關(guān)于G219線凍土路基施工的建議

張 婕

(新疆公路工程咨詢公司)

1 土方路基施工要求

(1)凍脹土路基必須按設(shè)計(jì)條款做好抗凍施工;

(2)路基施工時(shí)必須對凍脹土路基進(jìn)行調(diào)查，復(fù)核路基填挖高度、土質(zhì)及天然含水量、冰凍條件及填筑材料等，同設(shè)計(jì)資料相認(rèn)證;

(3)凍脹土路基施工中經(jīng)常檢查凍害狀況，發(fā)現(xiàn)凍脹、軟彈、變形、縱橫向裂縫及翻漿等應(yīng)查明原因并采取有效處治措施;

(4)路面結(jié)構(gòu)層鋪筑之前應(yīng)對路基因凍脹造成強(qiáng)度不足或變形過大查明原因，處理后再鋪筑路面結(jié)構(gòu)層;

(5)路基填挖交界處基底應(yīng)充分壓實(shí)，并根據(jù)填方及挖方段不同的凍脹量設(shè)置楔形過渡段，使挖方終點(diǎn)凍脹量與填方段凍脹量相一致。

(6)地基土挖除換填深度誤差應(yīng)不大于5%;換填粗顆粒材料中小于0.075 mm 的含量不應(yīng)大于10%;換填土必須做到粒料均勻，結(jié)合料摻拌均勻，厚度一致，排水良好，壓實(shí)度達(dá)到要求。

(7)必須做好施工階段排水和永久性排水。

(8)季凍區(qū)石質(zhì)挖方、零填路段超挖和清除軟層后的凸凹面，嚴(yán)禁用挖方料和未經(jīng)穩(wěn)定處理的混合料回填找平。應(yīng)先將巖面凸出部分鑿平，超挖部分坑槽用貧水泥混凝土澆平，然后整平與基層合在一起施工。

1.1 凍土路基涵洞施工注意事項(xiàng)

在不同的季節(jié)凍土路基施工工期、方法、效果及相應(yīng)的措施亦有所不同，在暖季施工，施工過程中難免會使基坑暴露，若時(shí)間過長會影響基坑施工質(zhì)量;一般來說暴露時(shí)間最好不要超過15 d。尤其是涵洞開挖也盡量不要超過15 d，為了縮短暴露時(shí)間，應(yīng)先準(zhǔn)備好基礎(chǔ)所用建筑材料、機(jī)具和墊層所用砂礫，再開挖基坑。在開挖涵洞的過程中，尤其要注意基礎(chǔ)施工，路基基礎(chǔ)部分一般不宜埋入冰層，所以要做好對應(yīng)的核查工作，并采取及時(shí)的保溫措施以抬高基礎(chǔ)部分的埋置深度。施工熱運(yùn)動難免會給永久凍土基帶來影響，所以進(jìn)行凍土涵洞施工尤其要注意施工季節(jié)、方法以及技術(shù)的合理選擇。同時(shí)在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)乜s短工期可以減少熱干擾。

1.2 路基排水

(1)高含冰量凍土地段路基施工期間的臨時(shí)排水措施應(yīng)以擋水埝為主，保證排水系統(tǒng)地面坡度平順，不平的地方應(yīng)采用墊土夯實(shí)的辦法整平，不能隨意破壞原地面植被。

(2)排水溝采用預(yù)制混凝土U 型槽鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)做好上下游方向的連接，接頭處應(yīng)采用防水材料填塞。

(3)擋水埝迎水側(cè)應(yīng)有良好的排水通道，不得形成積水坑、積水洼地，凡有水坑和洼地應(yīng)回填夯實(shí)處理，使之暢通平順。

(4)在高含冰量凍土地段排水系統(tǒng)施工中，當(dāng)遇到地下水位高時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)、監(jiān)理方協(xié)商，考慮變更為排水盲溝或采取其他措施。

1.3 路基取土、棄土

(1)開工前必須對設(shè)計(jì)文件中設(shè)置的取土場進(jìn)行地質(zhì)、環(huán)保調(diào)查復(fù)核，不適合取土的場地必須配合設(shè)計(jì)、監(jiān)理方進(jìn)行變更。

(2)在河床中取土應(yīng)與有關(guān)部門協(xié)商確定取土范圍。

(3)選取土場地表的草皮是一項(xiàng)較細(xì)致的工作，除需要選擇適當(dāng)?shù)某叽缤?，還要在鏟下后進(jìn)行集中的灑水養(yǎng)護(hù)，在需要時(shí)還要在其上覆一層塑料膜以方便草皮的保溫養(yǎng)護(hù)。草皮可移植到路基表面防護(hù)，或恢復(fù)取土場植被時(shí)利用。

(4)一般來說高含冰量的凍土路基不會用作保溫護(hù)道填料和路堤，尤其是在土塹挖方時(shí)，最好棄方。棄土場地應(yīng)選擇在線路地表橫坡的下方，遠(yuǎn)離線路，嚴(yán)防凍土融化影響下游建筑物。棄土場不宜選擇在水流、沼澤濕地和植物發(fā)育良好的地段，嚴(yán)禁棄于自然環(huán)境保護(hù)核心區(qū)和緩沖區(qū)。

(5)取土場利用完畢后應(yīng)按設(shè)計(jì)和環(huán)保要求處理。

2 長年凍土路基的施工質(zhì)量控制

2.1 施工季節(jié)的選擇

關(guān)于施工季節(jié)的選擇是凍土路基施工的重要問題，一般來說以氣溫為依據(jù)主要有寒季施工和暖季施工，在適宜的季節(jié)以及適宜的溫度下施工，有利于修筑長年凍土區(qū)，并使路堤質(zhì)量有所提高。隨著人們對相關(guān)工程建設(shè)理論的深入研究，對于施工季節(jié)差異所引起的熱影響也開始有了一定的認(rèn)識。暖季良好的施工條件在一定程度上提高了施工效率，也方便控制工程的施工質(zhì)量，較適用于長年凍土區(qū)的路基施工。當(dāng)然還要適當(dāng)考慮暖季施工所帶來的熱干擾，為了較好的控制路堤填土的施工質(zhì)量，一定要防止填土蓄熱，還要關(guān)注路堤高度，以避免路堤過高時(shí)在堤身內(nèi)形成殘留的融土核，而引起路面變形以及下沉。相對來講在冬季施工時(shí)，因條件較差而降低了施工效率，路堤填土凍結(jié)使得質(zhì)量也難以控制;不過對于對沼澤化地段、地表不穩(wěn)定地段、高含冰量地段以及易集水地段這樣一類特殊地段，在暖季施工時(shí)，取土與運(yùn)輸較為困難，如果先準(zhǔn)備好各類干燥的施工材料，較適宜寒季施工，也方便施工過程中堤體土層預(yù)冷易于保護(hù)凍土。

2.2 凍土路基基底處理

在長年凍土季節(jié)性凍融過程中，常會產(chǎn)生一些不良凍土融沉、凍脹的地質(zhì)現(xiàn)象，引發(fā)出一系列地質(zhì)問題。因此在處理凍土?xí)r，要堅(jiān)持保護(hù)長年凍土;延緩長年凍土的融化;破壞長年凍土三種原則。凍土路基基底不做清表處理，多年形成的地表植被起到保護(hù)長年凍土的作用。對原地面進(jìn)行平整、碾壓后直接填筑，不平整地段填筑少量的粗粒土進(jìn)行平整后再碾壓。

2.3 路堤施工進(jìn)度的控制

每一個(gè)施工季節(jié)填筑路堤的進(jìn)度要有一定的限制，這是為了確保冬季路堤中熱量能及時(shí)散失，長年凍土上移，使路堤和基底層凍結(jié)為一個(gè)整體。例如，路基填筑后的第一個(gè)冬季，堤身土和季節(jié)融化層完全凍結(jié)，并與長年凍土上限銜接，這樣的路堤將保持穩(wěn)定。相反，若路堤填層厚度過高，冬季到來時(shí)地基與堤身土并未完全凍結(jié)，在上部路堤表層凍土和基底長年凍土之間存在融化的土層(融土核)，路基將產(chǎn)生過大的工后沉降，甚至失去穩(wěn)定性。為了保證夏季施工的質(zhì)量，應(yīng)對施工進(jìn)度進(jìn)行合理的限制，當(dāng)路堤高度大于3 m 時(shí)，隔一個(gè)冬季分兩個(gè)階段填筑完成，不宜一次性填高。

2.4 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

在片、碎石路基的試驗(yàn)工程施工中，存在整個(gè)片碎石層強(qiáng)度的控制問題，在選定碎石粒徑與級配下，施工質(zhì)量控制不好就會引起路基強(qiáng)度不足，或振搗碾壓過度碎石被部分壓碎細(xì)顆粒過多填充碎石孔隙，達(dá)不到氣冷對流通風(fēng)冷卻凍土路基的目的，研究認(rèn)為，可以通過檢測片碎石的孔隙率來控制片碎石路基的施工壓實(shí)質(zhì)量。

隔熱層路基施工質(zhì)量控制要注意隔熱層埋設(shè)深度、隔熱層厚度、隔熱材料上壓實(shí)厚度，隔熱層上填料施工方法等。

熱棒路基施工要注意熱棒的設(shè)置與吊裝，異型熱棒在路基結(jié)構(gòu)層中的保護(hù)及其周圍土體與上部土層的壓實(shí)控制問題等。

通風(fēng)管路基施工要注意下承層與通風(fēng)管層的壓實(shí)檢驗(yàn)問題，測量放樣與溝槽開挖成型問題，通風(fēng)管的安裝、拼接與溝槽回填夯實(shí)問題等。

2.5 施工工藝與施工要點(diǎn)

長年凍土地區(qū)施工工序與流程與一般地區(qū)有所不同，在設(shè)計(jì)中應(yīng)就有關(guān)具體施工給出明確要求，以保證施工后能達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。

(1)地表排水系統(tǒng)的施工及養(yǎng)護(hù)維修。

由于地表水的滲透是造成凍土融化、路基下沉的主要原因之一，因此整個(gè)排水系統(tǒng)應(yīng)在施工過程中盡早開始，在路基主體完成的同時(shí)盡快完成。如有困難亦要先做好臨時(shí)排水設(shè)施，以防雨季地表水對路基坡腳和邊坡的浸泡、滲透及沖刷，造成融化下沉和塹坡溜坍等病害。從以往經(jīng)驗(yàn)來看，施工過程中往往只注意路基的主體工程的進(jìn)度，而忽視對排水系統(tǒng)的及早施工和施工場地的排水，以致使地表水和雨水流入基坑內(nèi)，增加施工困難，或路基成型而排水溝還未開挖，雨季或春融地表水順路基坡面和坡腳形成急流，滲入坡面和基底，結(jié)果線路尚未交付運(yùn)營而病害已經(jīng)產(chǎn)生。另外在運(yùn)營中如對排水溝、側(cè)溝、天溝等不注意養(yǎng)護(hù)維修，天長日久造成排水溝邊坡堆坍，溝底淤積堵塞，致使排水系統(tǒng)失效，坡腳積水塹坡滲水，會產(chǎn)生或加重路基病害。

(2)厚層地下冰地段的施工。

厚層地下冰地段如填料為砂卵石等粗粒土，最好于秋季凍結(jié)前運(yùn)到工點(diǎn)附近，于冬季施工填筑。這樣低溫填筑材料及基底一定深度內(nèi)的負(fù)溫能較長時(shí)間保持下來，對保護(hù)凍土及地下冰層有利。堆積的高于地面的砂卵石，由于已疏干了水分，冬季不會凍結(jié)。

運(yùn)營期間在厚層地下冰地段路基兩側(cè)應(yīng)設(shè)有標(biāo)志，距離路基坡腳20 m 范圍內(nèi)，應(yīng)禁止進(jìn)行任何人為活動，以免破壞地表后使冰層融化，危害路基。

(3)高含冰量凍土路塹施工方法。

高含冰量凍土路塹包括含土冰層、飽冰凍土、富冰凍土路塹。高含冰量凍土的路塹施工對長年凍土的熱條件干擾最為嚴(yán)重，如果開挖和處理不當(dāng)，可導(dǎo)致長年凍土大量融化，形成熱融滑塌，使施工無法進(jìn)行，并嚴(yán)重影響竣工路塹工程的穩(wěn)定。因此，應(yīng)特別重視及認(rèn)真對待高含冰量凍土路塹的施工。施工時(shí)應(yīng)選擇9 ～11月份或翌年3 ～5月份進(jìn)行開挖，在5月底以前完成基底和邊坡的換填和防護(hù)處理。對坡面修整、路基面平整以及路塹內(nèi)排水系統(tǒng)的施工可安排在暖季進(jìn)行。

在路塹開挖前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求做好路塹頂部排水系統(tǒng)或臨時(shí)排水系統(tǒng)，防止地表水和凍結(jié)層上的水流入路塹。開挖中要視路塹長度分段施工，開挖一段成型一段，加固防護(hù)一段。分段長度可根據(jù)長年凍土的工程地質(zhì)條件和施工力量確定，以路塹長年凍土暴露時(shí)間最短為原則。

在施工中應(yīng)先將地表草皮移植留做防護(hù)使用，對路基邊坡及基底進(jìn)行的換填保溫層處理、保溫板鋪設(shè)、熱棒埋設(shè)、雙向土工格柵鋪設(shè)、換填料質(zhì)量、換填厚度等，必須滿足設(shè)計(jì)要求，換填料要嚴(yán)格按施工工藝要求分層壓實(shí)。路塹全部換填完成后再進(jìn)行邊坡整修及路基面整平，最后修建側(cè)溝和側(cè)溝平臺。