青藏鐵路是實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略決策的標(biāo)志性工程。它對(duì)加快青海、西藏的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面的發(fā)展具有十分重要意義。
青藏鐵路經(jīng)過(guò)的地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境原始、獨(dú)特,生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱、敏感,破壞、擾動(dòng)后很難恢復(fù),在此區(qū)域進(jìn)行鐵路建設(shè)不僅工程任務(wù)艱巨,且技術(shù)難度大,而且可能對(duì)線路區(qū)域內(nèi)的特殊生態(tài)環(huán)境及地理環(huán)境及水環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。工程建設(shè)與環(huán)境保護(hù)舉世矚目。優(yōu)化工程施工組織設(shè)計(jì),強(qiáng)化施工環(huán)境保護(hù)理念,用先進(jìn)的施工方法,科學(xué)管理,把工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的影響降低到最低限度已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外許多人士關(guān)注的焦點(diǎn)。
本工法是在青藏鐵路N14標(biāo)開(kāi)心嶺1#特大橋及DK1254+636中橋,DK1255+563小橋的鉆孔樁施工過(guò)程中形成的。較平原地區(qū)鉆孔樁施工,本工法成功解決了高原凍土地區(qū)鉆孔樁施工技術(shù)難題,將鉆孔樁施工對(duì)周圍凍土環(huán)境的擾動(dòng)減少到最低限度。本工法施工工藝先進(jìn),施工速度快,擴(kuò)孔率小,不易塌孔。
二、工法特點(diǎn)
1、采用旋挖鉆機(jī)成孔。旋挖鉆功效高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),能夠適應(yīng)多年凍土區(qū)的各種地質(zhì)情況,無(wú)需采用正反循環(huán)排渣,不會(huì)污染環(huán)境。成孔速度快,減少鉆孔時(shí)產(chǎn)生的熱量對(duì)天然凍土的影響,可把對(duì)凍土熱平衡的影響降低到最低限度。
2、針對(duì)不同地層,采用不同的鉆頭及鉆進(jìn)工藝,成孔質(zhì)量好,擴(kuò)孔率小。
3、旋挖鉆機(jī)配備裝載機(jī)、自卸車運(yùn)送鉆渣,減少了對(duì)周圍環(huán)境的擾動(dòng),保護(hù)了凍土環(huán)境及生態(tài)環(huán)境。
三、適用范圍
適用于高原凍土區(qū)鉆孔樁施工,同時(shí)對(duì)平原地區(qū)鉆孔樁施工也有借鑒作用,特別適合城市地區(qū)鉆孔樁施工。
四、工藝原理
凍土是一種特殊土體,其成分、結(jié)構(gòu)、熱物理及物理力學(xué)性質(zhì)均有著不同于一般土的許多特點(diǎn)。在多年凍土區(qū)施工會(huì)造成對(duì)地表的擾動(dòng)、植被的破壞,將改變地表水熱交換條件,使多年凍土地溫場(chǎng)發(fā)生變化,季節(jié)融化層厚度加大,引起凍融交替轉(zhuǎn)換,引發(fā)新的凍脹、融沉等,破壞原始凍土狀態(tài)。多年凍土的凍融交替引起的融沉凍脹必然引起凍土區(qū)建筑物的變形和破壞。因此,在凍土區(qū)進(jìn)行施工,重點(diǎn)在于嚴(yán)禁破壞凍土的熱平衡,避免凍土的融化。在青藏高原凍土區(qū)施工鉆孔樁,通過(guò)修筑鉆機(jī)平臺(tái),在鉆機(jī)與地表間設(shè)隔離層,減少鉆機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量傳遞至地表;選擇在氣溫較低的時(shí)間進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè),最大可能減少對(duì)地基土的擾動(dòng);選用成孔速度快的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工,減少對(duì)地基的擾動(dòng)時(shí)間;針對(duì)不同地層,選用不同的鉆頭及鉆進(jìn)工藝,確保成孔質(zhì)量。
五、施工工藝
1、修筑鉆機(jī)平臺(tái)
鉆孔場(chǎng)地盡量以填代挖,減少對(duì)原地表開(kāi)挖引起的熱擾動(dòng)。采用砂礫石作為填料修筑鉆機(jī)平臺(tái)。鉆機(jī)平臺(tái)的高度大于0.7m,平臺(tái)尺寸盡量縮小,盡可能保護(hù)原地表植被。每個(gè)墩位設(shè)一臺(tái)鉆機(jī)。鉆機(jī)平臺(tái)要碾壓密實(shí),以確保鉆機(jī)的安全穩(wěn)定。鉆機(jī)底座下發(fā)動(dòng)機(jī)散熱部分鋪設(shè)聚苯烯泡沫塑料隔熱板,以減少對(duì)地基土的熱侵入。
2、埋設(shè)護(hù)筒
凍土地區(qū)鉆孔樁施工護(hù)筒盡量選擇鋼護(hù)筒,厚度10mm。鋼護(hù)筒內(nèi)徑大于設(shè)計(jì)樁徑10~15cm,護(hù)筒埋置深度不小于施工期間最大融化深度50cm,并在護(hù)筒外表涂上渣油,成樁后不拆除護(hù)筒(融區(qū)拆除),以減少外表的親水程度,減少凍土對(duì)樁的上拔力。護(hù)筒高出地面30cm左右,四周用粘性土回填夯實(shí)。埋設(shè)時(shí),盡量避免在10點(diǎn)~16點(diǎn)間施工,否則要采取遮陽(yáng)措施。護(hù)筒埋設(shè)完及時(shí)用鋼板臨時(shí)封閉孔口。護(hù)筒埋設(shè)誤差不得大于5cm。在地質(zhì)情況比較復(fù)雜,地表水較大,易坍塌的情況下,可采用如下方法:先做一個(gè)更大的護(hù)筒(比樁徑大50~60cm),用震動(dòng)打樁錘沉入,該護(hù)筒不斷跟進(jìn)以保證鉆孔成型。