高原冻土工程监理措施

1 11 1 高原冻土工程监理措施高原冻土工程监理措施 1 1 11 1 1 路基施工措施路基施工措施 影响多年冻土路基工程稳定性的主要因素是热干扰 地基土成分 地下水 等 其核心是冻土的热稳定性 在本标段冻土范围采取的主要措施为地基土换 填 片石通风路基 热棒措施等 1 1 1 1 路基施工季节 1 根据路基结构形式的不同选择施工季节 对于路堤来说 其关键在于 避免填土多余热量传入路基下多年冻土层 对于路堑来说 避免开挖后形成的新 地表面吸收多余热量传入下伏多年冻土 从而破坏原有的热平衡关系 使之向着 破坏原有冻土稳定性的方向发展 因此 路堑开挖应在 3 4 5 月份或 9 10 11 月份为好 也就是地表温度为 0 以下的季节为宜 2 充分考虑人力 机械设备 工程对象特点在不同气候条件下的协调 既要避开气温与氧分压最低 人员和机械都难以适应的严寒月份 12 1 2 月 施工 也尽可能地不在热融作用最活跃的月份 如 7 8 月 安排高含冰冻土的 开挖换填作业 1 1 1 2 施工组织原则及工艺选择 1 少冰 多冰冻土地段 融区的路基工程 可按照非多年冻土地区的 施工工艺安排作业 基底处理按基床质量和施工要求办理 路堤可直接填筑在 天然地面 但不宜清除地表植被 2 高含冰量冻土地段路基的施工工艺往往是施工成败的关键 对具有 挖土换填的路堑 零断面 低路堤和支挡结构基础尤为重要 在快速施工的总 原则下 各工序统筹安排 前后衔接 根据不同的工程对象按照施工技术细则 制订相应的施工工艺 大于或等于最小设计高度 但小于 6m 的路堤 及不需要换填作业的 路基工程 按设计文件和施工质量要求备料和安排施工作业 当路堤高度大于 6m 时 宜采用两阶段施工方法 既当年暖季后期 如 9 月份 填筑到一定高度 大于最小高度 小于 4m 次年任意时间再填到设 计标高 注意续填基面要作处理 充分利用寒季的过余冻结降低基低温度 增加基低冷储量 以抵消续填土带入热量的影响 而续填时原有的路堤厚度保 护天然上限以下的多年冻土 使续填填料带入的热量已不可能对基低多年冻土 造成热融 如安排在暖季填筑 尤其是在 7 9 月份 由于填料带入了较多的热 量难以散发 即使经过一个寒季 也往往还会在基低附近残留融化夹层而影响 路基稳定 1 1 1 3 片石通风路堤 暖季地表融化后 地表排水不畅 呈沼泽化湿地状 松软 车行易陷 采取 的主要处理措施为片石通风路堤 通风路堤就是空气可以在堤身流动的路堤结 构 使用片石填筑路基 其原理是利用堤身人为造成的空隙来改变一般填筑路 堤的传热方式 使之由单一的导热方式变为导热与对流的混合方式 促进堤身 热量的散失 提高基底的冷储量 维护基底多年冻土的稳定 倾填片石通风路堤 通过倾填的片石层 增加堤身的孔隙度 冬季时 气 温低于堤体温度 这一温度梯度在垂直方向的分布特征 形成堤外比重大的冷 空气下降 置换堤身孔隙内比重较小的热空气的对流换热 从而不断促进堤身 热量的散逸 而暖季由于气温高于堤身温度 气温梯度逆转 又抑制了对流换 热作用 减少了堤中热量的积累 减少了对多年冻土的扰动和破坏 提高路堤 的稳定性 片石通风路堤施工顺序为 基底处理好后 先填筑一层土拱 再倾填片石 而后铺填砾石及中粗砂过渡层 1 填筑底层 30cm 土拱层 地面横坡缓于 1 5 原地面整平压实 地面横 坡陡于 1 5 将表层植被移开 基底原地面挖成宽度不 1 0m 的台阶 将原地 面植被铺于台阶上 整平压实 顶部自路基中心向外设 4 的人字横坡 当地表 为斜坡时排水横坡为单面坡 以防积水 坡脚处的最小厚度不小于 0 3m 压实 标准同路基相应部位压实标准 2 倾填片石 倾填片石厚度为 1 2m 石料在要求粒径 200 400mm 间 无 级配 抗压强度 30Mpa 以上 其他指标符合片石的要求 不符合要求的片石不 得进入施工现场 将开挖合格的石方 由自卸汽车运至路基填筑段的指定区域后 按布好的 堆料间距卸料 首先进行边坡部分砌筑 砌筑时立杆 使用较大石块进行人工 码砌 要求大面朝下 摆放稳固 外侧面大面平整 岩块不必塞得太紧密 间 隙禁止用碎石碴填塞 要保障路基通风良好 中间部位采用挖掘机铲石料 使 堆料初步平整 片石一次倾到设计高度 石块间无明显的高差 挖掘机可在片 石顶部行驶 以方便施工 个别不平地段配合人工找平 现场太小的石块不得 使用 以免影响路基通风效果 3 碾压 石块检测松铺厚度合格后 利用重型振动压路机碾压 碾压沿 线路纵向进行 第一遍应不振动静压 然后先慢后快 由弱振到强振 碾压时 由两侧向中间进行 各区段交接处应互相重叠压实 纵向搭接长度不 2 0m 沿线路纵向行与性之间压实重叠不 0 4m 压至岩块稳定 用 K30 载荷仪进行 检测 合格后 进行顶部 20cm 碎砾石和 20cm 中粗砂的铺设 采用碎砾石和中 粗砂 采用一次填筑 1 1 1 4 地基土换填 在路基工程热融病害的防治措施中 换填法是最为广泛采用的一种 它是 用粗砂 砾石 渗水土等粗粒土换填冻胀性或融沉地基上 以达到消减地基土 的冻胀或融沉性 换填施工对多年冻土的水热干扰比较严重 开挖和处理不当 可影响路基 的稳定 因此选择合适的施工季节和施工时段十分重要 换填路基安排在寒季 末 暖季初开挖施工 以减少对路堤的蓄热 换填开挖前做好排水系统防止地表水和冻结层上水流入基槽 同时选好换 填粗颗粒土 做好土工试验 准备好施工机械 保障施工的连续进行 施工时开挖一段 处理一段 必要时采取临时融热防护措施 如设遮阳板 遮阳棚或保温材料覆盖等 主要是遮断太阳的直接照射 换填土分层回填 压 实 填筑压实质量标准根据所处位置 按路基本体或基床相应标准执行 1 1 21 1 2 涵洞施工涵洞施工 1 1 2 1 高含冰量多年冻土地段的明挖基础 高含冰量多年冻土地段的明挖基础采用爆破松土 机械清方 人工配合 快速施工的方案 尽量减少基坑暴露时间 做好防辐射 防冻胀处理 在基底 铺设隔热层 减少对基底多年冻土的热扰动 基坑开挖前做好准备工作 测量 放线 基准点的埋设考虑冻胀的影响 核对地质资料 确定开挖坡度 支护方 案和开挖范围 做好地面防排水 确定弃碴场地和机动车道路 准备好基坑遮 阳防雨棚 基础混凝土浇筑所需材料及机械设备 基坑范围内的草皮先移植到旁边并作保护 爆破松土及机械清方时不能影响周围生态环境 基坑边坡采用光面爆破或 预裂爆破 基底清理采用人工突击施工 模板采用组合钢模板 基础混凝土采用低温早强混凝土 由拌合站集中拌制 混凝土罐车运输 水平分层灌注 插入式振捣器捣固 混凝土灌注完毕及时作保温防寒养护 模板拆除后 基础周围涂隔离层 并及时用非冻胀性粗颗粒土回填基坑 采用小型机具分层夯实 1 1 2 2 涵节拼装 涵节在预制厂集中预制 每节长 0 99m 采用钢模板制作涵节 制作场地平 整 坚实 有良好的防排水措施和防冻胀设施 涵节上设吊环 吊环设于凹槽内 使其不突出顶面 以免造成拼装困难 吊环位置 大小及制环用钢件按设计布置 混凝土灌注完毕及时进行防寒养护 涵节通过验收合格后才可出厂 用汽 车运至现场 当混凝土达到一定强度后 在基础顶面浇筑砂浆垫层 便可开始拼装涵节 涵节拼装时 孔径 1 5m 2m 采用 16t 吊车起吊 孔径 3 0m 采用 16t 吊车起吊 拼装时涵节间接缝预留 1cm 宽 沉降缝预留 3cm 宽 并且保证涵身预留沉降缝 与基础预留沉降缝在一条竖线内 不能错台 拼装时 吊车吊起预制涵节 移动到位后缓缓放下起重绳 以免放下时移 位 如需调整已安装涵节的位置 也应采用吊车 不能人工撬移 整座涵洞的 涵节均吊装调整到位后 在涵节错台处浇筑混凝土帽石然后用 M20 水泥砂浆塞 填各涵节间接缝及沉降缝内侧 外侧 5cm 预留 涵节拼装完毕后 用 16 钢筋焊接连接相邻涵节间的预埋钢板 将各涵 节及出入口紧密联系在一起 既能适应各涵节在融沉不均匀状态下相应的沉降 又能防止各沉降缝被拉开的现象发生 1 1 2 3 拼装式涵洞施工优点 高原冻土区涵洞工程采用装配式结构 将质量保证的关键环节由零散分布 的安装工地装移到集约化管理的预制厂 由生活工作条件恶劣的高原地区转移 到环境相对较好的地区 便于实现标准化 工厂化生产 便于施工质量的控制 和制造效率的提高 一方面 施工方便 安装迅速 可大幅度提高现地施工安 装效率 加快施工进度 有效地利用施工的最佳季节 缩短工期 另一方面 进一步减少混凝土养生的环节 加大拼装化比率 可以延长一年中施工可利用 的时期 1 1 31 1 3 桥梁施工桥梁施工 1 1 3 1 钻孔桩施工 1 施工准备 首先测量放样 定出基础各桩的桩位 并在桩的前后左右设置护桩 钻孔 场地布置尽量以填代挖 以减少对原地表开挖引起的热扰动 钻机底座下的发 动机散热部分宜铺设聚苯乙烯泡沫塑料隔热板 以减少对地基土的热侵入 2 埋设护筒 埋设时先用比护筒直径大一级别的钻头施钻 钻至设计深度后停钻 安放 护筒 安放前 护筒外侧预先涂满渣油 护筒准确就位后 护筒外侧与孔壁所 形成的空隙用渣油拌制的粗粒土回填密实 桩基础施工完毕后不再拔出 作为 防冻融 抗冻拔的附加措施 泥浆制备 钻孔泥浆采用优质粘土制浆 存入钢制泥浆池中 现场设泥浆 池 沉淀池各一个 串联并用 钻孔桩所需泥浆不得随意就地排放 不得就近 挖坑作泥浆池 钻孔过程中 沉淀池中沉淀的废碴由人工装入泥浆车外运至设 计指定地点倾倒 运输过程中 严禁泥浆车泄漏 泼洒泥浆 造成环境污染 因处于冻土区 所采用泥浆为低温泥浆 3 钻孔 钻机对位 经检查合格后 开始钻孔 开钻时 先低档慢速钻进 钻至护筒 下 1m 后 再以正常速度钻进 在钻进过程中经常注意进行泥浆循环 将钻渣捞 取 沉淀后及时排除 并随时注意土层变化 对不同的土层采用不同的钻速 钻压 泥浆比重 钻进过程中 应对钻进情况及地层的地质情况进行记录 钻孔注意事项 钻孔过程中应采取措施防止地表水流入孔内 以免造成孔内冻土融化 开始钻进或穿过软硬层交界处时 应保证钻杆垂直 缓慢进尺 减少钻 杆晃动 钻孔施工应连续进行 如因故停机 应及时提钻 以防钻头被冻结在孔 内 当遇到较硬岩层时 应缓慢钻进 不能强行加压 以防损坏钻杆 4 清孔 当钻至设计标高后 停止钻进并及时清孔 清孔采用换浆法 清孔过程中 保持孔内原有水头高度 以防塌孔 5 钢筋骨架制作与安装 钢筋骨架在钢筋加工场地分段制作 运至现场后吊入孔内 并在孔口进行 焊接接长 焊接采用单面焊 并将接头错开 1m 以上 为使钢筋骨架有足够的刚 度 以保证在运输和吊放过程中不产生严重变形 钢筋骨架设置加强筋 并在 钢筋骨架外侧设置钢筋耳环以控制钢筋笼的保护层厚度 钢筋骨架用吊车起吊并安装 第一段放入孔内后用型钢临时安设在护筒上 再起吊另一段 对正位置焊接后 逐段放入孔内至设计标高 最后将最上面一 段的挂环挂在孔口的型钢上 6 灌注桩身混凝土 桩基成孔后 尽快安放钢筋笼 进行混凝土灌注 减少成的闲置时间 桩 身混凝土采用低温早强耐久混凝土 安放钢筋笼后 及时灌注混凝土 间歇时间不能过长 若来不及灌注 要 用钢板盖住孔口 其上覆以草袋等保温隔热材料 混凝土在搅拌站集中拌合 由混凝土运输车运输 入孔时混凝土输入冻土 的热量较大 因此应严格控制入孔混凝土的温度 尤其对于高温高含冰量冻土 地段 入模时温度应控制在 0 5 范围内 混凝土灌注完后 应在桩表面覆盖草垫或保温隔热材料 起到桩顶养生的 作用 1 1 3 2 承台施工 多年冻土区承台基坑开挖一定要突出 快 字 速战速决 为加快开挖速 度 可采用先爆破后由人工配合挖掘机快速开挖的方式施工 由于工期原因本 桥承台在暖季施工 施工时冻土已经融化 在施工时使用遮阳棚 防止基坑暴 露时间过长而使冻土地基融化 在基坑顶设置挡水埝 严禁地表水流入基坑 并及时排除冻结层上水和冻土本身融化水 以减少扰动冻土的热平衡 模板采用组合钢模板 使用前在模板正面涂刷隔离剂 用水泥砂浆找平模 板底口 利用吊车配合安装 模板之间采用胶条密封 模板安装完成后进行调 整加固 检测合格后用水泥砂浆将模板底部外侧密封 立即浇筑混凝土 混凝土采用低温早强混凝土 浇筑过程中要时常检查模板变形情况 对已 浇筑的混凝土进行覆盖 起到保护养生的作用 承台与墩台身的接缝 按设计 要求在承台中预埋护面筋 砼浇筑完毕初凝前采用二次赶压抹光 控制表面收缩裂纹 减少水分蒸发 砼初凝后 加强保温 保湿养护 在其表面覆盖两层薄膜养护 下层薄膜防止 水分蒸发 上层薄膜隔离低温雨水 同时使表面已升高的温度不已散失 有效 地减少内外温差 拆模时 混凝土与环境的温度差不宜在于 15 当温度差在 10 15 之间时 拆模后混凝土表面采取临时覆盖措施 承台基础拆模后承台的侧面做渣油涂层 并及时回填封闭基坑 不宜间歇 必须间歇时用草袋 棉絮等加以覆盖 防止热量侵入 基础回填的填料采用非 冻胀性粗颗粒土 并分层夯填密实 1 1 3 3 墩台身 墩帽 墩台模板均采用厂制大块定型钢模板 工地拼装 模板连接处设胶条防水 封闭 根据桥梁墩台身高度 设计固定节和调整节进行配