成；
④原材料加热：水温宜控制在60℃以内；粗、细骨料宜控制在40℃以内；混凝土拌和时先将加热的骨料和水拌和一定时间，在温度为40℃时再加入水泥搅拌。水泥不加热，但需放入暖棚内。
结语：
我国冻土区大部分位于高海拔高寒地区，多年冻土面积分布也很广，这对建筑而言，主观上和客观上都有一定的局限性，施工受到更多因素的影响，同时，技术和质量问题也不能得到充分的保护，为了更好地处理这些问题，施工人员必须做好施工前期准备工作，根据有关规定，制定合理的施工方案，每一步采取预防措施，施工过程中出现的细节问题不容忽视，施工质量和施工工期总体上是不可忽视的，作者根据自己的实际工作经验，总结了冻土区有关路桥建设项目的特点和难点，并对相关施工技术进行了明确的阐述。
参考文献：
[1]李宏 冻土地区的道桥施工技术要点分析[J].中国科技投资2016（6）
[2]陈亮 关于高原冻土地区公路路基设计研究[J].城市道桥与防洪 2017（11）
[3]苗秋丽 试论冻土地区的道桥施工技术要点[J].民营科技2015（8）
[4]刘琦 冻土地区的道桥施工技术要点解析[J]中国科技投资 2016（16）
关键词：道桥施工；冻土地区；技术要点
一、冻土地区道桥工程施工现状
1.冻土地区地质结构特点
冬季的北方时间长，温度极低，由于温度的变化，土壤层的上部冰冻边界会反复冻融并导致冻土层面积不断增加。特别是在一些高寒地区和大部分北方地区，冻土表面土层的变化会影响土壤物理性质的变化和土壤结构的变化，如果在冻土层进行施工，会给施工人员带来一些技术上的难度与困难。在施工过程中，冻土中的土壤会被破坏，并且在开挖土层后，由于外界冷空气的刺激，冻土的内部特性和结构也会相应发生变化。这将对整个冻土层的断面产生很大的影响，也会给路面路基带来一些危害和威胁，给整个施工带来了特别大的困难。
2.冻土地区环境施工特点
多年冻土区公路桥梁的施工应在低温条件下长期进行，首先要对施工队伍进行全面整体的安排。然后对周边环境和地质研究情况进行调查，对收集到的信息进行整理和整合，一套适合于当地的环境建设的规划制定出来，土体的承压和承载能力会变小，因此，应特别注意混凝土浇注水的热，必须掌握温度控制，为了避免过多的干扰，将给最终施工带来一定的困难，严格遵循制定的方案，及时处理这一问题。
二、冻土地区道桥施工技术特点
1、冻胀性
在自然界中，在大气温度变化的影响下，土壤中的水产生相变，土体的体积膨胀或收缩，膨胀现象，称为冻胀和土壤收缩，被称为冻结的融化。膨胀现象是由于冻结过程中水的冻结和土壤的体积膨胀而引起的。土壤冻胀受土壤深度、土壤含水量、土壤粒径、土壤密度等因素的影响。冻土地基冻胀是影响工程结构特别是多年冻土地区桥梁工程稳定性的重要因素。
2、融沉性
冻土融化过程中，在自重压密作用下，不断产生下沉伴随着孔隙水的消散，即为冻土融沉性。这个过程不仅是由于冻土中冰转变成水的相变时的体积减小，更重要的是在此过程中产生孔隙水的消散与排泄，土体的孔隙比减小，冻土的融沉性与冻土的粒度成分，含冰量密度及孔隙水的消散等因素密切相关
3.环境保护
首先，从冻土的施工环境和地质特征出发，合理控制土质布局的选择，有效地结合施工阶段的环境特点和地质勘查前的准备工作。减少和避免重复建设，从而保证施工环境按照计划提前进行作业，这样不仅节约原材料，而且更深入的环境进行综合保护，
4.道桥施工技术的准备工作
在冻土地区修建道路和桥梁之前，应做好充分的前期准备工作：
（1）施工前应进行地质地形测量，并根据冻土区地质结构特点进行结构分析。
（2）施工现场调查应及时进行，对当地建设条件、气候条件等，与当地气象、水文部门进行必要的沟通，建立长期联系机制，
（3）防排水系统应做好，重点包括夏季排水系统以及冬季施工用水准备，在冬季到来前，应做好施工前的准备工作，做好施工前的具体技术措施和工程准备措施，结合相应的文件和原材料特性资料，保证施工期间的正常运行，
5.施工中的技术特点
（1）首先要对施工区冻土的地质结构和特性进行分析研究，研究环境温度、气候变化等，从全面综合检查入手，了解施工区的环境特征和冻土特性，制定施工方案和控制材料温度的措施等，另外焊接工作必须在室内进行，冷拔钢可在室外有外界温度进行操作，
（2）在施工过程中根据施工图正确针对性地对现场环境采取综合保温措施，确保路堤的填高；应针对地势平坦的低洼地区等排水区域，由于地表排水困难，积水不能排出，因此，必须进行必要的排水施工；在必要的路段中，应采用堤防，同时在地基处理时不应破坏地面覆盖物；通风路堤和土工格栅路堤可以用来保护路提。
（3）在冻土区建设中，除了自己必须做好设备准备工作外，还要考虑当地环境的季节变化，因为一个项目最短也得几个月才能完成，最长可能几年完成，因此，有必要对当地的季节变化进行分析和研究。施工中安排好人员工作和设备配置，计划好工程的预期完工时间，并尽可能完成。材料应充分准备，以避免由于各种原因造成的材料短缺，延迟施工时间，在施工期间或在必要的设备的其余部分清理，使下一个工作保持良好的运行功能，
三、多年冻土地区施工总体方案
1.设计文件审核和地质勘察
对设计文件，审核有关多年冻土的类型、分布、属性、构造、成因、地温、多年冻土的上下限以及冰椎、浆胀丘、热融湖（塘）、冻土沼泽等内容。施工阶段工程地质工作的重点是冻
土现象发育地段、冻土条件复杂地段和重点工程。对于重点工程，需进一步做好冻土工程勘察。
2.現场调查
详细了解当地的气候条件、自然环境和施工条件（如水、电、路等），并与当地的气象、水文部门取得经常性联系。
3.做好冬季施工准备
做好冬季施工的准备，除队伍、人员、机械设备保暖外，要根据设计文件详尽制定冬季施工的具体工程项目和施工措施；做好冬储冬运工作，尤其是在取暖和地产料方面，为春融后快速施工打好基础；做好保温材料的调查并应在冬季到来之前进行大量的有计划的采购。
四、施工技术措施
1.当采用保护多年冻土的原则设计时，桥涵的明挖基础施工在冬季采用“冻结法”进行，钻孔打入桩和钻孔插入桩基础施工则不受季节的限制，而钻孔灌注桩宜在冬季进行施工，采用低温早强或负温混凝土灌注而成。
2.当采用容许融化的原则设计时，在冬季采用冻结法施工依然适合大、中桥基础和埋深不大的小桥及涵洞基础；条件允许的情况下也可以在其他季节进行基础施工。
3.通过在高寒地区施工的技术总结，结构物圬工冬季施工需注意以下几方面内容：
①必须进行必要的热工计算；
②低温早强砼、负温砼和抗冻砂浆的配制；
③钢筋冷拉可在室外温度-20℃以内进行，焊接工作则在室内完成；
④原材料加热：水温宜控制在60℃以内；粗、细骨料宜控制在40℃以内；混凝土拌和时先将加热的骨料和水拌和一定时间，在温度为40℃时再加入水泥搅拌。水泥不加热，但需放入暖棚内。
结语：
我国冻土区大部分位于高海拔高寒地区，多年冻土面积分布也很广，这对建筑而言，主观上和客观上都有一定的局限性，施工受到更多因素的影响，同时，技术和质量问题也不能得到充分的保护，为了更好地处理这些问题，施工人员必须做好施工前期准备工作，根据有关规定，制定合理的施工方案，每一步采取预防措施，施工过程中出现的细节问题不容忽视，施工质量和施工工期总体上是不可忽视的，作者根据自己的实际工作经验，总结了冻土区有关路桥建设项目的特点和难点，并对相关施工技术进行了明确的阐述。
参考文献：
[1]李宏 冻土地区的道桥施工技术要点分析[J].中国科技投资2016（6）
[2]陈亮 关于高原冻土地区公路路基设计研究[J].城市道桥与防洪 2017（11）
[3]苗秋丽 试论冻土地区的道桥施工技术要点[J].民营科技2015（8）
[4]刘琦 冻土地区的道桥施工技术要点解析[J]中国科技投资 2016（16）