冻土地区基础施工方案.docx
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冻土地区基础施工方案
青藏交直流联网工程直流线路工程多年冻土地区基础施工方案
◆青藏交直流联网工程直流线路工程施工合同；
◆青藏交直流联网工程直流线路工程施工图；
◆青藏交直流联网工程直流线路工程
◆《±800kV架空送电线路施工及验收规范》（Q/GDW225-2008）；
◆《±800kV架空送电线路施工质量检验及评定规程》（Q/GDW226-2008）；
◆《高海拔，多年冻土地区杆塔基础施工及质量验收细则》；
◆《建筑桩基技术规范》JGJ94-94的有关规定；
◆《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；
◆《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
◆《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）；
◆《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ-55-2000）；
◆《混凝土泵送送施工技术规程》（JGJ/T10-95）；
◆《钢结构工程施工质量验收规程》（GB50205-2001的有关条例）；
◆《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）；
◆《电力建设安全工作规程》（5009.2-94）；
◆《电力建设安全健康与环境管理工作规程》；
◆《工程建设标准强制性条文》电力工程部分2006年版；
◆《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ/T55—2000）。
1多年冻土的基本特点、关键工作和开挖原则
1.1多年冻土的基本特点
1.1.1多年冻土是指土体温度低于0℃且含有冰的特殊岩土体，当土体处于冻结时，冻土具有极高的强度特性；当土体融化时，土体将完全丧失强度，且冻土物理、力学性质均会随冻土温度而发生剧烈的变化。
在工程作用下，多年冻土发生较大的变化，引起多年冻土上限下移、地下冰融化、多年冻土温度升高等，从而引起冻土工程性质变化，影响工程建筑物的稳定性。
同时，施工活动本身对多年冻土易产生较大的扰动，易诱发威胁工程安全的冻融灾害，如以热融过程为主的热融滑塌、融冻泥流等，以冻结过程为主的冻胀丘、冰锥等。
另外，冻土具有强烈的冻胀作用，致使工程建筑物产生强烈的冻胀破坏。
如在桩基与冻土相互作用过程中易产生强烈的切向冻胀力，致使基础产生强烈的冻拔作用，影响基础的稳定性。
作为送变电工程来说，在高含冰量地段各种基础的融化下沉变形和活动层土体冻胀作用，均会造成基础发生强烈的破坏，制定防止基础产生融化下沉变形和冻胀破坏的技术措施是解决青藏高原多年冻土区青藏交直流联网工程直流线路工程安全可靠运营的关键。
1.1.2青藏交直流联网工程直流线路工程沿线穿越青藏高原的大片连续多年冻土、岛状多年冻土和季节冻土带。
沿线的多年冻土属于高海拔多年冻土，高海拔多年冻土具有强烈的垂直地带性。
多年冻土温度、厚度受海拔高度的控制，海拔越高，温度越低，多年冻土越厚。
同时又具有纬向地带性和干燥地带性，沿线多年冻土基本呈大面积连续分布，发育在各种地形、地貌单元的松散和半坚硬岩层中。
沿线具体冻土分类及特点见表1-1
青藏交直流联网工程直流线路工程沿线冻土分布及地质属性一览表
表1-1
地段
公路里程
地质概况
主要冻土
类型
属性
基础设计原则
基础类型
主要辅助措施
开始冻结时间
开始融化时间
上限深度（m）
融区、多冰、富冰
多年片状冻土
冻结状态
大开挖、桩基础、陶挖基础
玻璃钢、热棒
10月初
来年4月底
2.5～4.6
少冰、富冰、饱冰
多年片状冻土
冻结状态
大开挖、桩基础、陶挖基础
玻璃钢、热棒
10月初
来年4月底
2.0～4.0
融区、少冰、富冰、饱冰、含土冰层
多年片状冻土
冻结状态
大开挖、桩基础、陶挖基础
玻璃钢、热棒
10月初
来年4月底
1.5～5.0
融区、少冰、富冰、饱冰、含土冰层
多年片状冻土
冻结状态
大开挖、桩基础、陶挖基础
玻璃钢、热棒
10月初
来年4月底
1.5～4.0
融区、少冰、富冰、饱冰
多年片状冻土
冻结状态
大开挖、桩基础、陶挖基础
玻璃钢、热棒
10月初
来年4月底
2.0～6.5
融区、少冰、富冰、饱冰、含土冰层
多年片状冻土
冻结状态
大开挖、桩基础、陶挖基础
玻璃钢、热棒
10月初
来年4月底
2.0～3.0
1.2多年冻土地区基础设计的原则
由于冻土所具有的特殊工程地质特性，因而基础类型的选择除考虑铁塔安全等级、类型外，还应考虑冻土类型、冻土环境、交通条件及人工作用便捷性等。
本工程设计在多年冻土地区基础采用了保持冻土地基冻结状态和按地基融化状态的设计原则。
对于地质情况较好，基础负荷不大，环保要求高的塔位采用掏挖式基础。
掏挖式基础在以往的工程中也施工过，施工工艺成熟。
施工过程主要控制好坑壁坍塌、保持冻土稳定等措施。
季节性冻土地区按地基土融化状态设计为大开挖基础，主要设计基础型式有适合于冬季施工的装配式基础、锥柱基础，以及跨河及冻土地质条件极差、基础负荷大的灌注桩基础。
（1）桩基础。
主要为钻孔灌注桩基础，在基础作用力较大且地质条件较差的河网地区的塔位使用钻孔灌注桩基础。
相对于其它软弱地基基础而言，具有施工方便，可以保证铁塔运行安全的特点。
因此在本工程的跨河地段和地质条件较差地段采用这种常规的钻孔灌注桩基础较为安全可靠和经济适用。
（2）预制装配式基础。
该基础适合于非多年冻土、多年冻土地区的基岩及融区、低含冰量的冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段及不冻胀和弱冻胀性的地基上。
（3）锥柱基础。
由于锥柱基础可以通过自身的结构型式改变消除切向冻胀力，因此在季节性冻土和多年冻土地区广泛地应用，特别在多年冻土地区最大冻结深度在2～4米之间基础易于开挖成型不易垮塌的地区。
1.3多年冻土地区基础施工的关键工作
1.3.1基坑开挖：
⑴按地基土冻结状态设计的基础关键是保持土壤冻结状态，减少人为扰动；
⑵按地基土融化状态设计的基础关键是做好遮阳防雨措施以保持坑壁的稳定，并采取必要的抽水排水工作；
⑶管桩基础桩孔的成型和孔壁稳定。
1.3.2基础工程:
⑴现浇基础混凝土配合比设计、浇制、养护；
⑵预制管桩基础的安装、回填；
⑶基础辅助措施如热棒的施工技术及工艺。
1.4多年冻土地区基坑开挖基本原则
⑴按保持冻结原则设计的基础，摸清规律掌握好开挖的时机与时间，在人工开挖的条件下，对厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在天气较为寒冷的季节施工；若在暖季施工时采取遮阳、防晒措施，选择在气温较低的时段内快速施工。
在饱冰冻土、含土冰层地段施工时，可在暖寒季交替期施工，视天气情况采取遮阳和防晒措施，能够保持冻土的稳定。
⑵按容许融化原则设计的基础，设计要求进行基底换填的按设计进行换填，设计未要求的，铺设厚不小于30cm的碎石垫层。
对于在暖季施工融化地下水比较多的基坑，需要采取抽水排水措施，为防止坑壁坍塌应采取挡土板、钢筒或混凝土护壁措施。
⑶基坑一般采用爆破方式进行开挖（可可西里保护区视时间而定，要避开动物迁徙的季节），爆破作业采用松动爆破或预裂爆破（药量按冻土爆破设计原则控制）。
基坑从开挖到下桩（浇制）要连续，必须突出“快”字。
⑷桩基础开挖视地质情况采取人工掏挖和机械旋挖相结合的方式。
2多年冻土地区基坑开挖技术措施
2.1各类基础基坑开挖主要施工方法见表2－1
2.2施工准备
2.1.1施工前应仔细核对设计文件，全面调查与核实杆塔位的地质及地形，发现与设计不符的情况，立即上报处理。
2.1.2按照设计要求，结合桩位所处地形合理规划施工便道及施工场地。
针对送电线路施工的特点，应遵循不破坏施工场地周围植被、不扰动基坑周围冻土的原则。
2.3基坑开挖的一般要求
2.3.1按保持冻结原则设计的基础，在厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在寒季施工；在暖季施工时应采取遮阳防雨措施，选择在气温较低的时段快速施工。
2.3.2按容许融化原则设计的基础，也尽量选择在寒季开挖，对于不可避免
的需在暖季施工的基坑，在做好遮阳防雨措施的同时，必要时还要做好抽水排水、以及防止坑壁坍塌的防护措施。
2.3.3人工挖掘预制装配式基础时可采用小炮松动爆破和风镐联合的方式进行基坑开挖。
在寒冷的冬季也可用牛粪（或煤砖）在坑中心围火局部融化的方式进行开挖。
具体见图4、图5。
2.3.4人工大开挖基础也可采用也可松动爆破和风镐联合的方式进行基坑开挖，药量按冻土爆破设计原则控制。
炮孔可用人工打钎成孔和麻花钻机械成孔。
炸药可使用黑色炸药、硝铵炸药，严禁使用甘油类炸药。
基坑开挖宜分段进行，开挖作业要连续，必须突出“快”字。
2.3.5当冻土采用爆破法施工时，施工地点离建筑物、公路、铁路的距离应符合或大于《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ201）的有关规定。
2.3.6为避免污染基坑周围的环境，坑内弃土应全部置于塑料编织布上，并置于离基坑边缘的距离不小于常温下规定的距离加上弃土堆的高度的地点。
对于植被茂盛的地点，需将原植被集中收集并加以养护，待基础完工后重新覆盖在基坑上，以保持原始地貌。
2.3.7基坑开挖预留300mm以上防冻层，待浇筑前基坑操平时再挖至设计深度，以避免气温上升冻土解冻后造成不均匀下沉。
2.3.8基础坑开挖后，若不能及时浇筑时则在坑底铺盖厚度不小于1m的稻草帘等保温、防冻。
2.4特殊基坑的开挖
2.4.1泥水坑的开挖
对于在饱冰冻土地带施工，由于气温、地温及施工扰动引起冻土融化而造成坑内大量积水，尤其是基坑为细粒土质的，要制定专门的技术方案。
⑴对不塌方且渗水速度较慢的水坑，可采用人工掏挖，挡土板或钢筒护壁的施工方法，挖至设计深度后，立即进行混凝土浇制或吊装预制管桩。
⑵对于渗水较快的水坑，采用人工掏挖，挡土板或混凝土护壁的施工方法，同时必须选用合适的抽水设备排水，边排水边挖至设计深度。
⑶对于渗水量大且坑壁坍塌的大开挖基坑，开挖时必须使用挡土板加以支撑。
开挖时先开口挖下0.3～0.5m，然后在坑壁四周设水平横撑木，将挡板由横撑木及坑壁间插下，边插边打，横撑木间距视土质而定，一般为0.8～1.0m。
挡板顶端要有防止打裂的措施，若使用钢板挡土板则更好。
挖掘过程中是边挖边下挡土板，要注意观察挡板有无变形及断裂危险。
若发现异常应及时更换或者在横撑上加水平顶杠，增强挡土板骨架的刚度。
确保挖坑深度达到设计要求。
2.4.2桩基坑的开挖
本工程桩基础应用于具有强冻胀的2.5需要采取的措施
2.5.1对于预制装配式基础，视地形情况采取吊车
吊装就位的方式。
2.5.2对于现浇基础关键是混凝土配合比设计、
原材料保温加热、混凝土浇制、养护。
2.5.3对于设计对基础有辅助措施的按设计进行。
2.6施工工器具及机械选择：
2.6.1根据送电线路基础施工的实际情况及本工程的特点，基坑土石方开挖机具见表2-2：
表2-2
类别
机具名称
规格
单位
数量
备注
基
坑
开
挖
机
具
全站仪
DTM-500
台
2
线路复测
经纬仪
台
7
分坑测量
凿岩机
V018
台
16
空压机
W1.8-5
台
12
风镐
台
抽水机
400YPC
台
12
园形异形模板
m3
根据现场需要
铁沉箱
组
根据现场需要
挡土板
m3
根据现场需要
2.6.2基础施工工器具表2-3
类别
机具名称
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