季節(jié)性凍土路基的施工技術(shù)

董 超

(317指揮部, 四川成都 610041)

季節(jié)性凍土路基的施工技術(shù)

董 超

(317指揮部, 四川成都 610041)

國道317線改擴(kuò)建工程處于高原寒冷地區(qū)，海拔高、氣候條件極其惡劣，路基屬于季節(jié)性凍土。為了保證建設(shè)進(jìn)度和工程質(zhì)量，必須解決季節(jié)性凍土問題。文章從工程區(qū)的氣候特點入手，首先分析了季節(jié)性凍土的危害，并借鑒其他類似工程的施工經(jīng)驗，提出了季節(jié)性凍土的施工技術(shù)要求，以保證工程質(zhì)量，同時為高寒高海拔地區(qū)季節(jié)性凍土施工提供借鑒。

高海拔地區(qū)； 季節(jié)性凍土； 路基施工

1 工程概況

國道317線是(川藏公路北線)是四川通往西藏的一條重要公路，是國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的重要舉措之一，是我國西南“世界屋脊”上的一條重要國防戰(zhàn)備公路；是內(nèi)陸通往西藏自治區(qū)的最便捷通道，是四川省藏區(qū)公路的主骨架之一，也是甘孜州經(jīng)濟(jì)主干線種的一段，同時也是州府康定通往甘孜州西北和西南縣城的交通要道，在國家西部開發(fā)路網(wǎng)、四川省和甘孜州公路網(wǎng)中占重要地位。本路段海拔高度處于4 200～4 300 m，降水主要集中在5月下旬至9月中旬，占全年降水量的90%以上；全年降雪天數(shù)在81 d左右，積雪天數(shù)83 d，結(jié)冰天數(shù)236.5 d。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，本項目凍土深度為80～150 cm，凍土開始期在10月份，結(jié)束期在次年5月份，凍結(jié)日約200 d，融化日數(shù)達(dá)150 d。其路基施工重點是要盡量控制季節(jié)性凍土路基施工質(zhì)量，防止引起凍脹、翻漿等病害。

2 季節(jié)性凍土及成因條件

季節(jié)性凍土指的是冬季凍結(jié)春季融化的土層。自地表面至凍結(jié)層底面的厚度稱凍結(jié)深度。

形成的主要條件是氣候，最顯而易見的是氣溫。此外，緯度、地形地貌(即海拔高度)、土壤濕度、地層巖性、地表覆蓋條件等對季節(jié)性凍土的形成均產(chǎn)生影響[1]。

劉敦禎在《蘇州古典園林》一書中指出“廊在園林中是聯(lián)系建筑物的脈絡(luò)，又往往作為觀賞園中景色的導(dǎo)游線?！庇嗍a山房中的園路、廊橋、花徑作為一種線性空間，組織景觀順序，在連續(xù)的空間轉(zhuǎn)化中給人以動態(tài)的體驗。園中空間連續(xù)，時間模糊，空間的變化暗示時間的流逝，視線的轉(zhuǎn)折暗示空間的轉(zhuǎn)折和景觀的變化，追求步移景異的視覺感受。

3 季節(jié)性凍土對路基的危害

凍土的危害主要分為凍脹和融陷兩種。凍土是指土凍結(jié)時由于所含水分凍結(jié)成冰產(chǎn)生體積膨脹，使路基土產(chǎn)生不均勻的脹力，對公路工程造成損壞。路基土中有著無數(shù)的毛細(xì)管，地下水通過路基中的毛細(xì)管上升到路基里面，冬季來臨，地表中的水分首先凍結(jié)成冰晶體，接著結(jié)合水的最外層也開始冰凍，使冰晶體逐漸增大，并在土層中形成冰夾層。路基土中的水分冰凍后體積將增加9 %，出現(xiàn)體積膨脹，這種現(xiàn)象稱為凍脹影響[2]。凍脹產(chǎn)生凍脹力，使路基隨著膨脹發(fā)生隆起，凍脹的因素包括土質(zhì)、水分、濕度、冰土層厚度、凍結(jié)速度等。當(dāng)溫度條件和土質(zhì)一定的時候，水分是影響凍脹力的主要因素[3]。如果形成的凍脹力大于基底上面的荷載，路基有可能被抬起，使路基及路面開裂。 當(dāng)溫度回升土層解凍時，路基土中積聚的冰晶體就會融化，土中含水量將大大增加，加之細(xì)粒土排水能力差，或基底下還有土層未解凍，上面已融化的水滲透不到路基深處，基底土層就會處于飽和軟化狀態(tài)，強(qiáng)度大大降低，使路基發(fā)生下陷，也就是融陷[4]。不論凍脹或融陷，一般都是不均勻性的，這樣每年凍融交替，造成路基及路面開裂。在地下水位較高、細(xì)粒土較多、承載力差的土層上修筑公路，凍害尤為嚴(yán)重。

新建榆橫鐵路煤化工專用線白城河特大橋位于榆林市榆陽區(qū)巴拉素鎮(zhèn)白城臺村，全長2856.82m，為87-32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁。本工程全部采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，其中39#、40#、41#墩處在白城河遠(yuǎn)古河道中，基坑深度均大于5m，河道寬約100m，深約15m，且該河道常年流水。

4 季節(jié)性凍土路基施工

(1)對于路基填筑高度小于1.5 m的季節(jié)性凍土路段，視為零填路段，其路床范圍采用級配碎石材料換填，并在路面底部增設(shè)防滲土工布以防止地下水影響路面穩(wěn)定。零填路段的路基邊溝采用淺碟形邊溝，下設(shè)高強(qiáng)土工材料或2～4 cm碎礫石作為縱向滲溝的形式進(jìn)行排水。同時還應(yīng)視地形情況酌情加深排水溝，以降低地下水位。根據(jù)地形情況，縱向滲溝每隔50～100 m設(shè)置一道橫向滲溝，將地下水引出路基之外。

季節(jié)性凍土路段，路基主要問題是凍脹與翻漿，處治的主要措施是：路基填筑高度盡可能控制在1.5 m以上；加強(qiáng)地表截排水；降低地下水位；采用粗顆粒填筑；采取隔水保溫措施等。

(4)對于挖方的季節(jié)性凍土路段，若挖深大于1.5 m，視具體地質(zhì)情況酌情處理，若挖至路面標(biāo)高處基巖出露，則無需換填；若出露塊碎石土等材質(zhì)較好路段，也無需換填；若揭示土層覆蓋較厚或粒徑d≤0.075 mm的細(xì)顆粒含量大于 5%路段，應(yīng)換填0.5cm碎礫石等透水性材料。

使用電磁爐進(jìn)行加熱的火鍋店，避免了燃?xì)獾囊兹夹约疤炕鸬母邷氐炔话踩蛩?，但由于同時使用多臺大功率電器，電路能否滿足安全要求？這也是孕媽媽去火鍋店就餐時，需要留意的問題。另外，很多孕媽媽擔(dān)心使用電磁爐會對肚里的胎寶寶有輻射危害。電磁爐輻射量大小，和其所使用爐具和鍋具都有很重要的關(guān)系。

(2)對于路基填筑高度大于1.5 m的季節(jié)性凍土路段需加強(qiáng)地表截排水、降低地下水位。若凍土深度較深，亦應(yīng)酌情換填0.3～0.8 cm碎礫石。

(6)在季節(jié)性凍土有可能發(fā)生熱融或路側(cè)人為活動較頻繁易導(dǎo)致凍土破壞、路基失穩(wěn)的填方路段，應(yīng)設(shè)置保溫護(hù)道。

(5)對于回填的碎礫石或其它透水性和抗凍脹性較好的填料中，粒徑d≤0.075 mm的細(xì)顆粒含量應(yīng)少于5 %。同時其粒徑組合應(yīng)滿足下列范圍：0.075～19 mm的占比20 %～40 %；19～37.5 mm的占比40 %～60 %；37.5～63 mm的占比10 %～30 %。

(3)對于挖方的季節(jié)性凍土路段，若挖深小于1.5 m，視為淺挖路段，同淺挖路基處理。

林區(qū)郁閉度低主要是指該區(qū)域中的林木郁閉度低于0.7的人工林或郁閉度低于0.6的天然林，管理人員也要分情況落實森林撫育管理工作[3]。如果郁閉度較低，幼齡木生長易受到其他植物的抑制，但情況較好的林區(qū)，管理人員需要重點調(diào)節(jié)幼齡木與其他植物的營養(yǎng)，幫助幼齡木獲取更多的生長營養(yǎng)元素，幫助其快速成長。具體可通過伐除其他植株，移栽生長密集的幼苗來實現(xiàn)。

5 結(jié)論及建議

路基填筑完成后，經(jīng)過兩個凍融循環(huán)后的檢測結(jié)果，顯示目前路基質(zhì)量優(yōu)良。本段季節(jié)性凍土施工所涉及的幾個問題可以為其他類似情況的季節(jié)性凍土施工提供一些參考：

(1)路基填料必須選用非凍脹性好的材料(例如級配砂礫石)填筑，控制好細(xì)粒土的含量，這是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

(2)合理做好防排水措施，尤其是盲溝、滲溝及水溝要設(shè)置合理。

(3)高原公路路基施工質(zhì)量是保證公路質(zhì)量的前提，在施工過程中必須對路基施工質(zhì)量有足夠的認(rèn)識，派專人對質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管。在路基施工過程中對每道工序都進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗，以提高公路質(zhì)量，減少維護(hù)費用和工程量。

[1] 孫化江，李洪文，崔莉.黑龍江季節(jié)性凍土分布特征、形成條件與危害及其防治[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,1993,(12)

[2] 李軍.高原多年凍土區(qū)路基的施工技術(shù)[J].中國水運,2007,(1)

[3] 哈冬梅.青藏高原地區(qū)公路施工的一些基本問題探討[J].科學(xué)與財富,2011,(7)

[4] 王景明，付軍，李強(qiáng).季節(jié)性凍土對公路工程危害及防凍措施[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2001,(3)

董超(1980～)，男，碩士研究生，工程師，從事工程管理工作。

TU752

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[定稿日期]2014-09-19