多年冻土区桥梁冻土地基设计原则分析

张志新　卢文才

摘 要：对于多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的分析研究，其主要目的在于了解当前多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的发展现状，以及设计原则的确定，为日后提高冻土地基设计原则，在多年冻土区桥梁冻土地基中的应用水平提供宝贵的建议。随着社会经济文化的不断进步，科学技术得到迅猛发展，国家逐渐加强对各省市的城市化建设。文章主要对多年冻土区桥梁冻土地基的特点进行概括，同时对桥梁冻土地基与其他建筑物基础的区别进行分析，最后着重对多年冻土区桥梁冻土地基设计原则进行深入研究。

关键词：桥梁冻土地基；多年冻土区；设计原则

前言

随着科学技术的不断更新与发展，国家逐渐加大对各省市的建设力度，处于西北方的高原地区也开始加大对公路、桥梁的建设。但由于高原地区处于多年冻土状态，在公路以及桥梁建设过程中，冻土地基的地质条件存在较强的复杂性，对其相应的冻土地基工程地质条件不够十分了解，对相应地基的评估和数据测量尚有一定的难度。基于上述桥梁冻土地基的建设现状，根据高原地区实际情况，对多年冻土区桥梁冻土地基的设计原则进行确定和选择十分重要，因此文章对于多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的分析研究具有重要现实意义。

1 多年冻土区桥梁冻土地基的特点

1.1 始终保持冻结状态

始终保持冻结状态是多年冻土区桥梁冻土地基的主要特点。通常情况下，我国在多年冻土区桥梁冻土地基建筑物设计过程中，普遍会在地基设计时保持土地冻结的状态，主要是由于多年冻土地区的建筑，只有始终保持地基为冻结状态，才能够充分发挥其自身的作用。多年冻土区桥梁冻土地基始终保持冻结状态的特点，能够在施工和运营过程中，保持地基的底部始终保持冻结状态，此种特点能够使其运用于多年冻土区地基冻层相对较厚、多年冻土地区平均土地温度相对较低的地带，由此能够保持多年冻土地基在施工过程中保持相应稳定的状态，利于桥梁冻土地基的施工[1]。

1.2 施工之前需要融化

施工之前需要融化是多年冻土区桥梁冻土地基的重要特点。多年冻土区桥梁冻土地基在施工过程中的实际情况，主要显示为，施工和运营期间，多年冻土区桥梁冻土地基处于缓慢融化状态，桥梁冻土地基施工过程中，由于诸多外在因素的影响，诸如施工工具的使用、太阳光线的照射等，使多年冻土区桥梁冻土地基会在施工过程中，冻土层不断融化。为避免施工过程中产生其他的工程事故，因此要在对多年冻土区桥梁冻土地基进行基础施工前，通过对施工地区地基的预测和评估，使冻土区桥梁冻土地基能够不断融化，直至达到施工应深入的深度，或者使其全部融化，从而保障多年冻土区桥梁冻土地基施工过程中的安全[2]。

2 桥梁冻土地基与其他建筑物基础的差异

2.1 工程地质的性质不同

桥梁冻土地基与其他建筑物基础相比，最大的差异在于二者工程地质的性质不同。桥梁地基在建造过程中，最为明显的特点在于，桥梁的地基处于河流之中，因此与其他建筑物基础相比，桥梁的地基基础要经常承受河流以及河水渗透和冲刷，由于受河流不断的冲刷影响，部分较大的河流区域下面均存在贯穿河水的融区，不同地域的河水对不同地域桥梁地基的冲刷程度不同，由此导致不同桥墩地基冻土工程地质的性质，与其他建筑物在工程地质性质方面存在明显的差异。

2.2 工程冻土的温度不同

桥梁冻土地基与其他建筑物基础相比，最显著的差异在于二者工程冻土的温度不同。通常情况下，部分区域的河流内不存在冻土，但也有部分河流区域内存在冻土地基，对于存在冻土地基的河流区域，由于受河水冲刷以及季节的影响，河流之中的冻土温度也相对较高，为了保障桥梁地基的稳固，通常会将冻土上限埋的较深，由此导致河流内部冻土出现季节冻土，从而与多年冻土无法进行有效的衔接[3]。

2.3 河流改道的影响不同

河流改道的影响不同，也是桥梁冻土地基与其他建筑物基础的明显差异之一。桥梁冻土地基身处于河流之中，由于河流的性质，不可避免的要受到河流改道的影响，高原地区多年冻土区的河流多为浅滩河床和宽广的河滩，因此在河水流动过程中，十分容易改道，而河流的改道会在一定程度上影响到其下流部位的桥梁冻土地基的环境、冻土的分布，其他建筑物基础不会受到河流的冲刷影响，因此其地基环境与冻土的分布不会受到影响。

3 多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的研究

3.1 多年冻土区桥梁冻土地基的勘测原则

在对多年冻土区桥梁冻土地基设计原则进行研究时，应根据多年冻土地区的实际情况，对多年冻土区桥梁冻土地基以及相应的地基冻土情况进行详细的勘测，考虑多年冻土的多方面变化情况，从而选择相对经济合理地基设计原则。对多年冻土桥梁冻土地基勘测过程中，一方面要对多年冻土的温度、厚度、稳定情况以及相应的发展趋势进行评估和测量，对多年冻土具有相应的了解；另一方每年要对地基冻土的变化进行实时勘测，诸如对多年冻土上限的升降情况以及冻土地基的温差变化等，根据相应的勘测情况，确定相对经济合理的地基设计原则[4]。

3.2 采取自然条件下自然融化的原则

多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的研究过程中，也可以根据多年冻土的温差情况以及发展趋势，根据施工现场的实际情况，采取自然条件下自然融化的原则。采取此种土地地基设计原则，主要是由于高原地区多年冻土复杂性较强，相对不稳定，桥梁地基基础修复后，多年冻土的温度也无法恢复，冻土由于上下移动的方位较大以至于完全融合，因此始终保持基地处于冻结状态的情况在技术上几乎无法做到，所以对于弱尘土地基的建设过程中，可以在一定条件的基础上，采用自然融化的原则[5]。

3.3 采取预先人工融化措施的原则

多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的研究过程中，采取预先人工融化措施原则，也是十分不错的选择。由于高原地区多年冻土不够稳定，其冻土层的厚度虽然不间断，但是在一定程度上影响融化及压缩下沉量，因此采用自然融化原则过程中，容易加大相应的压缩下沉量。此种情况下，则可以考虑采用预先人工融化措施的原则，通过人力对多年冻土层进行挖掘，用人工换填的方式对多年冻土区桥梁冻土地基进行处理，能够使压缩下沉量得到有效的缓解。采取预先人工融化措施的原则，不仅能够有效地缩减下沉量，同时也能够在一定程度上保障多年冻土区桥梁冻土地基构造物的安全性。

4 结束语

多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的分析，能够通过对高原地区冻土地基的情况分析，明确相应的地基设计原则，从而建设质量相对较高的桥梁建筑，对于促进高原地区公路和桥梁的建设具有重要意义。文章主要对多年冻土区桥梁冻土地基的特点进行阐述，同时从工程地质的性质不同、工程冻土的温度不同以及河流改道的影响不同等方面，对桥梁冻土地基与其他建筑物基础的差异进行分析，并从多年冻土区桥梁冻土地基的勘测原则、采取自然条件下自然融化的原则以及采取预先人工融化措施的原则等方面，对多年冻土区桥梁冻土地基设计原则的研究进行分析，具有实际参考价值。

参考文献

[1]程培峰，宇德忠，崔志刚，等.岛状多年冻土桩和桩周土温度动态监测方法分析[J].中外公路，2015，2（5）：50-53.

[2]孙永泉，马永娴，王立勇，等.大小兴安岭多年冻土区输油管线地质灾害成因及防治[J].水文地质工程地质，2015，01（06）：166-170.

[3]李力，王伟.高原高寒多年冻土区的桥梁施工技术[J].中华民居（下旬刊），2014，4（9）：268-269.

[4]吴志坚，林碧苍，曹伟宏，等.青藏高原多年冻土地区铁路路基工程动力稳定性分析[J].地震工程学报，2014，8（4）：939-945.

[5]赵相卿，熊治文，韩龙武，等.藏铁路多年冻土区路基变形特征与无缝线路铺设可行性评价[J].铁道建筑，2015，1（5）：103-107.