多年凍土區(qū)域特殊路基設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

賀詠楠

(哈爾濱華龍公路工程設(shè)計(jì)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

1 多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 多年凍土區(qū)域路基設(shè)計(jì)思路

對(duì)于凍土區(qū)域的路基施工，國(guó)內(nèi)外這方面的經(jīng)驗(yàn)有很多，其主要是借助于提升路堤高度和鋪設(shè)保溫材料的方法具體實(shí)施，以阻斷路基內(nèi)外的熱量流通，從而減慢多年凍土冰的融化速度。然而這樣的方式只能延緩冰融，并不能切實(shí)地改善凍土地基的固有性能。從高原區(qū)域多年凍土特性入手，加之經(jīng)過(guò)不斷的理論與實(shí)踐的反復(fù)進(jìn)行，以青藏高原固有的冷能為基礎(chǔ)進(jìn)行凍土地基防控比較適宜。通過(guò)熱傳導(dǎo)以及對(duì)流和輻射等方式的調(diào)控，以固有冷源注入凍土區(qū)域，從而達(dá)到冷卻凍土地基的效果，如此也就達(dá)到了穩(wěn)固凍土性能的目的。另外，碎石護(hù)坡的方式對(duì)于減少外界熱量進(jìn)入路基也有著突出功效。就多年探究和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，降溫冷卻以達(dá)到凍土性能穩(wěn)定是根本準(zhǔn)則，而氣候方面的變化也應(yīng)做到特定考慮。只有這樣才能切實(shí)地保障該區(qū)域路基施工的穩(wěn)定高效。

1.2 路基成套技術(shù)的設(shè)計(jì)方法

對(duì)于鐵路沿線來(lái)說(shuō)，因其多年凍土以及氣候的特殊情況，對(duì)其實(shí)施采取多年凍土路基成套技術(shù)比較可行。具體的操作主要包括片石氣冷和碎石護(hù)坡以及熱管、隔熱保溫和挖除換填等相關(guān)流程。具體部署應(yīng)根據(jù)特定的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)還要保證各方面指標(biāo)與既定環(huán)境的協(xié)調(diào)。

(1)路基設(shè)計(jì)的沉降變形要求

對(duì)于道路工程來(lái)說(shuō)，路基無(wú)疑是其承載力保障的最為核心的部分，與此同時(shí)行車的安全與穩(wěn)定也與其有很大關(guān)系。對(duì)于高速鐵路來(lái)說(shuō)，為防止出現(xiàn)路基沉降變形的不良情況，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注一下幾點(diǎn)：①路基主體工程務(wù)必要以土工結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)情況為準(zhǔn)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，通常整個(gè)的設(shè)計(jì)年限為100年。②路基工程的直接目的是保障行車的穩(wěn)定安全，因此其中涉及到的沉降值務(wù)必要處在一個(gè)合理的區(qū)間，與此同時(shí)還應(yīng)與區(qū)域的地質(zhì)條件等現(xiàn)實(shí)情況保持協(xié)調(diào)。③對(duì)于鐵路路軌類型的路基，其施工完成后的沉降一般應(yīng)小于15 ram。

(2)路基成套技術(shù)的可靠性分析

通常情況下的路基施工，其完工后的沉降量不得超過(guò)30 cm。而其中涉及到的片石氣冷以及碎石護(hù)坡等成套技術(shù)的操作能夠有效控制沉降變形，但是對(duì)于高速鐵路來(lái)說(shuō)，這樣的效果并不顯著，因此應(yīng)對(duì)其開(kāi)展具體的可靠性分析。其中的地基斷面地溫和沉降等都應(yīng)進(jìn)行精細(xì)的監(jiān)測(cè)，以判定凍土的熱穩(wěn)定性和做出特定的設(shè)計(jì)。而對(duì)凍土路基完工后沉降變形的測(cè)定，一般應(yīng)由路基下凍土融化下沉變形壓縮以及高溫凍土升溫過(guò)程中的壓縮變形等多種因素綜合進(jìn)行，與此同時(shí)還應(yīng)結(jié)合年平均氣溫的一個(gè)變化狀態(tài)，以做出該區(qū)域路基未來(lái)50年的沉降量分析。由此可見(jiàn)，對(duì)于高速鐵路等規(guī)格較高的道路路基施工，相應(yīng)的成套技術(shù)在防控沉降變形方面應(yīng)做出特殊的處理。

1.3 多年凍土復(fù)雜程度劃分及工程結(jié)構(gòu)設(shè)置

(1)多年凍土復(fù)雜程度等級(jí)劃分

所謂的多年凍土，其是一種以氣候?yàn)橹饕约岸喾N環(huán)境因素共同影響而形成的區(qū)域性產(chǎn)物。就對(duì)未來(lái)氣候變化的預(yù)測(cè)顯示，未來(lái)一百年的年平均氣溫將以以0.03～0.04 ℃的速率升高，而由此帶來(lái)的必將是凍土區(qū)域結(jié)構(gòu)性的根本變化，例如高寒冰凍土區(qū)域融化以及地面滑塌等不良情況，這樣一來(lái)進(jìn)行道路工程就更為艱難。加之青藏高原的凍土路基多靠近低洼積水和河流，水帶來(lái)的熱量必定較大，因此也就極易對(duì)凍土的熱穩(wěn)定性造成不良影響。鑒于這樣的現(xiàn)實(shí)情況，避免附近積水對(duì)凍土路基造成不良影響就應(yīng)做到重點(diǎn)分析，而以橋帶路可作為一種防控手段，但應(yīng)注意區(qū)域性的排水問(wèn)題。另外，還應(yīng)就凍土的不同路段進(jìn)行特定分析，這樣具體設(shè)計(jì)和施工起來(lái)才會(huì)更為科學(xué)高效。

(2)工程結(jié)構(gòu)設(shè)置

對(duì)于多年凍土路基的結(jié)構(gòu)設(shè)置來(lái)說(shuō)，前期有過(guò)兩種設(shè)計(jì)方案，但因造價(jià)高于8 m跨簡(jiǎn)支梁方案，因此決定采用跨在 “極差” 路基等級(jí)之外的路基工程執(zhí)行方式，與此同時(shí)也可采取樁板結(jié)構(gòu)通過(guò)的方式，進(jìn)而在填土的合理設(shè)置以及片石氣冷等成套關(guān)鍵技術(shù)的作用下，即可達(dá)到穩(wěn)固凍土結(jié)構(gòu)的目的。其中涉及到的樁板結(jié)構(gòu)即是以控制沉降變形為準(zhǔn)，但應(yīng)對(duì)凍脹變形有所防控，一般應(yīng)采用成套關(guān)鍵技術(shù)以防止凍土融化。另外，需要注意的是，對(duì)于“極差”等級(jí)之外的路基樁板，其中涉及到的抗凍脹等務(wù)必要達(dá)到現(xiàn)實(shí)的具體需求，而路基填料也應(yīng)達(dá)到具體施工的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié) 語(yǔ)

本文主要論述的是多年凍土區(qū)域路基設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的一些關(guān)鍵技術(shù)，以期能通過(guò)以上的分析對(duì)相關(guān)的路基設(shè)計(jì)提供一定的參考。以上所論述的兩類方案由于涉及到諸多的混凝土澆筑施工以及需要大量的機(jī)械動(dòng)力和人力操作，而就未來(lái)資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，這樣的操作方式顯然不能長(zhǎng)期推行下去，且還存在諸多的對(duì)于凍土土壤擾動(dòng)的不良情況。因此對(duì)于劃分“極差”等級(jí)的路基以建橋防控為準(zhǔn)，相信在對(duì)多年凍土路基現(xiàn)實(shí)性的不斷實(shí)踐以及探究的基礎(chǔ)之上，未來(lái)針對(duì)此類特殊地質(zhì)條件所進(jìn)行的道路工程路基施工會(huì)更為穩(wěn)定高效。