凍土處理.docx

。國道318線公路改建季節(jié)性凍土路基的施工技術(shù)國道318線公路改建季節(jié)性凍土路基的施工技術(shù)關(guān)鍵詞：公路工程;軟土路基;施工技術(shù) 【摘 要】國道318線是四川通往西藏的主要通道，在西部大開發(fā)戰(zhàn)略中具有重要地位。本路段處于高海拔地區(qū)，由于季節(jié)性凍土的原因使得公路改建較為困難，本文就國道318線公路改建季節(jié)性凍土路基的施工進行了簡要論述。 【關(guān)鍵詞】高海拔地區(qū)；季節(jié)性凍土；路基施工 一、工程概況 國道318線是四川和西藏間的省際干線公路，是國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略8條干線公路之一，四川東俄洛至海子山段公路是西部大開發(fā)省際公路通道成都至樟木口岸的重要組成部分，是四川通往西藏的主要通道。本路段處于高海撥地區(qū)地形地質(zhì)復雜，公路病害多，整體路況差，通行能力弱。加快實施改建，在政治、經(jīng)濟、軍事等方面均具有十分重要的意義。D10合同段位于四川省甘孜州雅江縣境內(nèi)，處于海拔42004600m高程，受氣候影響較大，年、日溫差大，無霜期短，雖總體降水量小，但降雨集中。冬季冰雪覆蓋無法施工，有效施工期短。有季節(jié)性凍土路基183段，處治長度24000m。其路基施工有兩個重點：一是要保證通風路堤填筑密實有效，高邊坡路塹開挖、換填處理良好；二是要盡量控制季節(jié)性凍土路基施工質(zhì)量，防止引起凍脹、融陷、滑坍等病害1。 二、季節(jié)性凍土及成土條件 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，維度、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2。 三、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)的毛細管，地下水通過路基中的毛細管上升到路基里面。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3。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4。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，使的路基及路面開裂。 當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)，強度大大降低，使路基發(fā)生下陷，也就是融陷5。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，細粒土較多，承載力差的土層上修筑公路，凍害尤為嚴重。 四、季節(jié)性凍土路基施工 1.鋪設砂礫墊層 在季節(jié)性凍土路段用砂礫墊層換掉部分凍脹土，能起到很好的作用。底基層設置砂礫墊層，能起隔離層的作用，當?shù)叵滤ㄟ^路基土毛細管上升到砂礫墊層時，因砂礫墊層孔隙較大，形成的毛細管少，減少了地下水上升的數(shù)量。在基底鋪設砂礫墊層，也可以減少凍土路基土的厚度，達到減輕膨脹程度的目的，從而削弱凍脹土的抬拱力。 2.不同填筑高度的路基處理 路基填筑高度也盡可能控制在1.7米以上，處治措施主要是加強地表截排水、降低地下水位，采用粗顆粒材料填筑等。當路床范圍填料粒徑d0.074mm的細顆粒含量7%時，應進行換填處理。路堤范圍填料粒徑d0.074mm的細顆粒含量不得大于15%。 對于凍深大于1m，填高（不包括路面厚）0.5m及土質(zhì)挖方路段的凍土路基處理。防凍層采用碎石填筑，粒徑小于0.074mm顆粒含量應小于5%，防凍層厚80cm。防凍層與開挖地面接觸面鋪設防滲土工布，另一側(cè)鋪設滲水土工布。 對于凍深大于1m，且填高（不包括路面厚）大于等于0.5m，小于1.7m的填方段凍土路基處理。防凍層采用碎石填筑，粒徑小于0.074mm顆粒含量應小于5%，防凍層厚50cm。防凍層底面鋪設防滲土工布，兩側(cè)鋪設滲水土工布。 對于凍深大于1m，填高（不包括路面厚）大于等于1.7m的填方段凍土路基處理直接在路面底面下及兩坡面鋪設防滲土工布。 3.基底鋪設土工材料 在基底鋪設土工材料，使地下水與路基土隔離，并阻斷毛細水，把地下水引入邊溝，把路面浸透來的水隔開，加速路基基床內(nèi)積水的快速排除，有效的控制路基病害產(chǎn)生，保證路基的耐久、穩(wěn)定6。土工織物鋪設時用木樁或石塊固定就位，其搭接長度縱向和橫向宜為100cm。 防滲土工布采用兩布一膜，其斷裂強度20kN/m，拉伸斷裂伸長率30%100%，CBR頂破強度2.5kN，撕裂強度0.32kN，剝離強度6kN/cm，耐靜水壓0.5Mpa。鋪設的范圍為防凍層與開挖地面接觸面或防凍層底面。滲水土工布要求其斷裂強度20kN/m，斷裂伸長率30%，撕裂強度0.5kN，CBR頂破強度3.5kN，單位面積質(zhì)量400g/m2。鋪設范圍為防凍層與開挖地面接觸面的另一側(cè)或防凍層底面兩側(cè)。 4.設置排水溝 截水溝在路基兩側(cè)邊內(nèi)底部低于地下水位處，根據(jù)地形情況，縱向滲溝每隔50100m設置一道橫向滲溝，將地下水引出路基之外。達到降低地下水位，排除地表水，減少路基土含水率，做到防治凍土危害的目的。 5.挖方的季節(jié)性凍土路段處理 對處于挖方的季節(jié)性凍土路段，路床處理方式與零填路基一致，但其兩側(cè)邊溝下均加深縱向滲溝至80cm，以降低地下水位及有效排除路床換填范圍內(nèi)積水。 五、結(jié)論 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)量有足夠的認識，派專人對質(zhì)量進行監(jiān)管。在路基施工過程中對每道工序都進行嚴格的檢驗，以提高公路質(zhì)量，減少維護費用和工程量。 參考文獻： 1冶進良 試論青藏高海拔地區(qū)公路路基的施工與養(yǎng)護J黑龍江科技信息2008.11 2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)災害與防治學報1993.12 3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 4哈冬梅青藏高原地區(qū)公路施工的一些基本問題探討J科學與財富2011.7 5王景明付軍李強季節(jié)性凍土對