季節(jié)性凍土路基處理措施與施工

季節(jié)性凍土路基處理措施與施工摘要：針對(duì)在高海拔地區(qū)進(jìn)行道路施工時(shí)，凍土問題一直是施工難點(diǎn)。本文以西藏自治區(qū)國(guó)道109那曲至拉薩公路改建工程（那曲至羊八井段）為工程實(shí)例，針對(duì)季節(jié)性凍土地區(qū)的路基病害進(jìn)行探討，提出處理措施和施工方法，為類似工程施工提供參考借鑒。關(guān)鍵詞：凍土；路基；施工方法1引言路基是道路的重要組成部分，作為路面的基礎(chǔ)，它與路面共同承擔(dān)行車荷載和自然氣候的影響。當(dāng)溫度為0°c或負(fù)溫時(shí)，含有冰且土顆粒呈膠結(jié)狀態(tài)的土稱為凍土。土層冬季凍結(jié)，夏季全部融化，凍結(jié)時(shí)間一般不超過一個(gè)季節(jié)的土層稱為季節(jié)性凍土層，其下邊界線稱為凍結(jié)線。路基土質(zhì)、水分及凍結(jié)條件的不均一性，會(huì)產(chǎn)生不均勻凍漲，凍漲造成路基頂面開裂；春季融化時(shí)，土體處于飽和狀態(tài)，土顆粒間的摩擦力降低甚至消失，在荷載作用下出現(xiàn)路基下沉、翻漿冒泥等病害。本項(xiàng)目羊八井-當(dāng)雄-古露屬于季節(jié)性凍土區(qū)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，我標(biāo)段季節(jié)性凍土處理共有五種處理方案，根據(jù)不同的填土高度或者挖方高度確定不同的施工方案。本文以其中填土高度1.62（路面+路床厚度）＜HV3.0m的路堤為典型案例進(jìn)行分析。2工程概況本項(xiàng)目位于西藏自治區(qū)那曲市那曲縣與當(dāng)雄縣，路線起于國(guó)道109線那曲至拉薩公路的起點(diǎn)那曲縣香茂鄉(xiāng)。設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號(hào)為K3635+000，終點(diǎn)樁號(hào)為K3699+700，全線長(zhǎng)85.109km。主線采用雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100公里/小時(shí)，路基寬度26米。項(xiàng)目所經(jīng)區(qū)域?qū)儆诓乇备咴鑵^(qū)，那曲縣平均海拔4500m，屬于高原溫帶半干旱氣候，年平均氣溫1.7C，極端最高氣溫26.5C，極端最低氣溫-32.5C，年平均降水量459.3mm，根據(jù)凍結(jié)指數(shù)對(duì)冰凍區(qū)的劃分，改地區(qū)多年平均凍結(jié)指數(shù)為1382（極大值為1712），屬于中冰凍區(qū)（凍結(jié)指數(shù)介于800?2000），是較大凍深的季節(jié)性凍土地區(qū)。3季節(jié)性凍土處理施工方案3.1季節(jié)性凍土路基處理措施（1） 提高路基，以填方通過，盡量避免零填、低填路基。（2） 當(dāng)通過水文及水文地質(zhì)不良地段時(shí)，加強(qiáng)地表及地下排水，排水溝、邊溝下設(shè)置碎石盲溝，同時(shí)在填方路基底設(shè)置毛細(xì)水隔斷層，在挖方路床范圍內(nèi)換填粗顆粒土（碎石、砂礫）等以控制路基凍脹。（3） 各種圬工砌體底部都需設(shè)置砂礫墊層，以避免凍脹對(duì)工程的危害，基礎(chǔ)埋深位于凍結(jié)線以下，必要時(shí)采用換填法，將凍脹性強(qiáng)的粉土、粉質(zhì)黏土進(jìn)行置換，采用粗顆粒土（碎石、砂礫）等非（弱）凍脹性土，以消除凍脹產(chǎn)生的危害。（4） 對(duì)于填土高度HV1.62m的路堤以及挖方路塹，若處于地下水發(fā)育路段，需在路床底部（邊溝或排水溝下方）增設(shè)排水滲溝，以降低地下水位。滲溝應(yīng)埋設(shè)于當(dāng)?shù)刈畲髢錾钜韵虏恍∮?.25m處盲溝出口增設(shè)保溫措施。對(duì)于硬質(zhì)巖石、中硬巖石挖方，路床無需進(jìn)行超挖換填碎石防凍層處理。3.2季節(jié)性凍土處理施工方法填土高度1.62（路面+路床厚度）＜H＜3.0m的路堤，除在上路床設(shè)置30cm厚砂礫抗凍層外，同時(shí)需在原地面以上30cm處設(shè)置30cm厚的砂礫隔斷層，隔斷層以砂礫等粗骨料為主，填料粒徑在20mm-60mm之間，粒徑小于0.075mm含量少于5%，并在砂礫隔斷層頂面鋪設(shè)一層防滲土工膜，以防止污染隔斷層。防滲土工膜采用兩布一膜型，布/膜/布結(jié)構(gòu)，單層布質(zhì)量＞150g/^，中間防滲膜厚度＞0.3mm，總厚度＞2.4mm，極限抗拉強(qiáng)度＞17kN/m，極限伸長(zhǎng)率＞30%，CBR頂破強(qiáng)度＞3.0kN，撕破強(qiáng)度＞0.42kN，垂直滲透系數(shù)V1cm/s，幅寬偏差±1%，并具有防凍、抗紫外線的功能。處理方案設(shè)計(jì)圖3.3施工工藝流程3.3.1基底處理用挖掘機(jī)對(duì)換填范圍內(nèi)的地表土、路基填土等全部挖除用自卸汽車將運(yùn)至指定的棄土場(chǎng)。采用壓路機(jī)對(duì)基底行壓實(shí)，按驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求作填前壓實(shí)檢查。3.3.2測(cè)量放樣基底處理完成后，進(jìn)行復(fù)核放樣工作，每10m一個(gè)中心樁點(diǎn)，按實(shí)測(cè)標(biāo)高計(jì)算基底面填筑寬度。放坡腳線時(shí)，按實(shí)測(cè)路基半寬+0.5m作為一層填筑寬度，保證有效壓實(shí)且不小于設(shè)計(jì)寬度。3.3.3填筑施工填前經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，立即進(jìn)行碎石、砂礫的填筑。運(yùn)輸換填材料時(shí)，根據(jù)既定運(yùn)輸車的標(biāo)定方量，按所擬定的松鋪厚度算出每一車所能攤鋪的面積，由現(xiàn)場(chǎng)施工人員指揮卸車。攤鋪整平用推土機(jī)攤鋪平整，對(duì)于超過粒徑要求的石渣料由人工揀出，再用PY180平地機(jī)精平，個(gè)別不平整處，人工配合機(jī)械用細(xì)料找平。檢測(cè)含水量，用灑水法或?qū)⒑靠刂圃谧罴押俊?%以內(nèi)。用水準(zhǔn)儀測(cè)量控制點(diǎn)高程，檢測(cè)寬度比設(shè)計(jì)寬度每側(cè)多50cm。壓路機(jī)碾壓碾壓石渣料時(shí)，行駛速度越慢越利于激振力的垂直向下傳遞，一般行駛速度最好控制在2Km/h—3Km/h，使用低擋油門行駛壓實(shí)效果更好。碾壓時(shí)由兩側(cè)向中間?？v向進(jìn)退式進(jìn)行，橫向接頭0.4m—0.5m，前后相鄰段重疊1m—1.5m，應(yīng)達(dá)到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。松鋪厚度按40cm、30cm二次試驗(yàn)，碾壓時(shí)，采用兩臺(tái)22T振動(dòng)壓路機(jī)先靜壓一遍，弱振一遍，開始強(qiáng)振，按以下方法檢測(cè)。3.3.4試驗(yàn)檢測(cè)路基碎石以及砂礫本身是不可壓縮的，壓縮的目的是使各粒料之間的松散接觸狀態(tài)變?yōu)榫o密咬合狀態(tài)。碎石以及砂礫料填筑時(shí)間隙率大，采用沉降觀測(cè)法檢測(cè)。碎石料攤鋪按試驗(yàn)段要求攤鋪后用20T振動(dòng)壓路機(jī)靜碾一遍，振動(dòng)碾壓3遍后停止碾壓，利用水準(zhǔn)儀測(cè)量各測(cè)點(diǎn)高程并記錄，準(zhǔn)確讀至毫米。繼續(xù)用20T的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓1遍后，再利用水準(zhǔn)儀測(cè)量相應(yīng)點(diǎn)的高程，比較兩次沉降量。繼續(xù)用20T的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，測(cè)量記錄測(cè)量高程。若兩次測(cè)出的同一點(diǎn)的高程相差不超過誤差允許范圍2mm內(nèi)，則該層的壓實(shí)質(zhì)量符合要求；否則，繼續(xù)碾壓，重新測(cè)試相應(yīng)點(diǎn)的高程，再和上次的測(cè)試高程結(jié)果相比較，直至最后一次量測(cè)的高程和上次量測(cè)的高程之差在誤差允許范圍內(nèi)。砂礫料的填筑質(zhì)量符合要求后，記錄好攤鋪的厚度、碾壓遍數(shù)，并埋設(shè)標(biāo)記以便施測(cè)。當(dāng)碎石作為路基填料時(shí)，由于粒徑較大，在碾壓過程中粒料有錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，易造成測(cè)試結(jié)果的可靠度降低。在試驗(yàn)路段各布設(shè)10個(gè)控制點(diǎn)，每個(gè)控制點(diǎn)至少布設(shè)2個(gè)子控制點(diǎn)，以確保測(cè)試結(jié)果的可靠性，從而進(jìn)行定量分析，確定出檢測(cè)砂礫試驗(yàn)段的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。4結(jié)論路基是影響道路建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵，若處理不當(dāng)，不但影響路基質(zhì)量，還將影響道路的使用壽命。季節(jié)性凍土地區(qū)路基受自然條件制約，產(chǎn)生的路基病害是各種條件相互作用的結(jié)果，只有考慮到造成路基病害的各種因素，做出相應(yīng)的特殊設(shè)計(jì)、做好相關(guān)處理措施，才能有效提高工程質(zhì)量。本文結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)季節(jié)性凍土地區(qū)的路基病害進(jìn)行探討，提出處理措施和施工方法，為類似工程施工提供參考借鑒。參考文獻(xiàn)胡靜.嚴(yán)寒凍土地區(qū)的公路路基處理技術(shù)探討[J].黑