桥梁施工技术在高原高寒多年冻土区的分析

桥梁施工技术在高原高寒多年冻土区的

分析

摘要：在我国的高原地区，由于地势高、缺乏氧气且气候恶劣等特点，其土

地因常年寒冷形成冻土，质地坚硬难以挖掘，这对我国的桥梁施工建设提出了巨

大的考验。本文主要依据在高原地区久马高速公路C1项目施工的经验，对其施

工的技术进行了探讨分析，并为其桥梁施工提出了一些可行性的建议，帮助施工

队伍在高原高寒地区进行桥梁施工建设。

关键词：高原高寒；冻土区；桥梁桩基；技术措施

前言：多年冻土结构会对建筑施工产生很大影响，尤其是在高原山区，多年

冻土分布比较集中。在该地区进行桥梁施工，不仅会增加施工难度，还会造成重

型建筑工人的体力损伤。

一、冻土地基特性

1、冻胀性。造成这种特性的主要原因是大气温度的影响。当气温发生变化时，土壤中的湿度也会发生变化。当温度逐渐降低时，水的状态会发生一定程度

的变化，形成固态冰，土壤体积也会增加，从而产生一定的水分,出现霜冻现象。此外，冻胀的原因还与土壤本身的结构有关，例如土壤颗粒的直径、土体高度等。

2、冻胀力。冻胀力分为两种体系；一是封闭体系，冻胀力在这种体系中主

要是由于土体积膨胀而产生的内应力；二是开放体系；冻胀力在这种体系中主要

讲的是水进入土体结构中变成固态进而将土分开所产生的力。

3、融沉性。之所以有这个特点，是因为它受到土壤本身重力的影响，在实

际洼陷阶段，冰变成水，这个过程的本质不是土壤的体积变小，而是冰变成水后

可以顺利排出，在计算过程中，可以看作是一个轴对称的计算工作。另外，在混

凝土的加工过程中，由于释放的热量较多，实际散热量大于热量转移，计算效果

时无需考虑散热，初始温度可作为增加实际温度[1]。

二、具体技术方案措施

根据有关法律法规，如果日间平均气温持续五天平均气温低于5℃或日最低

温度-3℃时，就必须采取冬季施工措施管理。因此，在确保工程质量、进度前提下，我们将认真制定冬季施工计划，尤其重点考虑到混凝土的施工周期。

（一）拌和站冬季施工技术措施

本项目桥梁施工所用砼都是自建砼拌合站，砼生产、运输需采取以下技术方

案措施。

1、为了确保拌合用水的质量，我们采取了严格的加热和保温措施，以确保

它们符合《混凝土行业用水标准》和必要时的要求。我们将水箱内的水加热到适

当的温度，并在水箱的四周和顶部覆盖上棉被。冬季施工时保证水温在40℃～60℃之间，具体根据砼浇筑时的运输距离，入模温度要求等进行热工计算后确定。

2、为了确保主机房的温度不低于0℃，我们采取了严格的保温措施，包括安

装棉门帘，并对拌料系统进行有效的监控。

3、砂、石料的上料及保温措施：砂、石料需堆放在保温的封闭仓库内，配

备加温设施。如遇到0℃以下的气温，必须进行加温，使砂、石料温度保持在零

度以上。

4、拌和系统水管道及外加剂管道购买岩棉管进行保温，防止水管被冻。

5、为了确保质量，我们不仅需要给粉剂提供适当的保护，而水剂则需要先

经过预处理，然后把装有水剂的容器浸泡于沸水中，以确保其温度处于30℃~40℃范围内。

6、为了保证混凝土的质量，我们需要经常对混凝土的出口、搅拌和混凝土

的中心温度进行监测和记录[2]。

（二）冬季砼搅拌施工技术措施

在搅拌过程中，应该遵循“骤凝”的原则，即最大限度地降低热量的流失，并且按照一定的比例，将砂石料、水、外加剂及最终的产品组成。

1、为保证混凝土强度顺利增长，冬季砼施工首先对水加热，如水加热至40℃～60℃。先进行砂、石按配合比进拌合仓，再加热水进行拌合，并测量拌合物温度，其温度不能超过35℃.多次试拌，确定热水温度。请注意，无论什么情况，都请勿使用高温水来处理水泥。为避免假凝现象，请确保混凝土的温度低于35℃。建议使用更高的速率进行拌合，并且比正常速率要快50%。请确保使用高速速率的拌合器，并且使用清洁的水进行清洁。

2、在混合过程中，应该按照以下步骤进行：首先将沙子、碎石和适当的水混合，然后倒入混合物中，并使其中的水分达到所需的浓度。

3、在搅拌混合物的过程中，应确保出口温度低于+10℃，而进口温度低于+5℃。

4、为了确保砼的品质，使用的骨料必须保持干净，避免添加任何可能导致凝固的化学成分或其他可能导致凝固的因素。此外，当使用含有钾、钠离子的防冻剂时，也要避免使用活性材料，以避免出现碱－－凝固。

5、为了确保施工现场的温度符合要求，搅拌站应该派出专人负责监控仓库和水池的温度，以确保环境温度处于最佳状态。此外，为了防止受冻，室内温度也应该保持在5℃以上，并采取有效的保温措施。

6、在搅拌混凝土时，应该及时补充水分，以确保水温达到规定的标准。⑧在混凝土搅拌完成后，应立即按照规定的比例添加砂石等地材，以确保它们能够在一段时间内达到最佳的温度。

（三）混凝土运输的保温措施

为了确保混凝土的安全和高效的运输，我们对混凝土输送管进行了严格的保护，使其在5cm的厚度上覆盖上了一层防水的材料，并且精心挑选了一条最适合

的行驶路径，以便更快地将混凝土运抵目的地，并且大大降低了装卸的频率。同

时要控制好砼罐车到达现场的时间，不能到达现场后过多地等待，以免砼热度的

损失[3]。

三、高原高寒冻土区桥梁施工技术应用策略

1、在高寒高原多年冻土区进行桥梁施工前，需要进行合理的施工规划设计，在设计和施工期间，必须充分考虑该地区的环境特点，及时了解该地区的气温变

化情况。必须充分了解施工区域，才能避免在常温下施工桥梁，在最短的时间内

施工，减少施工对环境的影响。另外，由于高山高地多年冻土区的地形特点，即

使在高温环境下，无法保证实际的温度持续性。因此，面对温度不稳定性，可采

用赋能拨付的原则，进行相应的步骤。对于桥梁设计，只能在常规区域设计积分

区域的基础上进行。

2、钻孔灌注桩作为常用的一种施工技术，可以有效避免冻胀力的产生。一

般情况下，基础嵌入深度尺寸应小于实际规定的冻土上限值或最大冻结深度。埋

入护筒的实际深度要比冻土极限值大，成桩后不可以进行拆除，这样可以降低桩

体表面的沁水性。若土体冻结程度较为严重，土壤当中冰的体积较大，则可导致

土壤硬度进一步增加，因此应使用钻孔方法，加强对桥梁安全的检查，若有必要

则可忽略美观性施工想法，将更多的精力放在结构安全与稳定性上，让桥梁承台

和地系梁底部的高度在地面0.3米以上，在进行结构施工，从而明显降低土体冻

胀力。

3、为了确保桥梁工程质量，进一步适应高原高寒地带的环境气候，在选择

混凝土期间一定要满足耐久、抗寒、早强等条件，同时做好混凝土防冻措施，例

如可以从保护钢筋开始，调节承台混凝土与墩台的比例，进而达到保护钢筋的目的，也可以有效地预防混凝土剥离冻裂。

4、在桥梁施工完成后，仍需要面对高寒的环境条件，这不仅是对桥梁施工

技术与质量的考验，也是对桥梁防护的一种考验。因此为了确保桥梁建设的持久性，一定要做好抗寒措施，在桥梁施工结束后，要在桥梁建筑中采用一定的抗冰

冻措施，例如涂抹油渣等，但由于高寒区域的环境特殊性，因此在涂抹油渣前进