论文关键词:冻土地基;桩基础;施工技术

　　论文摘要:多年冻土地区桥梁工程往往由于地基的冻融作用,不良冻土地区现象的影响,会产生各种工程病害,从而影响工程使用。结合大气温度、水文地质条件,混凝土入模温度、冻土初始地温场的影响及相变效应,以传热学为基础,可以得出冻土区单桩地温场控制微分方程、边界和初始条件,以及其空间分析的有限元计算模式。
　　
　　冻土区桥梁桩基础施工,会给冻土引进一定的热量,这些热量在自然回冻过程中传到周围的多年冻土中,破坏冻土的稳定冻结状态。尤其是混凝土灌注桩中的水化热会给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,致使桩的承载力严重下降,直接影响施工进度。所以,研究大气温度、水文地质条件、入模温度、冻土本身的负温对桩自然回冻的影响及其计算模式,可以为施工计划的制定提供理论依据,有很重要的实用价值。
　　
　　1、冻土地基的工程特性
　　
　　(1)冻胀性
　　在自然界中,受大气温度变化的影响,土体中的水分产生相变,从而土体积膨胀或收缩,膨胀现象,称为土体的冻胀,收缩现象,称为冻土融化。膨胀现象,是由于土体在冻结过程中,水分冻结成冰,体积膨胀而引起的。土体的的冻胀性受土体埋深、土体含水量、土颗粒粒径、土体密度等因素影响。冻土地基的冻胀性,是影响多年冻土区工程结构物尤其是桥梁工程稳定性的重要因素。
　　(2)冻胀力
　　地基土冻结时,封闭体系中,冻土水分冻结体积扩张的内应力,开放体系中,孔隙水侵入推开土颗粒并冻结所产生的力,称为冻胀力。冻胀力作用于基础表面,当工程结构物的重量和附加荷载不足以与之平衡时,结构物将在冻胀力的作用下产生冻胀变形,严重将引起结构物的破坏。根据冻胀力作用于基础表面的部位和方向,可划分为切向冻胀力、水平冻胀力和法向冻胀力三种形式。切向冻胀力,即平等作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础侧表面上的力,法向冻胀力指垂直作用于基础底面上的冻胀力。切向冻胀力是作用于冻土区基础上的主要力系之一,如果设计时对此考虑不当,则会引起基础在切向冻胀力的作用下产生上拔变形,甚至破坏。
　　(3)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。
　　
　　2、冻土区桩基础施工技术
　　
　　2.1 施工准备
　　(1) 进场前认真学习冻土知识和相应的规范、细则;
　　(2) 桥梁施工前应仔细核对设计文件,对桥梁位的地质进行全面调查与核实,必要时进行补充地质勘探;
　　(3) 认真做好机械设备的选型和配套工作,施工机械尽量采用适应高原的高效率机械,并充分考虑功率的降效;