多年冻土地区铁塔基础施工技术文档格式.docx

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法向冻胀力即地基土在冻结膨胀时，沿法向作用在基础底面的力。

水平冻胀力即地基土在冻结膨胀时，沿水平方向作用在基础表面上的力，包括沿切向和法向的作用。

对于法向冻胀力，一般设计将采用基础深埋至最大季节融化深度以下的方式，对其进行消弱或消除。

切向冻胀力是作用于冻土地区基础上的最主要力系，如果设计、施工对此考虑不当，则会引起基础在切向冻胀力的作用下产生上拔变形、移位，甚至破坏。

1.3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空隙水的消散，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空隙水的消散与排泄，土体的空隙比减小。

冻土的融沉性与冻土的粒度成分及含冰量密度等因素密切相关。

2多年冻土地区铁塔基础施工技术

2.1施工准备

2.1.12.1.2有适用于冬期混凝土基础施工所需用的砂、石、钢筋和水泥，且必须经过检验合格并取得检验合格证后方可使用。

2.1.3冬期混凝土施工所用的混凝土配合比根据有关标准、规范要求的参数等另行计算，经强度试压后确定混凝土配合比。

2.1.4砂、石、水、水泥、外加剂等备料必须能满足连续浇筑施工的需要，水泥在使用前运入搅拌棚内存放，进行预热。

2.1.5施工队所用工器具、仪表应按要求配备，仪器仪表等应有计量合格证。

2.1.6施工所用的发电机、电焊机、搅拌机和振捣器等必须运转灵活，符合机械管理要求，施工前应经过试运行。

2.1.7在基坑开挖前各控制桩应完整无缺，复查根开尺寸、转角度数、横担方向等，确认控制尺寸正确无误，在合适位置钉必要的测量辅助桩、沉降和位移监测桩，并定出热棒准确位置的控制桩等。

2.2基坑开挖

为尽量减少对冻土的扰动，防止冻土退化，2.2.1冻土的挖掘根据土层厚度可采用人工、机械和爆破方法。

a.人工挖掘冻土可采用锤击铁楔子劈冻土的方法分层进行挖掘，楔子的长度视每次开挖冻土层厚度确定，宜为40～60cm。

b.机械挖掘冻土可根据每次开挖冻土层厚度选用风镐松动、挖掘机开挖冻土等方法。

c.采用爆破法。

爆破施工的关键技术为限位爆破，即不能发生扰动土壤的效果。

炮孔的直径宜为50～70mm，与地面呈60°

～90°

夹角。

炮孔的间距宜等于最小抵抗线长度的1.2倍，排距宜等于最小抵抗线长度的1.5倍。

炮孔可用电钻、风钻或人工打钎成孔。

2.2.2准备好防止基坑防日晒所用的设施（如遮阳棚等）。

2.2.3在厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖时应尽量在寒期施工。

2.2.4基础施工尽量在低温季节进行，尽可能避免外界的热量传导至地下，减少对多年冻土的影响。

2.2.5基坑开挖在预达到设计埋深时需预留200～300mm以上冻土层，支模或绑钢筋前基坑操平时再挖至设计深度，以免造成对地基扰动。

2.2.6基础坑开挖或支模后，若不能及时浇筑时则在坑底铺盖棉被等保温材料。

在坑口采取遮阳、覆盖等隔离措施，尽可能减少开挖面暴露在外界高温空气中。

2.2.7冻土地区灌注桩基坑尽量采用旋挖钻机开挖干法成孔的施工技术，以保持桩孔成型和冻土稳定；

2.2.8在开挖地下水比较多的基坑时，需要采取抽水排水措施，为防止坑壁坍塌应采取挡土板、钢筒或混凝土护壁等措施；

2.2.9基坑分坑时应考虑施工工作面，为防止基坑坍塌，开挖时应考虑放坡，具体坡度应根据冬季气温、土质及基坑深度而定。

2.2.10基坑开挖过程中遇有地质、冻融深度与设计不符时，应及时报同设计进行处理。

2.3负温混凝土施工

2.3.1负温混凝土原材料及配置

a.冬期钢筋的焊接，宜在室内进行，当必须在室外焊接时，其最低气温不宜低于－20℃，并应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-2003）的规定，且应有防风挡雪的帐篷。

焊接后的接头，严禁立即碰到冰雪。

b.

c.配制冬期施工的负温混凝土，应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

水泥强度等级不低于42.5级。

混凝土试验配合比以届时试验配合比为准。

负温混凝土水灰比不得大于0.55，最小水泥用量不宜小于300kg/m3。

d.拌制混凝土用的骨料，在入冬或基坑开挖前必须备足经过筛选的骨料；

使用时，若因存储时间过长而落上灰尘、泥土，应再过筛一遍。

拌制混凝土时，必须确保骨料清洁，此外骨料不得混有冰、雪或冻块。

现场堆放的骨料必须采取下铺上盖彩条布等措施。

e.砂、石中的含泥量和泥块含量对负温混凝土的结构强度和稳定性影响较大，必须严格控制。

其中砂含泥量不得大于3.0%，泥块含量不得大于1.0%。

石含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%[1]。

其它指标按《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006有关规定。

f.混凝土中宜参入防冻剂、早强剂、减水剂、引气剂和混凝土掺合料，外加剂的使用应符合GB50119《混凝土外加剂应用技术规范》要求。

掺加量应根据气温值按配合比、使用说明书或试验加以确定，掺加量应严格控制，计量准确，设专人进行添加并作好记录。

2.3.2钢筋绑扎

钢筋绑扎同常规施工方法。

2.3.3模板安装

普通模板和玻璃钢模板安装同常规施工方法。

2.3.4材料的加热及拌制

a.拌制混凝土时，应优先考虑采用加热水的办法提高混凝土拌合物的温度；

当只加热水尚达不到所需温度时，才加热砂、石等骨料（骨料加热一般优先考虑加热砂）。

b.在自然气温不低于-8℃时，为减少加热工作量，只加热水就能满足拌合物的温度要求。

但任何情况下，水泥均不得直接加热，但宜在使用前运入暖棚内存放。

c.为防止水泥“假凝”，水泥不应与80℃以上的水直接接触，为此投料顺序应先投入骨料和已加热的水，然后再投入水泥。

不得使用带有冰团的骨料拌制混凝土。

d.对拌合水的加热要求是水温准确、供应及时，保持先后用水温度一致，为此应准备有足够的热水，以免拌和物前后在温度上有过大差异，水的加热可采用铁桶、大锅、大水箱等器具。

e.对于砂的加热可采用铁板烘烤或蒸汽直接加热的方法，用蒸汽直接加热砂时要注意砂中含水量的变化，搅拌混凝土时应随时加以调整。

石一般不加热。

f.外加剂不需进行加热，与水泥一样，置于暖棚内即可

g.冬期施工时混凝土的搅拌时间应比常温季节搅拌时间延长50%，拌制混凝土的最短时间应符合的规定[2]。

表2搅拌混凝土的最短时间（S）表

混凝土坍落度（mm）

搅拌机机型

搅拌机容积（L）

＜250

250～650

＞650

≤30

自落式

135

180

225

强制式

90

＞30

备注：

表中搅拌机容积为出料容积。

h.拌制混凝土时应进行拌合物的温度计算，拌合物的温度计算方法见《建筑工程冬期施工规程》JGJ104—97，

i.混凝土搅拌前，应对搅拌机进行预热。

2.3.5混凝土的运送及浇筑

a.冬期运送混凝土拌合物时，需使混凝土的热损失最小，应选择合适的搅拌位置，使其运输路径最短。

为防止混凝土在输送过程中热量的损失，混凝土的运输机具应进行保温，可采用棉毡苫盖保温，混凝土的出罐温度与浇筑温度、入模温度应进行监测；

运输混凝土拌合物的热损失应进行现场计算，运输混凝土拌合物的热损失计算方法见《建筑工程冬期施工规程》JGJ104—97。

b.混凝土浇筑前，必须清除模板内的冰雪、污垢、杂物，排除坑内的积水、沉渣，并将基础钢材用热水适当预热。

c.-15℃以上的气温条件下，应控制混凝土的入模温度不低于6℃～8℃，低于-15℃条件下，混凝土的入模温度应适当提高至10℃左右。

拌好的混凝土应及时灌入基础模板内，及时捣固，尽量缩短浇筑时间。

对于分层浇筑的混凝土，已浇筑层的混凝土温度在未被上层混凝土覆盖前，不得低于2℃。

每个基础必须一次浇完。

d.混凝土浇筑及捣固完毕，在未养护前用塑料布及保温材料覆盖封住坑口，以免风吹失水影响硬化，以防止热量或水分的损失过大和混凝土表面受冻。

2.3.6混凝土的养护

a.养护前，应根据混凝土量备足保温防风材料，并在贮存与保管中不得受潮。

b.日最低气温在-15℃以上气温条件下，可采用一层塑料布加一层保温棉毡或其他保温材料进行防风保温。

c.日最低气温在-15℃以下气温条件下，应采用一层或二层塑料布加二层保温棉毡或其他保温材料进行防风保温。

d.不得在混凝土表面浇水养护。

e.养护过程中，温度的监测按照JGJ104的规定执行。

对于混凝土结构的迎风面、棱角突出部位、不易蓄热部位，应加强保温措施和温度监测。

f.混凝土在达到抗冻临界强度后，也不得将混凝土直接暴露于自然环境中，应继续保温养护直至达到设计规定强度。

2.3.7基础的拆模及回填

a.基础下部如采用普通模板拆模时需要拆模，但必须在混凝土强度达到设计强度的40%以上时，方可拆模，不得过早拆模（一般需2～4天），拆模时应报监理检查认可。

拆模后及时采取保温措施，防止混凝土受冻。

模板及保温层应在混凝土冷却到5℃后方可拆除。

当混凝土与外界温差大于15℃时，拆模后应采取临时覆盖措施使混凝土表面缓慢冷却。

拆模后，基坑应按有关规定立即回填。

回填作业时间应安排在上午10点至下午3点进行。

b.采用玻璃钢模板时不需要拆模。

c.大开挖基础应按设计要求采用未冻结的颗粒土分层夯实回填，压实系数不得小于原状土的80%，严禁用冻土块回填。

d.冻土区基础拆模后，应及时回填。

回填土应分层夯实，回填土应高出地面500mm做防沉层。

当采用玻璃钢模板时，随混凝土浇筑高度同步回填。

e.回填遇地下水或滞水时，应将积水排净后再回填。

基坑回填应在基础相对两侧或四周同时进行。

3保证多年冻土地区铁塔基础结构质量的技术措施

对于多年冻土条件下的基础工程，在设计及施工上都要采取一些特殊措施，以保证工程质量。

3.1结构措施

根据多年冻土的工程性质以及影响结构稳定性的因素，一般设计将采用锥面柱基础、掏挖式基础及[3]

切向冻胀力作用下，基础稳定性验算应满足下式要求：

∑τdiAτi≤0.9Gk+Rn

（1）

式中τdi为第i层土中单位切向冻胀力的设计值，kPa，可按表3取值；

Aτi为与i层土冻结在一起的基础侧表面积，m2；

Gk为作用于基础上永久荷载标准值，kN；

n为设计冻深内的土层数。

Rn为地基土所产生的锚固力的设计值，kN。

Rn=∑（fni*Afi）

（2）

式中fni为第i层土内冻土与基础侧表面之间冻结强度的设计值，kPa；

Afi为第