樁基地溫變化規(guī)律

1、1融區(qū)與多年凍土區(qū)過渡帶鉆孔灌注樁施工及其周圍土層地溫變化規(guī)律的初步探索張加全王文軍摘要：針對(duì)青藏高原的特點(diǎn)，通過對(duì)鉆孔灌注樁及其周圍土層溫度變化過程的研究，了解混凝土溫度與地基土溫度的變化規(guī)律，作為選擇混凝土防凍措施和混凝土拌和料溫度的依據(jù)。通過對(duì)孔壁、樁側(cè)（距樁側(cè)35cm）、基準(zhǔn)測溫孔（距承臺(tái)中心20m）的地溫觀測，把握混凝土施工材料及施工方法對(duì)鉆孔灌注樁的回凍規(guī)律的影響。對(duì)鉆孔機(jī)具的性能、鉆進(jìn)效率、成樁工藝、樁體混凝土灌注工藝進(jìn)行

2、研究。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁施工周圍土層地溫變化1工程概況1.1工程地質(zhì)及地形地貌青藏鐵路格拉段沱沱河試驗(yàn)段DK1229200DK1230700為融區(qū)與多年凍土過渡帶段，線路通過地區(qū)屬沱沱河北岸沖洪積平原，地形平坦，地面高程45424560，地面沖溝較發(fā)育，地表植被稀疏，局部地段半固定沙丘、半固定沙地發(fā)育。本段多年凍土屬高溫極不穩(wěn)定區(qū)，年平均地溫Tcp≥0.50C，其中鉆孔灌注樁試驗(yàn)所處地段為島狀多年凍土區(qū)。地表為第四紀(jì)細(xì)砂、礫砂層，以下依

3、次為粉質(zhì)粘土、多冰凍土、含土冰層、風(fēng)化泥巖，并夾有砂巖層。凍土上限23.5m，凍土下限為1024m。1.2氣候特征該試驗(yàn)段屬高原亞寒帶半干旱氣候區(qū)，區(qū)內(nèi)寒冷干旱，氣候多變。一年內(nèi)凍結(jié)期長達(dá)78個(gè)月。年平均氣溫4度，年平均降雨量248.5mm，年平均蒸發(fā)量1638.9mm；最大風(fēng)速30ms，年平均風(fēng)速3.9ms，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)；最大積雪厚度30cm。1.3水文地質(zhì)特征本段地表無常年流水，各寬淺谷地為季節(jié)性流水，地下水在融區(qū)內(nèi)主要為第四系孔

4、隙潛水及基巖裂隙水，水量較大，水位不穩(wěn)定；多年凍土區(qū)主要為凍結(jié)層上水，水量較小，水位不穩(wěn)定。地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給。樁基試驗(yàn)場地范圍內(nèi)，距地表16m以下（第二層砂巖層以下）存在承壓水。2鉆孔灌注樁試樁的施工2.1試樁采用的原材料及配合比水泥采用甘肅省祁連山牌32.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥。粗骨料粗骨料取自通天河的河卵石，骨料粒徑規(guī)格為5~40mm。細(xì)骨料骨料取自通天河的河砂，細(xì)度模數(shù)為2.7。水混凝土拌合用水，采用飲用水。外加外加劑采用

5、鐵道部科學(xué)研究院生產(chǎn)的DZ1型低溫早強(qiáng)高性能混凝土復(fù)合型外加劑。配合比配合比考慮到青藏線混凝土的耐久性要求，混凝土配制強(qiáng)度比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高一個(gè)等級(jí)。2.2試樁的施工基樁的施工包括清理場地——埋設(shè)護(hù)筒——鉆孔作業(yè)——清孔——下放鋼筋籠——下放導(dǎo)管——進(jìn)行水下混凝土的澆筑等工序。試驗(yàn)基樁的施工是在進(jìn)行了工程樁施工完畢后進(jìn)行的。開始鉆孔前，帶有測試元件的鋼筋籠已制作完畢。鉆孔作業(yè)采用HC60型R618旋挖鉆機(jī)，該旋挖鉆機(jī)為意大利soilMEC公司

6、設(shè)計(jì)制造的一種新型鉆孔灌注樁施工機(jī)械，本鉆機(jī)由履帶式走行機(jī)構(gòu)、全液壓驅(qū)動(dòng)、智能控制系統(tǒng)組成，柴油動(dòng)力?？稍诟鞣N不同的土層、泥巖、高含冰量地層及砂巖等地質(zhì)條件下進(jìn)行鉆孔作業(yè)，尤其在泥巖、多冰、富冰地層中更為實(shí)用，在風(fēng)化泥巖層中鉆進(jìn)速度可達(dá)68mh，對(duì)施工場地的要求很低，移位甚為方便，鉆桿剛度大，定位準(zhǔn)確，能夠保證鉆孔的垂直度。在鉆機(jī)工作室內(nèi)有一鉆孔深度計(jì)數(shù)器，鉆機(jī)司機(jī)可隨時(shí)掌握鉆孔深度。由于每次鉆斗裝滿鉆渣后，提離孔位卸于地表，因而可以對(duì)

7、鉆孔樁的工程地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確記錄。與常規(guī)泥漿護(hù)壁反循環(huán)鉆機(jī)施工相比較，運(yùn)用旋挖鉆機(jī)可以提高工效二十倍以上。2#墩4#樁施工時(shí)，采用常規(guī)泥漿護(hù)壁反循環(huán)鉆機(jī)施工15天左右才可成一孔，而且在遇到硬巖時(shí)無法施工，而3每天進(jìn)行地溫觀測。（注：其中樁側(cè)測溫孔第五天測溫元件連接失效，后經(jīng)測試元件埋設(shè)單位西北院修復(fù)后正常）。3.2.2地溫測試曲線的分析3.2.2.1基準(zhǔn)測溫孔基準(zhǔn)測溫孔地溫變化主要受大氣溫度變化的影響。根據(jù)測溫結(jié)果可知，地溫沿不同深