青藏高原多年凍土區凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質，凍土具有流變性，其長期強度遠低于瞬時強度特征。多年凍土區凍土厚度自地面以下深達100～150m。按其特點把凍土分為三層，上面一層叫凍融層，即隨著季節的不同，這一層土會發生凍結和融化的交替變化，是一層不穩定結構的凍土;下面一層叫永凍層，也叫凍結層，即這一層凍土是永久凍結的、穩定的，不隨氣溫的變化而變化的。上下兩層之間凍土為凍融相變混合層，也為凍土上限，凍土上限隨氣溫不同發生上下移動，決定了上下兩層土的厚度不是一個定數，也就是暖季凍融層厚度增加，永凍層厚度減小;寒季則反之。在凍土區修筑工程構筑物，其基礎面臨兩大危險:凍脹和融沉，即寒季凍融層凍結，發生凍脹;暖季凍融層融化，發生融沉。多年凍土區的地基基礎工程除滿足一般地區的基礎功能外，施工和工程尚須克服地基融沉與凍脹所引起的基礎變形與不穩定。同時，凍土區施工，還面臨著生態脆弱，原有植被一旦破壞，很難恢復的施工難點;為此，中鐵二十一局在參加青藏線格拉段十四個站房及沿線部隊守護營房等工程施工中，在凍土區的工程基礎施工時，注重多年凍土層的保護和基礎工程的技術創新和質量控制，以克服地基融沉與凍脹所引起的基礎變形與不穩定。同時更注重凍土區自然生態的保護和植被的恢復，多種新技術并用，以使青藏鐵路與原有的生態完好地共存，保障青藏鐵路的正常運營。

1凍土區基礎的施工

1.1施工季節選擇

施工季節的選擇，是減少基礎動土環境熱擾動的重要因素。不同類型的基礎有不同的施工季節，因為基礎類型是根據地基地質條件及其設計原則確定的，故可按基礎類型來確定施工時間。條形基礎(含筏片基礎):夏季地基土融化時開挖基槽，這時可少挖凍土，以節省工時。獨立基礎:不同設計原則的基礎施工季節選擇不同。按“保持凍土凍結原則”設計的獨立基礎，在雨季后凍結前(9－10月)開挖基坑。按“控制融化原則”設計的獨立基礎，融化季節內施工。樁基礎:應選擇寒季或寒暖交替的季節施工，其優點如下:一是地表凍融層凍結，場地堅硬，便于施工;二是灌漿后回凍快，短期可凍結成整體基礎;三是暖季即將到來，便于基礎上部混凝土施工;另外，暖寒交替季節也可施工，但要等到來年暖季才能施工上部混凝土。

1.2鉆孔機械的選擇

根據青藏鐵路多年凍土區施工經驗，成孔首選旋挖鉆，次選螺旋鉆，再選沖擊鉆，其他鉆型則難以適應。選擇鉆型的原則是要求對凍土擾動最小、成孔效率高、成本低、環保效果好。經過實際比較，旋挖鉆和螺旋鉆均為干法成孔，對凍土擾動很小，被大量選用，但旋挖鉆的缺點是投入大、機量少;螺旋鉆的缺點是面對一些堅硬的凍土、凍巖，扭矩不夠、鉆頭強度不夠，無法鉆進。沖擊鉆是最普通的鉆機，孔內泥漿不循環，擾動不大，也可選用;缺點是掏渣及泥漿池對環保不利，不符合青藏高原環保的原則，必須環保措施到位，如配鋼制泥漿池、掏渣池等，方能使用。

1.3施工準備

按施工組織設計做到三通(道路、水、電)一平(建筑場地)。施工用臨時場地(混凝土拌和、成樁存放、原材料堆碼場地)的設置必須符合凍土和環境保護要求，即場地設在植被較差地段、廢棄建筑場地遺址上，或者場地設置隔熱保護層。遺棄建筑垃圾堆放地應遠離施工房屋。建筑場地排水設施暢通。施工放樣:測量放樣遵循“由整體到局部的原則”，先放樣基礎梁位，再由梁位控制樁放樣樁位，樁位放樣時，樁的縱橫允許偏差不大于5mm，并在樁的前后左右距中心2m處分別設置護樁，以供隨時檢測中心和標高。測量控制樁要注意凍融保護，防止地表擾動、凍融引起樁位變動。

1.4鉆機作業平臺設置

施工考慮凍土融化對鉆機穩定的影響，要對鉆機工作范圍內地表距離樁1m左右填筑鉆機作業平臺，作業平臺寬度5～7m，厚度50～70cm，填筑材料選用片石。為避免地表水及凍結層上水流滲入鉆孔，在樁位的另一側挖排、降水溝以排降地表及凍結層上水。排、降水溝深度一般在1～1.5m，距樁2～3m。鉆機作業平臺及排降水溝布置如圖1所示。

1.5鋼護筒的制作與安裝

為防止樁孔周圍上部凍結土體在施鉆過程熱融塌落，需在樁上部埋設外護筒。護筒用6～8mm厚鋼板制作，內徑比孔口大100～200mm，埋深1.5～2.0m，高出地面30cm。如果護筒埋設深度較大，可以進行續接。護筒可循環使用，但只有當灌注完成后方可拔除護筒。外護筒采用旋挖鉆機旋轉壓入，應保持護筒的位置正確、穩定，護筒中心與樁位中心的偏差不得大于5cm。灌注混凝土后外鋼護筒撥出以循環使用，內護筒成孔后安裝，灌注后不拔出成為永久鋼護筒。為減少凍融過程中樁的切向力對樁的凍拔作用，內護筒外側涂刷1cm厚渣油且應埋入凍土上限以下最小0.5m。內護筒安裝后，應對其直徑、高度、軸線偏位及垂直度進行檢查，合格后方可進入下道工序。

1.6人工挖孔樁

人工挖孔樁施工工序除機械鉆孔的部分工序不同外，其他基本相同，但需注意采用特殊防護措施，防止凍土發生消融變型后導致嚴重塌孔，在開挖全程中要進行全過程的溫度控制，在開挖過程中可采用搭建防風遮陽板等隔熱防護措施，達到避免和控制凍土消融現象。應注意溫度的監測與控制。表1是在沱沱河站工程開挖全程中進行溫度控制，經過測控得到的一組數據(溫度均為開挖期間的平均溫度，月份:4月，地點:沱沱河一工地，海拔高度:4533m)。通過對上數據對比可以看出經過搭建防風遮陽板和使用保溫板后，溫差明顯變小，對于井樁的開挖，對于凍土的穩定起到了關鍵的作用。

1.7不同類型房屋基礎操作要點

1)樁基施工首先要注意地表及凍結層上水之降排水，鉆孔完畢及成孔檢查合格后要迅速進行混凝土灌注。2)基坑開挖及地基梁體混凝土施工要按照快速施工的原則組織施工，以避免或盡量減少對基坑周圍凍土環境的破壞。3)在低溫或負溫下養護且不與凍土層直接接觸的混凝土結構時，混凝土的入模溫度控制在5～10℃。4)梁體側面防切向凍脹力所涂1cm厚瀝青油渣厚度必須保證。5)鉆孔是樁基施工的關鍵環節，按照基礎設計圖放線定出樁位，避免鉆孔偏位或不垂直。當一排樁數較多時可依樁線鋪設鉆機軌道，以方便鉆機移動，鉆頭對位容易而準確。鉆孔時要時常核對鉆機鉆孔位置及鉆孔深度;最好使用大功率的旋轉螺旋鉆機，它可自動出碴，一鉆到底，孔徑也很標準。6)避免地表水和土中潛水浸人孔中造成孔壁凍土融化下塌，同時也防止水在孔中凍結而使鉆孔報廢。7)成孔后立刻進行樁基混凝土澆筑。灌注前必須檢查孔徑、孔深，如不符標準。需修正后再灌注。8)各類基礎露天過冬，都須采取相應的防凍脹措施，以確保基礎不受凍害。