凍土地區勘察方法及地基處理技術問題的探討

琚海牛

（貴州省交通規劃勘察設計研究院有限公司成都分公司，四川 成都 610000）

青海天駿縣某公路工程是一項專門用于煤炭資源運輸使用的公路工程項目，該公路工程項目作為該地區交通發展規劃的重要項目內容之一，不僅承擔著該地區資源運輸的重要任務，而且對于該地區交通運輸能力的提升以及經濟發展進步等，都有著積極的作用和意義。該公路工程項目位于青海省海西州天駿縣境內，工程項目呈南北條帶狀分布，全長約122千米，海拔高度3500～4200米，因海拔高，冬季氣溫低，公路沿線存在季節性凍土及多年凍土地區，需要在前期勘察中查明凍土分布范圍、類型等，以便公路施工過程中采用相應的地基處理措施，以保證公路工程的施工質量，保證公路工程在該地區的交通運輸與經濟發展中發揮作用。

1 凍土類型地區的危害作用分析

1.1 凍土地區的危害作用分析

通常情況下，當一個地區的溫度環境多處于零度或者零度以下，地基土壤水分在這樣的溫度作用影響下，從而形成凍土地區。凍土地區的地質結構具有一定的不穩定性，對建設工程的地基安全以及質量等造成影響。

凍土地區的類型根據其凍土形成條件情況等，多分為季節性凍土以及多年凍土、隔年凍土三種類型。不管是哪種類型的凍土地區，一旦凍土地區的地表溫度發生變化時，就容易形成地下凍土孔隙水融化，從而造成凍土地基的承載力下降，形成軟土地基。根據實際工程施工情況，以建筑工程的凍土施工為例，如果施工過程中凍土地基發生融化變化，形成軟土地基，嚴重影響建筑工程的安全質量與使用壽命。

圖1 公路線路某段地溫測試變化結果示意圖

1.2 凍土危害的防治措施

通常情況下，針對凍土地區的危害作用與影響，在我國的工程施工建設中，為避免凍土融化對工程產生危害，多通過提前制作鋼筋混凝土樁插入地基，也即是通常所說的插入樁基施工法，進行凍土地區工程建設的施工應用，避免凍土危害作用的影響。總之，在進行凍土地區的施工建設中，為了避免與控制凍土融化的危害作用，在施工建設過程中，應注意將合理回避與利用的施工方法相結合，保證工程的施工建設安全與質量。

2 凍土地區的主要勘察方法技術分析

2.1 凍土地區的勘察目的與任務

凍土地區的勘察目的與任務，主要是查明凍土地區分布范圍，凍土類型以及其對工程項目的影響，為設計采用合理的防治措施提供科學依據，以保證工程項目施工建設安全與質量。

2.2 凍土勘察的技術與方法分析

青海天駿縣某公路工程項目中，對于凍土地區的勘察，主要是通過線路踏勘以及地表地質測繪、鉆探、坑槽探、地溫測試、取樣試驗等勘探方式，查明凍土地區分布范圍，凍土類型以及其對工程項目的影響。

對于整個公路工程項目來講，進行凍土勘察的條件比較惡劣，并且勘察工作難度比較大，在進行該公路項目凍土情況的勘察中，對于季節性的凍土地區，主要使用的是坑槽探與少量鉆孔、取樣試驗相結合的方式；而在公路施工線路中一些多年凍土地區，則主要采用的是以鉆探方式為主，并結合少量的坑槽探的方式進行凍土勘察實施。并在勘察過程中進行現場地溫情況的測試，如下圖1所示，為該公路工程線路某段的地溫測試孔的測試變化結果。

根據上述的凍土地區勘察技術與方法，青海天駿縣某公路工程線路中，凍土類型主要包括季節性凍土和多年凍土兩種類型，主要的凍土不良地質現象包括凍土沼澤以及熱融湖塘等，這兩種凍土不良地質現象主要分布于公路工程線路的兩個大段，其中，熱融湖塘凍土地質分布區域的發育都比較明顯，凍土草沼區域則多呈片狀或者是圓形、橢圓形分布發育。如下圖2所示，為該公路工程項目中季節性凍土與多年凍土在線路中的分布示意圖，其中紅線表示的是季節性凍土，黃線表示的是多年凍土。

2.3 凍土對公路施工的影響分析

根據上述對于青海天駿縣某公路工程項目的凍土勘察結果得知，在該公路項目沿線，主要分布有不同程度的多年凍土以及季節性凍土地質類型。這些凍土地質類型，在公路工程項目的施工過程中，容易對公路工程施工造成以下危害：首先，凍土地質容易造成公路地基出現融沉問題，這也是公路施工中的主要凍害問題，尤其是在高溫多年凍土地區，凍土公路地基的融沉問題更加突出和難以控制。其次，凍土地區還容易在公路施工過程中，造成公路凍脹問題的發生，這主要是與公路地基土壤中的水分在零度溫度情況下，容易在土體空隙中間凝結成冰有很大的關系，一旦公路土體空隙中間水分凝結成冰，就容易造成土體體積增大，從而產生較大的外力作用，對于公路地基結構造成危害。再次，公路凍土還容易在公路施工過程中，造成公路的翻漿以及路面裂縫問題發生，這對公路工程的安全質量以及使用壽命等，都有很大的不利影響。

3 凍土地區的地基處理方法與措施

根據上述公路工程線路中的凍土地質類型，以及凍土對于公路施工的危害影響作用，在進行公路工程的施工建設中，應注意從公路的路基、橋涵以及路面排水等施工方面與環節，對凍土危害影響進行控制避免，保證凍土地區公路的施工安全與質量。

圖2 季節性凍土與多年凍土在線路中的分布示意圖

首先，在進行上述公路工程項目的路基施工過程中，針對勘察的凍土情況類型以及危害影響，對于季節性凍土地區的路基施工，應注意通過提高公路路基的設計標高，完善公路路基邊溝的排水設計，同時注意使用透水性比較好的卵礫石進行凍土表層粉土層的換填施工，來避免與控制季節性凍土對于公路路基的危害影響；而對多年凍土地區的路基處理，注意采用保護凍土原則進行路基設計，設計中盡量避免“零”填、淺挖，以填方為主，采取有效的綜合措施并使路基保持其最小臨界高度。其次，在進行公路橋基與路面排水施工設計中，橋基的設計要盡量避免熱擾動和防止融沉、凍脹作用對橋梁結構的破壞，同時路面排水設計中，要充分重視水對凍土路基穩定性的影響，凍土地區冰凍前應盡量避免邊溝積水滲入路基，以免引起路面翻漿。

結語

總之，凍土地區對于工程的施工建設有很大的危害，在進行工程施工建設中，應注意采取合適的勘察方法對工程凍土情況進行勘察，并注意采取合理有效措施，對凍土危害進行控制處理，避免引起工程安全質量問題發生。

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