特殊土地區(qū)路基施工方法與質(zhì)量控制要點(diǎn)

王猛

（中鐵二十三局集團(tuán)第二工程有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 引言

我國(guó)國(guó)土幅員遼闊，地形地質(zhì)條件非常復(fù)雜，存在大量具有特殊物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)，而工程地質(zhì)性質(zhì)也較特殊的土。路基是鐵路和公路的基礎(chǔ)，必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，因此對(duì)通過特殊土地區(qū)的路基具有更高的質(zhì)量要求。針對(duì)我國(guó)特殊的地理環(huán)境，對(duì)常見的特殊地區(qū)路基的施工方法、處理措施等進(jìn)行深入分析，得出特殊地區(qū)路基施工方法的主要特點(diǎn)、適用條件及質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)保證特殊土地區(qū)路基施工質(zhì)量具有重要的意義。

2 特殊土地區(qū)路基施工方法分析

特殊土地區(qū)的分布具有一定的規(guī)律性，東部沿海的濕地、軟土地區(qū)，中部的濕陷黃土地區(qū)，西部的沙漠、多年凍土地區(qū)等。這些地區(qū)都給施工帶來(lái)了一定的困難，下面針對(duì)濕陷性黃土地區(qū)、風(fēng)積砂地區(qū)、膨脹土地區(qū)、多年凍土地區(qū)、軟土及沼澤土地區(qū)路基施工方法和質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 濕陷性黃土地區(qū)

濕陷性黃土的危害是指濕陷性黃土在自重壓力或自重壓力與附加壓力作用下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，發(fā)生顯著下沉的現(xiàn)象。它的這種特性，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)物帶來(lái)不同程度的危害，使路基及結(jié)構(gòu)物大幅度沉降、折裂、傾斜，嚴(yán)重影響其安全和使用。濕陷性黃土地基處理的方法，在不同的地區(qū)，不同的地基土質(zhì)和不同的結(jié)構(gòu)物，應(yīng)選用不同的處理方法。

（1）強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法亦稱動(dòng)力固結(jié)法，通過重錘的自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，以提高其強(qiáng)度，降低其壓縮性。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，原理直觀，適用廣泛，特別是對(duì)非飽和土加固效果顯著。這種方法加固地基速度快，效果好，投資省，是當(dāng)前較經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的地基加固方法之一。

（2）灰土擠密法

灰土擠密法是利用打樁機(jī)或振動(dòng)器將鋼套管打入地基土層并隨之拔出，在土中形成樁孔，然后在樁孔中分層填入石灰土夯實(shí)而成灰土樁。它與夯實(shí)、碾壓等豎向加密方法不同，屬橫向加密土層。施工中當(dāng)套管打入地層時(shí)，管周地基土受到了較大的水平向擠壓作用，使管周一定范圍內(nèi)地基土的工程物理性質(zhì)得到改善，其密實(shí)度增加、壓縮性降低、濕陷性全部或部分消除。

（3）沖擊碾壓法

沖擊碾壓是表層夯實(shí)的一種，它適合于處理濕陷性比較淺的地基，在1~3m以內(nèi)有較好的處理效果，主要機(jī)理也是重復(fù)夯打地基，使土的密實(shí)度增大，土的物理力學(xué)性質(zhì)改變，以減少或消除地基的變形，主要用于處理飽和度不大于60%的濕陷性黃土地基。

（4）墊層法

墊層法是將處理范圍內(nèi)的濕陷性黃土挖出，過篩并按一定體積比與石灰或水泥混合均勻，然后分層鋪設(shè)，夯實(shí)，即形成灰土或水泥土墊層。因無(wú)機(jī)膠體料的加入，墊層的力學(xué)濕度指標(biāo)如不透水性均大幅度提高，同時(shí)還獲得了抗?jié)窕缘膬?yōu)良性質(zhì)，強(qiáng)度高、隔水性強(qiáng)、不濕化等特點(diǎn)。墊層厚度一般為10~30m。它消除了墊層范圍內(nèi)的濕陷性，減輕或避免了地基因附加壓力產(chǎn)生的濕陷。這種方法施工簡(jiǎn)易，效果顯著，是一種常用的地基淺層處理或部分濕陷性處理方法，經(jīng)這種方法處理的灰土墊層的地基承載力可達(dá)到300kPa（素土墊層可達(dá)200kPa）且有良好的均勻性。

（5）隔水法

隔水法主要是用一層防水土工布覆蓋在開挖好的基礎(chǔ)上，起到隔水作用，從而阻止水對(duì)原狀土的影響。隔水法主要用于路基挖方段、邊坡、邊溝、排水溝、基坑的隔水，施工時(shí)要注意增設(shè)縱向和橫向排水暗溝，將阻隔的水都通過合理的途徑排出，使路基底或結(jié)構(gòu)物基坑不積水，確保隔水的有效性。

2.2 風(fēng)積砂地區(qū)

風(fēng)積砂是在干旱、半干旱氣候環(huán)境下形成的一種特殊性質(zhì)的土體，以其結(jié)構(gòu)松散、級(jí)配不良、無(wú)塑性指數(shù)、無(wú)粘聚性、內(nèi)聚力小、抗剪能力差為主要特征，在外力作用下，容易產(chǎn)生位移。隨著我國(guó)西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，在沙漠區(qū)修建鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施是工程建設(shè)部門面臨的一項(xiàng)新的任務(wù)，積極探索這些地區(qū)的路基施工技術(shù)，對(duì)充分利用當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)有資源，有著重要的實(shí)際意義。

2.3 膨脹土地區(qū)

膨脹土是天然地質(zhì)過程中形成的一種多裂縫并具有顯著脹縮性的土體，它的成分主要由強(qiáng)親水性礦物組成。膨脹土吸水膨脹，失水收縮，并有反復(fù)變形的性質(zhì)以及土體中雜亂分布的裂縫，對(duì)工程結(jié)構(gòu)物具有嚴(yán)重破壞作用，特別對(duì)高等級(jí)公路路基工程和大型結(jié)構(gòu)物所產(chǎn)生的變形破壞作用，往往具有長(zhǎng)期潛在的危險(xiǎn)。因此，膨脹土問題已受到工程技術(shù)人員的普遍關(guān)注。以往在膨脹土地區(qū)已建成通車的路，路基普遍下沉外擠，混凝土面板接縫處翻漿冒泥，邊坡沖蝕、坍滑等，有的滑坡不僅造成路基成片破壞，甚至連同路基防護(hù)加固基地也一起毀壞，嚴(yán)重影響行車安全。膨脹土地區(qū)如此嚴(yán)重的公路病害，充分表明了膨脹土對(duì)道路工程的嚴(yán)重危害性，應(yīng)當(dāng)受到高度重視。

膨脹土地區(qū)的路基施工，應(yīng)避開雨季作業(yè)，并加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)排水，保證地基和已填筑的路基不被水浸泡。膨脹地路基開挖各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，分段完成，路基填筑檢驗(yàn)合格后時(shí)間長(zhǎng)一些或越冬后作路面。

2.4 多年凍土地區(qū)

多年凍土對(duì)土的物理、力學(xué)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等性質(zhì)有很大影響，在這一地區(qū)修路，尤其是修筑高級(jí)公路或高速鐵路，一定要采取特殊辦法與措施來(lái)解決這種影響。否則，由于開挖路基使含有大量冰的多年凍土融解，會(huì)造成邊坡坍塌、路基沉陷、路面翻漿等。或因路基底冰丘、冰椎使路基膨脹，導(dǎo)致路基、路面開裂與變形。當(dāng)冰丘、冰椎融解后，路基發(fā)生不均勻沉陷，造成上部結(jié)構(gòu)更嚴(yán)重的變形。

路基處于其它不良地質(zhì)地段時(shí)，按下列規(guī)定施工：冰椎、冰丘地段采用截水墻，保溫滲溝排水等方法處理；熱融湖（塘）地段的路堤水下部分用滲水性土，松軟基底，兩側(cè)設(shè)反壓護(hù)道；沼澤凍土地段路堤下部設(shè)隔離層和隔溫層，并保護(hù)好兩側(cè)地表植被，水鼓丘較重路段，可在上游主流處設(shè)地下滲溝或?qū)⑺揭欢ň嚯x外的低冰場(chǎng)。

多年凍土具有區(qū)域大、凍土厚度厚等特點(diǎn)，所以，路基施工時(shí)以保護(hù)好多年凍土層為原則。島狀多年凍土具有凍土埋深淺、厚度小、平均溫度相對(duì)高，處于退化過程，路基施工時(shí)可采用挖出凍土層用粗粒換填的原則。

2.5 軟土及沼澤土地區(qū)

軟土與沼澤在受載荷作用和載荷變化過程中，將發(fā)生連續(xù)持久而緩慢的變化，這種在剪應(yīng)力作用下的剪切變形現(xiàn)象稱為土的蠕變性。這種蠕變性實(shí)質(zhì)上是軟土與沼澤抗剪強(qiáng)度隨時(shí)間增長(zhǎng)而遞減的性質(zhì)，這種現(xiàn)象在工程上有很大的危害性。

軟土、沼澤地區(qū)路基施工必須采取必要的工程措施，以保證工程質(zhì)量。路基施工中著重應(yīng)解決可能出現(xiàn)的路基盆形沉降、失穩(wěn)以及路、橋沉降差等問題。

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綜上所述得出特殊土地區(qū)路基的幾種常見的施工方法或處理措施，以及各種施工方法的主要特點(diǎn)、質(zhì)量控制要點(diǎn)，如表1所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合我國(guó)特殊的地理環(huán)境，對(duì)常見的特殊地區(qū)路基的施工方法、處理措施等做了深入的分析，得出特殊土地區(qū)路基施工方法的主要特點(diǎn)、適用條件以及質(zhì)量控制要點(diǎn)。對(duì)于濕陷性黃土地區(qū)通常采用強(qiáng)夯法、灰土擠密法、灰土和水泥土墊層法、隔水法施工；對(duì)于風(fēng)積砂地區(qū)采用包邊土施工；膨脹土地區(qū)要對(duì)路基斷面、高度、邊坡、排水、壓實(shí)等進(jìn)行全面控制；多年凍土地區(qū)土基保持凍結(jié)狀態(tài)下施工，融期要采取快速分修施工方法；軟土及沼澤地區(qū)采用夯實(shí)法、預(yù)壓加固法、擠密法、化學(xué)加固法等。

[1]于曉飛.使用特殊土質(zhì)填筑路基施工應(yīng)注 意的一些問題.東北公路，1999，(4)，40-42

[2]周宏偉，王海平.灰土樁擠密處理濕陷性黃土路基施工方法.山西建筑，2005，31(6)，46-47

[3]康巍，李慶軍，吉紅梅.淺談公路多年凍土地區(qū)路基施工.黑龍江交通科技，2001，90(2)，1-2