修建青藏铁路格尔木至拉萨段是西部大开发的一项标志性工程,涉及“多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱”三大世界性难题,没有成功的经验可借鉴。青藏铁路地处高原严寒地带,沿线高寒缺氧,空气稀薄,气候多变,自然条件十分恶劣。温(气温、低温)、水(地表水、地下水)、土(颗粒状况)、力(冻胀力)是影响冻土的四大要素,随着人类经济活动的加剧不断变化的动态因素,直接影响冻土的变化和冻胀的生成,对桥梁基础承载力将产生很大影响,更是施工过程中生态平衡和环境保护研究的主题。冻土工程技术有着长期的发展历史,随着冻土区的经济建设和资源开发,冻土铁路、公路和油气管线建设得到迅速发展,迫切要求对冻土工程问题开展研究。 本文结合青藏高原铁路第Ⅵ、Ⅺ段桥梁基础工程所处的高温不稳定多年冻土区地质环境、气候条件和设计要求,充分吸收各相关科研单位以往在高原多年冻土区的研究成果的基础上,采用实用、先进的技术装备和管理模式,在对高温多年冻土区桥梁基础耐久性混凝土的配制与施工、钻孔桩旋挖钻机干法成孔、钻孔扩底桩、钻孔插入桩、明挖基础快速开挖等施工技术进行了探索研究,其主要内容如下: (1) 高原多年冻土区桥梁基础耐久混凝土施工技术研究。掺加DZ系列高性能混凝土外加剂、Ⅰ级粉煤灰掺合料,通过室内试验和现场浇筑混凝土结构的工程实践,调整配合比参数,改善新拌混凝土在低、负温条件下的工作性,并有效降低混凝土的水胶比,促进混凝土早期强度的发展,改善硬化混凝土的孔结构,使在负温条件下施工的混凝土达到了抗冻融循环、抗氯离子渗透、耐腐蚀等8项耐久性指标;选用水化热低的胶凝材料、专用复合外加剂和调整配合比参数等技术措施,配制出在低温条件具有高流动性的灌注桩用自密实混凝土,保证灌注桩混凝土的成型质量,减少了混凝土对冻土层的热扰动。 (2) 青藏铁路高温多年冻土区钻孔桩成孔施工技术。在青藏高原高温不稳定多年冻土区,采用旋挖钻机进行桩基干法钻孔施工,成孔施工速度快,孔位偏差小,减少了环境污染,节约成本,灵活性强,适用工程广,安全生产有保证。在钻孔过程中,当遇到坚硬岩石夹层嵌岩短螺旋钻头钻进困难时,换用比原来直径小一些的嵌岩短螺旋钻头穿过坚硬岩石层,再换用大直径嵌岩短螺旋钻头扩孔;当在硬质岩层中钻进工程量较大时,采用大功率钻机,