多年凍土區橋梁凍土地基設計原則分析

張志新　盧文才

摘 要：對于多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的分析研究，其主要目的在于了解當前多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的發展現狀，以及設計原則的確定，為日后提高凍土地基設計原則，在多年凍土區橋梁凍土地基中的應用水平提供寶貴的建議。隨著社會經濟文化的不斷進步，科學技術得到迅猛發展，國家逐漸加強對各省市的城市化建設。文章主要對多年凍土區橋梁凍土地基的特點進行概括，同時對橋梁凍土地基與其他建筑物基礎的區別進行分析，最后著重對多年凍土區橋梁凍土地基設計原則進行深入研究。

關鍵詞：橋梁凍土地基；多年凍土區；設計原則

前言

隨著科學技術的不斷更新與發展，國家逐漸加大對各省市的建設力度，處于西北方的高原地區也開始加大對公路、橋梁的建設。但由于高原地區處于多年凍土狀態，在公路以及橋梁建設過程中，凍土地基的地質條件存在較強的復雜性，對其相應的凍土地基工程地質條件不夠十分了解，對相應地基的評估和數據測量尚有一定的難度?；谏鲜鰳蛄簝鐾恋鼗慕ㄔO現狀，根據高原地區實際情況，對多年凍土區橋梁凍土地基的設計原則進行確定和選擇十分重要，因此文章對于多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的分析研究具有重要現實意義。

1 多年凍土區橋梁凍土地基的特點

1.1 始終保持凍結狀態

始終保持凍結狀態是多年凍土區橋梁凍土地基的主要特點。通常情況下，我國在多年凍土區橋梁凍土地基建筑物設計過程中，普遍會在地基設計時保持土地凍結的狀態，主要是由于多年凍土地區的建筑，只有始終保持地基為凍結狀態，才能夠充分發揮其自身的作用。多年凍土區橋梁凍土地基始終保持凍結狀態的特點，能夠在施工和運營過程中，保持地基的底部始終保持凍結狀態，此種特點能夠使其運用于多年凍土區地基凍層相對較厚、多年凍土地區平均土地溫度相對較低的地帶，由此能夠保持多年凍土地基在施工過程中保持相應穩定的狀態，利于橋梁凍土地基的施工[1]。

1.2 施工之前需要融化

施工之前需要融化是多年凍土區橋梁凍土地基的重要特點。多年凍土區橋梁凍土地基在施工過程中的實際情況，主要顯示為，施工和運營期間，多年凍土區橋梁凍土地基處于緩慢融化狀態，橋梁凍土地基施工過程中，由于諸多外在因素的影響，諸如施工工具的使用、太陽光線的照射等，使多年凍土區橋梁凍土地基會在施工過程中，凍土層不斷融化。為避免施工過程中產生其他的工程事故，因此要在對多年凍土區橋梁凍土地基進行基礎施工前，通過對施工地區地基的預測和評估，使凍土區橋梁凍土地基能夠不斷融化，直至達到施工應深入的深度，或者使其全部融化，從而保障多年凍土區橋梁凍土地基施工過程中的安全[2]。

2 橋梁凍土地基與其他建筑物基礎的差異

2.1 工程地質的性質不同

橋梁凍土地基與其他建筑物基礎相比，最大的差異在于二者工程地質的性質不同。橋梁地基在建造過程中，最為明顯的特點在于，橋梁的地基處于河流之中，因此與其他建筑物基礎相比，橋梁的地基基礎要經常承受河流以及河水滲透和沖刷，由于受河流不斷的沖刷影響，部分較大的河流區域下面均存在貫穿河水的融區，不同地域的河水對不同地域橋梁地基的沖刷程度不同，由此導致不同橋墩地基凍土工程地質的性質，與其他建筑物在工程地質性質方面存在明顯的差異。

2.2 工程凍土的溫度不同

橋梁凍土地基與其他建筑物基礎相比，最顯著的差異在于二者工程凍土的溫度不同。通常情況下，部分區域的河流內不存在凍土，但也有部分河流區域內存在凍土地基，對于存在凍土地基的河流區域，由于受河水沖刷以及季節的影響，河流之中的凍土溫度也相對較高，為了保障橋梁地基的穩固，通常會將凍土上限埋的較深，由此導致河流內部凍土出現季節凍土，從而與多年凍土無法進行有效的銜接[3]。

2.3 河流改道的影響不同

河流改道的影響不同，也是橋梁凍土地基與其他建筑物基礎的明顯差異之一。橋梁凍土地基身處于河流之中，由于河流的性質，不可避免的要受到河流改道的影響，高原地區多年凍土區的河流多為淺灘河床和寬廣的河灘，因此在河水流動過程中，十分容易改道，而河流的改道會在一定程度上影響到其下流部位的橋梁凍土地基的環境、凍土的分布，其他建筑物基礎不會受到河流的沖刷影響，因此其地基環境與凍土的分布不會受到影響。

3 多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的研究

3.1 多年凍土區橋梁凍土地基的勘測原則

在對多年凍土區橋梁凍土地基設計原則進行研究時，應根據多年凍土地區的實際情況，對多年凍土區橋梁凍土地基以及相應的地基凍土情況進行詳細的勘測，考慮多年凍土的多方面變化情況，從而選擇相對經濟合理地基設計原則。對多年凍土橋梁凍土地基勘測過程中，一方面要對多年凍土的溫度、厚度、穩定情況以及相應的發展趨勢進行評估和測量，對多年凍土具有相應的了解；另一方每年要對地基凍土的變化進行實時勘測，諸如對多年凍土上限的升降情況以及凍土地基的溫差變化等，根據相應的勘測情況，確定相對經濟合理的地基設計原則[4]。

3.2 采取自然條件下自然融化的原則

多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的研究過程中，也可以根據多年凍土的溫差情況以及發展趨勢，根據施工現場的實際情況，采取自然條件下自然融化的原則。采取此種土地地基設計原則，主要是由于高原地區多年凍土復雜性較強，相對不穩定，橋梁地基基礎修復后，多年凍土的溫度也無法恢復，凍土由于上下移動的方位較大以至于完全融合，因此始終保持基地處于凍結狀態的情況在技術上幾乎無法做到，所以對于弱塵土地基的建設過程中，可以在一定條件的基礎上，采用自然融化的原則[5]。

3.3 采取預先人工融化措施的原則

多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的研究過程中，采取預先人工融化措施原則，也是十分不錯的選擇。由于高原地區多年凍土不夠穩定，其凍土層的厚度雖然不間斷，但是在一定程度上影響融化及壓縮下沉量，因此采用自然融化原則過程中，容易加大相應的壓縮下沉量。此種情況下，則可以考慮采用預先人工融化措施的原則，通過人力對多年凍土層進行挖掘，用人工換填的方式對多年凍土區橋梁凍土地基進行處理，能夠使壓縮下沉量得到有效的緩解。采取預先人工融化措施的原則，不僅能夠有效地縮減下沉量，同時也能夠在一定程度上保障多年凍土區橋梁凍土地基構造物的安全性。

4 結束語

多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的分析，能夠通過對高原地區凍土地基的情況分析，明確相應的地基設計原則，從而建設質量相對較高的橋梁建筑，對于促進高原地區公路和橋梁的建設具有重要意義。文章主要對多年凍土區橋梁凍土地基的特點進行闡述，同時從工程地質的性質不同、工程凍土的溫度不同以及河流改道的影響不同等方面，對橋梁凍土地基與其他建筑物基礎的差異進行分析，并從多年凍土區橋梁凍土地基的勘測原則、采取自然條件下自然融化的原則以及采取預先人工融化措施的原則等方面，對多年凍土區橋梁凍土地基設計原則的研究進行分析，具有實際參考價值。

參考文獻

[1]程培峰，宇德忠，崔志剛，等.島狀多年凍土樁和樁周土溫度動態監測方法分析[J].中外公路，2015，2（5）：50-53.

[2]孫永泉，馬永嫻，王立勇，等.大小興安嶺多年凍土區輸油管線地質災害成因及防治[J].水文地質工程地質，2015，01（06）：166-170.

[3]李力，王偉.高原高寒多年凍土區的橋梁施工技術[J].中華民居（下旬刊），2014，4（9）：268-269.

[4]吳志堅，林碧蒼，曹偉宏，等.青藏高原多年凍土地區鐵路路基工程動力穩定性分析[J].地震工程學報，2014，8（4）：939-945.

[5]趙相卿，熊治文，韓龍武，等.藏鐵路多年凍土區路基變形特征與無縫線路鋪設可行性評價[J].鐵道建筑，2015，1（5）：103-107.