新疆省昭蘇墾區(qū)吐爾干鎮(zhèn)

陳芝岳

新疆兵團(tuán)農(nóng)四師昭蘇墾區(qū)吐爾干鎮(zhèn)——坡馬鎮(zhèn)公路位于新疆伊犁哈薩克自治州昭蘇縣境內(nèi)。其所經(jīng)區(qū)段，軟土及松軟土分布廣泛，因這兩種土壓縮性高，滲透性弱，在自重或荷栽作用下達(dá)到完全固結(jié)所需時(shí)間很長(zhǎng)，故在其上修建路基需進(jìn)行合適的地基處理。該文在大量查閱公路路基的相關(guān)文獻(xiàn)以及對(duì)吐干鎮(zhèn)——坡馬鎮(zhèn)公路的路基設(shè)計(jì)資料進(jìn)行廣泛收集的基礎(chǔ)上，針對(duì)該路段的工程地質(zhì)概況，對(duì)該路段進(jìn)行了地基處理方案初步設(shè)計(jì)。另外，對(duì)路基施工相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

工程總概況。新疆草原（沼澤）地區(qū)的公路建設(shè)由于草原地帶地勢(shì)平坦低洼，谷地寬展，曲流發(fā)達(dá)，河床比降很小，冷濕的水熱環(huán)境，使沼澤在草原上分布廣、面積大。沼澤地地基松軟、變形大，一遇水源，毛細(xì)水上升很快，在負(fù)溫作用下形成嚴(yán)重凍漲，在春融時(shí)承載能力急劇下降形成翻漿。加上排水設(shè)施不完善，水經(jīng)常直接滲入路基，使路基處于潮濕狀態(tài)，降低了路基的強(qiáng)度，在行車荷載的反復(fù)作用下，致使路基嚴(yán)重變形，從而到處出現(xiàn)翻漿、沉陷、擁包、坑槽等病害現(xiàn)象。

新疆兵團(tuán)農(nóng)四師昭蘇墾區(qū)吐干鎮(zhèn)（76）團(tuán)——坡馬鎮(zhèn)（74團(tuán)）公路位于新疆伊犁哈薩克自治州昭蘇縣境內(nèi)，是連接吐爾干鎮(zhèn)、坡馬鎮(zhèn)的主要道路。該段公路全長(zhǎng)60.085km，其中主線有15km為砂礫石路面，路面寬7～8m，現(xiàn)狀道路翻漿、洼坑等病害嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用癯鲂泻彤?dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

巖土工程分析評(píng)價(jià)。工作區(qū)位于天山山脈西段，處于中部的山前傾斜平原和特克斯階地所組成的特克斯盆地，南北高、中間低呈明顯的馬鞍形地形。本區(qū)震動(dòng)峰值加速度0.20g，地震基本烈度為VIII度。

擬建公路按其地層結(jié)構(gòu)、巖性、物理力學(xué)性質(zhì)和工程問題分為主線八段、支線三段。該段位于支II段（支K4+000-K10+000），該路段地層為：低液限粉土，稍密，厚0.7-2.3m，承載力60kPa。低液限粘土，濕～飽水，可塑-軟塑，承載力80kPa。路基土干濕類型屬潮濕-過濕型。

擬建公路沿線地下水埋深變化不大，部分路段0-2.0m不等，局部路段兩側(cè)路溝有積水，年變幅0.5-1.0m。由于路基土含水量受地表水的影響，不同季節(jié)、不同路段其差異性較大，對(duì)路基強(qiáng)度影響較大。

草原沼澤地區(qū)路基修筑現(xiàn)狀

草原沼澤地區(qū)的地基有季節(jié)性積水和常年積水兩種，土質(zhì)呈黑褐色，含有大量的有機(jī)質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散。地基在有水時(shí)呈淤泥狀態(tài)，力學(xué)強(qiáng)度低，含水量高，常處于飽和一過飽和狀態(tài)，在外荷載作用下能產(chǎn)生較大的沉降變形；在比較干燥的季節(jié)，有一定的承載力。

針對(duì)沼澤地區(qū)地基的特點(diǎn)，前蘇聯(lián)在《沼泥地區(qū)的公路設(shè)計(jì)修筑及養(yǎng)護(hù)》中，根據(jù)道路技術(shù)等級(jí)及路面種類，將在沼澤上建筑道路的方法分為以下幾類：路堤全部沉落在沼澤底上（全部換填）；路堤漂浮在泥炭?jī)?nèi)（部分換填）：路堤建在墊層上（在地表鋪墊層，如圓木排、柴排、樹枝排等）。我國(guó)目前對(duì)于草原沼澤地區(qū)的公路修筑無相關(guān)規(guī)范可循，在公路建設(shè)過程中，既有對(duì)地基進(jìn)行處理的實(shí)例，也有對(duì)地基不進(jìn)行處理而直接將路基修筑于天然地基上的工程。

地基處理方案

地基處理方案分析。由于該段“春季升溫緩慢且不穩(wěn)定，秋季降溫迅速，冷空氣活動(dòng)頻繁”、“冷季長(zhǎng)，寒冷多霧；暖季短，多陣雨，天氣變化無?！薄ⅰ白畲髢錾?40cm，為季節(jié)性凍土”。另外，“根據(jù)調(diào)查，支線K4+000-K8+500段在春季融雪期間，沼澤連片，連牲畜都無法通行”，且該段“路基土具有強(qiáng)凍脹性”。因此，該段采用了淺層處理法中的開挖置換法，其主要依據(jù)如下：

該段地基“最大凍深140cm，為季節(jié)性凍土”，且“路基土具有強(qiáng)凍脹性”，按有關(guān)規(guī)范要求，應(yīng)予以挖除。當(dāng)?shù)赜胸S富的碎礫石料，且交通條件較好，可供應(yīng)該設(shè)計(jì)段全部換填和填筑用料。軟土層厚度較薄，且設(shè)計(jì)公路等級(jí)為三級(jí)公路，因此宜采用淺層處理法。

路基防凍

該段“為季節(jié)性凍土”，且“路基土具有強(qiáng)凍脹性”。

防凍措施。防凍措施應(yīng)從兩方面考慮，防止水分滲入或滯留在路基中；選用不具有凍脹性的土作為路基填料。

在該段中采取的防凍措施：用級(jí)配碎礫石作為路基填料，禁止在原位取土作為路基填料。用透水性好的礫石料換填原不良土層，防止不良土層中的水分滲入路基。在路基和墊層之間設(shè)置土工合成材料，防止路基中的細(xì)粒土進(jìn)入墊層。另外土工合成材料還可起到輔助墊層、防止地下水浸入路基的作用。

施工注意事項(xiàng)

施工前的準(zhǔn)備工作。軟土、沼澤地區(qū)路基施工前，應(yīng)充分作好準(zhǔn)備，注意解決可能出現(xiàn)的路基盆形沉降、失穩(wěn)和路橋沉降差等問題。

排水與基底處理措施。路堤填筑前，應(yīng)排除地表水，保持基底干燥，淹水部分應(yīng)由路中心向兩側(cè)填筑，高出水面后，按要求分層并壓實(shí)。

填筑路堤用料規(guī)定要求。軟土、沼澤地區(qū)下層路堤，應(yīng)采用滲水材料填筑；路堤沉陷到軟土泥沼中部分，不得采用不滲水材料填筑；其中用于砂礫墊層的最大粒徑不宜大于5cm，小于0.074mm的顆粒含量不大于3%，有機(jī)質(zhì)含量不大于1%，壓實(shí)后最大干密度100%時(shí)，滲透系數(shù)應(yīng)大于5m/s。

取土坑位置要求。填筑路堤用土宜設(shè)置集中取土場(chǎng)，必須在路堤兩側(cè)取土?xí)r，取土坑內(nèi)緣距坡腳距離對(duì)于填高2m以內(nèi)的路堤，不得小于20m，填高5m的路堤，宜大于40m。

路堤必須分層填筑壓實(shí)及沉降期和固結(jié)度要求。填筑路堤分層搭接，上下層應(yīng)相互錯(cuò)開，搭接階梯（錯(cuò)臺(tái)）寬度一般不宜小于2m，分層壓實(shí)。

軟土地段路基填筑，應(yīng)考慮安排施工，以使路堤完成后得以留有沉降期，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，一般應(yīng)不小于六個(gè)月，沉降期內(nèi)不應(yīng)在路堤上進(jìn)行任何工程。

鋪筑路面結(jié)構(gòu)之前，地基固結(jié)度能滿足設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)達(dá)到90%以上。

填筑過程施工監(jiān)測(cè)。軟土地段路堤填筑過程，應(yīng)做好必要的沉降和穩(wěn)定監(jiān)測(cè)工作，并嚴(yán)格抗制控制施工填料和加載速度。

本文針對(duì)三級(jí)公路（以昭蘇墾區(qū)吐爾干鎮(zhèn)（76）團(tuán)——坡馬鎮(zhèn)（74團(tuán)）公路為例）路基技術(shù)特點(diǎn)，通過對(duì)公路周邊環(huán)境的調(diào)查分析，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)指標(biāo)，對(duì)公路路基的結(jié)構(gòu)形式，路基變形控制，軟土路基工后沉降，填料選用以及地基處治方案評(píng)價(jià)等問題進(jìn)行了研究，確定了公路路基的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證，上述設(shè)計(jì)和處理方法是合理的。