淺談季節(jié)性凍土路基的處置
——以省道455色鑼路道路改建工程為例

唐利方

(四川興蜀公路建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司, 四川成都 610000)

淺談季節(jié)性凍土路基的處置
——以省道455色鑼路道路改建工程為例

唐利方

(四川興蜀公路建設(shè)發(fā)展有限責(zé)任公司, 四川成都 610000)

在高原山區(qū)道路改建施工中穿過季節(jié)性凍土是較普遍的，季節(jié)性凍土對道路路基、路面的破壞較大，經(jīng)過1～2年的凍融變化，道路就會出現(xiàn)彈簧、下沉、路面開裂、翻漿、冒泥等地質(zhì)病害，嚴(yán)重影響行車安全。為此在道路改建施工中就必須加強(qiáng)路基的處置，確保路基的穩(wěn)定，保障道路的安全運(yùn)營。根據(jù)實(shí)際施工中的效果，文章簡要概述了對季節(jié)性凍土路基的處置方案。

季節(jié)性凍土； 處置； 方案

1 季節(jié)性凍土的形成及病害性狀

本項(xiàng)目區(qū)屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，工程區(qū)溫度低，氣候嚴(yán)寒，四季不分明。冬春寒冷干燥，夏秋溫涼宜人，干濕季明顯，雨熱同季，平均海拔3 500 m。路線經(jīng)過區(qū)段存在多處凍土層，主要是所在地地下水、地表水豐富，路線內(nèi)側(cè)常年積水，而目前邊溝及涵洞排水不暢，從而導(dǎo)致路基積水，進(jìn)而形成凍土。冬季溫度降至0℃以下時，隨最低溫度、溫差、負(fù)低溫持續(xù)，促成土體水的聚流、聚冰在土體中1～1.5 m范圍產(chǎn)生凍脹，土體積膨脹，結(jié)構(gòu)變松散，而強(qiáng)度降低。春季因地表溫度上升至0℃以上時，凍土路基在熱力和荷載作用下，在有害凍結(jié)深度范圍內(nèi)產(chǎn)生融化，并伴隨著土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)的改變，土體結(jié)構(gòu)松散、含水量大的路基產(chǎn)生自重作用下的融化下沉，土體強(qiáng)度大大下降，并產(chǎn)生荷載作用下的壓縮下沉，導(dǎo)致路面形成彈簧、產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋。雨季地表水和地下水通過裂縫、松散結(jié)構(gòu)土體的空隙滲入，加大路基土體含水量，在荷載作用下，路面彈簧、下沉和網(wǎng)狀裂紋情況進(jìn)一步擴(kuò)大。次年冬季和春季路基土體又產(chǎn)生凍脹和融化，路基土體的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步惡化，路面彈簧、下沉和網(wǎng)狀裂紋狀況更趨嚴(yán)重。如此，氣溫降低凍脹→路基土體結(jié)構(gòu)松散→氣溫升高融化→土體強(qiáng)度降低、壓縮下沉→路面裂紋擴(kuò)大→土體含水量加大的反復(fù)凍融循環(huán)導(dǎo)致路面大量裂紋開裂、下沉，在荷載作用下，路基下高含水量的土形成泥漿通過裂紋、縫隙擠出使路基變形，路面鼓包、翻漿、冒泥漿等病害。

2 處置方案

采用挖除凍土層1～1.5 m厚，換填片石、砂礫石，根據(jù)區(qū)段內(nèi)地表水和地下水的豐富程度確定是否需設(shè)置縱橫向盲溝的方式處置。

3 施工設(shè)備、材料的準(zhǔn)備

在針對季節(jié)性凍土層施工中，所需要的機(jī)械設(shè)備主要是：壓路機(jī)、挖掘機(jī)、自卸車；材料主要是：片石、砂礫石、防水土工布。

4 施工準(zhǔn)備

(1)在施工前查明施工范圍內(nèi)是否存在地下管溝、構(gòu)筑物和管線，并確定其準(zhǔn)確位置，采取保護(hù)措施。以免造成破壞，耽誤正常施工；

(2)片石、砂礫石要符合設(shè)計要求，同時施工單位要對其進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)檢測，符合現(xiàn)行相關(guān)規(guī)定后，方可使用。

5 施工工序

(1)工藝流程： 測量放樣→開挖或換填→平整場地→驗(yàn)槽→片石、砂礫石進(jìn)場→人工鋪設(shè)片石，撒布砂礫石嵌縫找平→振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)→撒砂礫石混合料→振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)。

(2)根據(jù)現(xiàn)場開挖探坑確定凍土層厚度，按照設(shè)計要求確定換填深度，將凍土層挖除；

(3)人工擺片石：片石平面朝下，尖面向上，石與石之間豎向緊密靠攏。遇有過大石料用石工錘改制成25～35 cm，才能使用；鋪砌中，片石與片石之間產(chǎn)生的空洞， 縫隙用小片石填塞，并用石工錘敲擊密實(shí)。片石擺插結(jié)束后，經(jīng)驗(yàn)收 合格再撒布碎石嵌縫找平，用20 t振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)，然后再撒砂礫石混合料，用20 t振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)。片石墊層壓實(shí)的緊密程度及所需碾壓遍數(shù)由施工試鋪路段確定。片石鋪筑層數(shù)根據(jù)換填深度確定，即換填1 m時鋪1層片石，換填1.5 m時鋪2層片石。

(4)砂礫石填筑:片石鋪筑完成后即可鋪筑砂礫石，每層厚30～40 cm，用20 t振動壓路機(jī)碾壓密實(shí)，分層填筑到設(shè)計標(biāo)高即可。

6 施工中注意事項(xiàng)

(1)開挖凍土到換填標(biāo)高后，若設(shè)計有縱橫向盲溝，需先將其實(shí)施完畢再施工片石層；

(2)片石材料要求使用不易風(fēng)化的石料，石料的強(qiáng)度不應(yīng)小于30 MPa，片石厚度不小于15 cm。每層填筑高度25～35 cm為宜。

(3)砂礫石透水性材料需潔凈無雜草、樹根、草皮等雜質(zhì)。

以上是結(jié)合季節(jié)性凍土層在施工中總結(jié)的施工方案及相關(guān)要點(diǎn)。須在施工過程中嚴(yán)格控制，才能達(dá)到設(shè)計的要求，使高原道路改建工程在穿過季節(jié)性凍土層時能克服路基路面彈簧、下沉和網(wǎng)狀裂紋等病害處置的目的。

[1] JTG F10-2006 公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTG E51-2009 公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[定稿日期]2017-08-02

唐利方(1983～)，男，本科，工程師，主要從事道橋施工建改管理。

U419.92

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