凍土地區(qū)勘察方法及地基處理技術(shù)問(wèn)題的探討

琚海牛

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司成都分公司，四川 成都 610000）

青海天駿縣某公路工程是一項(xiàng)專門(mén)用于煤炭資源運(yùn)輸使用的公路工程項(xiàng)目，該公路工程項(xiàng)目作為該地區(qū)交通發(fā)展規(guī)劃的重要項(xiàng)目?jī)?nèi)容之一，不僅承擔(dān)著該地區(qū)資源運(yùn)輸?shù)闹匾蝿?wù)，而且對(duì)于該地區(qū)交通運(yùn)輸能力的提升以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步等，都有著積極的作用和意義。該公路工程項(xiàng)目位于青海省海西州天駿縣境內(nèi)，工程項(xiàng)目呈南北條帶狀分布，全長(zhǎng)約122千米，海拔高度3500～4200米，因海拔高，冬季氣溫低，公路沿線存在季節(jié)性凍土及多年凍土地區(qū)，需要在前期勘察中查明凍土分布范圍、類型等，以便公路施工過(guò)程中采用相應(yīng)的地基處理措施，以保證公路工程的施工質(zhì)量，保證公路工程在該地區(qū)的交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮作用。

1 凍土類型地區(qū)的危害作用分析

1.1 凍土地區(qū)的危害作用分析

通常情況下，當(dāng)一個(gè)地區(qū)的溫度環(huán)境多處于零度或者零度以下，地基土壤水分在這樣的溫度作用影響下，從而形成凍土地區(qū)。凍土地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定的不穩(wěn)定性，對(duì)建設(shè)工程的地基安全以及質(zhì)量等造成影響。

凍土地區(qū)的類型根據(jù)其凍土形成條件情況等，多分為季節(jié)性凍土以及多年凍土、隔年凍土三種類型。不管是哪種類型的凍土地區(qū)，一旦凍土地區(qū)的地表溫度發(fā)生變化時(shí)，就容易形成地下凍土孔隙水融化，從而造成凍土地基的承載力下降，形成軟土地基。根據(jù)實(shí)際工程施工情況，以建筑工程的凍土施工為例，如果施工過(guò)程中凍土地基發(fā)生融化變化，形成軟土地基，嚴(yán)重影響建筑工程的安全質(zhì)量與使用壽命。

圖1 公路線路某段地溫測(cè)試變化結(jié)果示意圖

1.2 凍土危害的防治措施

通常情況下，針對(duì)凍土地區(qū)的危害作用與影響，在我國(guó)的工程施工建設(shè)中，為避免凍土融化對(duì)工程產(chǎn)生危害，多通過(guò)提前制作鋼筋混凝土樁插入地基，也即是通常所說(shuō)的插入樁基施工法，進(jìn)行凍土地區(qū)工程建設(shè)的施工應(yīng)用，避免凍土危害作用的影響。總之，在進(jìn)行凍土地區(qū)的施工建設(shè)中，為了避免與控制凍土融化的危害作用，在施工建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)注意將合理回避與利用的施工方法相結(jié)合，保證工程的施工建設(shè)安全與質(zhì)量。

2 凍土地區(qū)的主要勘察方法技術(shù)分析

2.1 凍土地區(qū)的勘察目的與任務(wù)

凍土地區(qū)的勘察目的與任務(wù)，主要是查明凍土地區(qū)分布范圍，凍土類型以及其對(duì)工程項(xiàng)目的影響，為設(shè)計(jì)采用合理的防治措施提供科學(xué)依據(jù)，以保證工程項(xiàng)目施工建設(shè)安全與質(zhì)量。

2.2 凍土勘察的技術(shù)與方法分析

青海天駿縣某公路工程項(xiàng)目中，對(duì)于凍土地區(qū)的勘察，主要是通過(guò)線路踏勘以及地表地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、坑槽探、地溫測(cè)試、取樣試驗(yàn)等勘探方式，查明凍土地區(qū)分布范圍，凍土類型以及其對(duì)工程項(xiàng)目的影響。

對(duì)于整個(gè)公路工程項(xiàng)目來(lái)講，進(jìn)行凍土勘察的條件比較惡劣，并且勘察工作難度比較大，在進(jìn)行該公路項(xiàng)目?jī)鐾燎闆r的勘察中，對(duì)于季節(jié)性的凍土地區(qū)，主要使用的是坑槽探與少量鉆孔、取樣試驗(yàn)相結(jié)合的方式；而在公路施工線路中一些多年凍土地區(qū)，則主要采用的是以鉆探方式為主，并結(jié)合少量的坑槽探的方式進(jìn)行凍土勘察實(shí)施。并在勘察過(guò)程中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地溫情況的測(cè)試，如下圖1所示，為該公路工程線路某段的地溫測(cè)試孔的測(cè)試變化結(jié)果。

根據(jù)上述的凍土地區(qū)勘察技術(shù)與方法，青海天駿縣某公路工程線路中，凍土類型主要包括季節(jié)性凍土和多年凍土兩種類型，主要的凍土不良地質(zhì)現(xiàn)象包括凍土沼澤以及熱融湖塘等，這兩種凍土不良地質(zhì)現(xiàn)象主要分布于公路工程線路的兩個(gè)大段，其中，熱融湖塘凍土地質(zhì)分布區(qū)域的發(fā)育都比較明顯，凍土草沼區(qū)域則多呈片狀或者是圓形、橢圓形分布發(fā)育。如下圖2所示，為該公路工程項(xiàng)目中季節(jié)性凍土與多年凍土在線路中的分布示意圖，其中紅線表示的是季節(jié)性凍土，黃線表示的是多年凍土。

2.3 凍土對(duì)公路施工的影響分析

根據(jù)上述對(duì)于青海天駿縣某公路工程項(xiàng)目的凍土勘察結(jié)果得知，在該公路項(xiàng)目沿線，主要分布有不同程度的多年凍土以及季節(jié)性凍土地質(zhì)類型。這些凍土地質(zhì)類型，在公路工程項(xiàng)目的施工過(guò)程中，容易對(duì)公路工程施工造成以下危害：首先，凍土地質(zhì)容易造成公路地基出現(xiàn)融沉問(wèn)題，這也是公路施工中的主要凍害問(wèn)題，尤其是在高溫多年凍土地區(qū)，凍土公路地基的融沉問(wèn)題更加突出和難以控制。其次，凍土地區(qū)還容易在公路施工過(guò)程中，造成公路凍脹問(wèn)題的發(fā)生，這主要是與公路地基土壤中的水分在零度溫度情況下，容易在土體空隙中間凝結(jié)成冰有很大的關(guān)系，一旦公路土體空隙中間水分凝結(jié)成冰，就容易造成土體體積增大，從而產(chǎn)生較大的外力作用，對(duì)于公路地基結(jié)構(gòu)造成危害。再次，公路凍土還容易在公路施工過(guò)程中，造成公路的翻漿以及路面裂縫問(wèn)題發(fā)生，這對(duì)公路工程的安全質(zhì)量以及使用壽命等，都有很大的不利影響。

3 凍土地區(qū)的地基處理方法與措施

根據(jù)上述公路工程線路中的凍土地質(zhì)類型，以及凍土對(duì)于公路施工的危害影響作用，在進(jìn)行公路工程的施工建設(shè)中，應(yīng)注意從公路的路基、橋涵以及路面排水等施工方面與環(huán)節(jié)，對(duì)凍土危害影響進(jìn)行控制避免，保證凍土地區(qū)公路的施工安全與質(zhì)量。

圖2 季節(jié)性凍土與多年凍土在線路中的分布示意圖

首先，在進(jìn)行上述公路工程項(xiàng)目的路基施工過(guò)程中，針對(duì)勘察的凍土情況類型以及危害影響，對(duì)于季節(jié)性凍土地區(qū)的路基施工，應(yīng)注意通過(guò)提高公路路基的設(shè)計(jì)標(biāo)高，完善公路路基邊溝的排水設(shè)計(jì)，同時(shí)注意使用透水性比較好的卵礫石進(jìn)行凍土表層粉土層的換填施工，來(lái)避免與控制季節(jié)性凍土對(duì)于公路路基的危害影響；而對(duì)多年凍土地區(qū)的路基處理，注意采用保護(hù)凍土原則進(jìn)行路基設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中盡量避免“零”填、淺挖，以填方為主，采取有效的綜合措施并使路基保持其最小臨界高度。其次，在進(jìn)行公路橋基與路面排水施工設(shè)計(jì)中，橋基的設(shè)計(jì)要盡量避免熱擾動(dòng)和防止融沉、凍脹作用對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)路面排水設(shè)計(jì)中，要充分重視水對(duì)凍土路基穩(wěn)定性的影響，凍土地區(qū)冰凍前應(yīng)盡量避免邊溝積水滲入路基，以免引起路面翻漿。

結(jié)語(yǔ)

總之，凍土地區(qū)對(duì)于工程的施工建設(shè)有很大的危害，在進(jìn)行工程施工建設(shè)中，應(yīng)注意采取合適的勘察方法對(duì)工程凍土情況進(jìn)行勘察，并注意采取合理有效措施，對(duì)凍土危害進(jìn)行控制處理，避免引起工程安全質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生。

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