季節性凍土路基的施工技術

董 超

(317指揮部, 四川成都 610041)

季節性凍土路基的施工技術

董 超

(317指揮部, 四川成都 610041)

國道317線改擴建工程處于高原寒冷地區，海拔高、氣候條件極其惡劣，路基屬于季節性凍土。為了保證建設進度和工程質量，必須解決季節性凍土問題。文章從工程區的氣候特點入手，首先分析了季節性凍土的危害，并借鑒其他類似工程的施工經驗，提出了季節性凍土的施工技術要求，以保證工程質量，同時為高寒高海拔地區季節性凍土施工提供借鑒。

高海拔地區； 季節性凍土； 路基施工

1 工程概況

國道317線是(川藏公路北線)是四川通往西藏的一條重要公路，是國家西部大開發戰略的重要舉措之一，是我國西南“世界屋脊”上的一條重要國防戰備公路；是內陸通往西藏自治區的最便捷通道，是四川省藏區公路的主骨架之一，也是甘孜州經濟主干線種的一段，同時也是州府康定通往甘孜州西北和西南縣城的交通要道，在國家西部開發路網、四川省和甘孜州公路網中占重要地位。本路段海拔高度處于4 200～4 300 m，降水主要集中在5月下旬至9月中旬，占全年降水量的90%以上；全年降雪天數在81 d左右，積雪天數83 d，結冰天數236.5 d。經現場調查，本項目凍土深度為80～150 cm，凍土開始期在10月份，結束期在次年5月份，凍結日約200 d，融化日數達150 d。其路基施工重點是要盡量控制季節性凍土路基施工質量，防止引起凍脹、翻漿等病害。

2 季節性凍土及成因條件

季節性凍土指的是冬季凍結春季融化的土層。自地表面至凍結層底面的厚度稱凍結深度。

形成的主要條件是氣候，最顯而易見的是氣溫。此外，緯度、地形地貌(即海拔高度)、土壤濕度、地層巖性、地表覆蓋條件等對季節性凍土的形成均產生影響[1]。

劉敦禎在《蘇州古典園林》一書中指出“廊在園林中是聯系建筑物的脈絡，又往往作為觀賞園中景色的導游線。”余蔭山房中的園路、廊橋、花徑作為一種線性空間，組織景觀順序，在連續的空間轉化中給人以動態的體驗。園中空間連續，時間模糊，空間的變化暗示時間的流逝，視線的轉折暗示空間的轉折和景觀的變化，追求步移景異的視覺感受。

3 季節性凍土對路基的危害

凍土的危害主要分為凍脹和融陷兩種。凍土是指土凍結時由于所含水分凍結成冰產生體積膨脹，使路基土產生不均勻的脹力，對公路工程造成損壞。路基土中有著無數的毛細管，地下水通過路基中的毛細管上升到路基里面，冬季來臨，地表中的水分首先凍結成冰晶體，接著結合水的最外層也開始冰凍，使冰晶體逐漸增大，并在土層中形成冰夾層。路基土中的水分冰凍后體積將增加9 %，出現體積膨脹，這種現象稱為凍脹影響[2]。凍脹產生凍脹力，使路基隨著膨脹發生隆起，凍脹的因素包括土質、水分、濕度、冰土層厚度、凍結速度等。當溫度條件和土質一定的時候，水分是影響凍脹力的主要因素[3]。如果形成的凍脹力大于基底上面的荷載，路基有可能被抬起，使路基及路面開裂。 當溫度回升土層解凍時，路基土中積聚的冰晶體就會融化，土中含水量將大大增加，加之細粒土排水能力差，或基底下還有土層未解凍，上面已融化的水滲透不到路基深處，基底土層就會處于飽和軟化狀態，強度大大降低，使路基發生下陷，也就是融陷[4]。不論凍脹或融陷，一般都是不均勻性的，這樣每年凍融交替，造成路基及路面開裂。在地下水位較高、細粒土較多、承載力差的土層上修筑公路，凍害尤為嚴重。

新建榆橫鐵路煤化工專用線白城河特大橋位于榆林市榆陽區巴拉素鎮白城臺村，全長2856.82m，為87-32m后張法預應力混凝土簡支梁。本工程全部采用鉆孔灌注樁基礎，其中39#、40#、41#墩處在白城河遠古河道中，基坑深度均大于5m，河道寬約100m，深約15m，且該河道常年流水。

4 季節性凍土路基施工

(1)對于路基填筑高度小于1.5 m的季節性凍土路段，視為零填路段，其路床范圍采用級配碎石材料換填，并在路面底部增設防滲土工布以防止地下水影響路面穩定。零填路段的路基邊溝采用淺碟形邊溝，下設高強土工材料或2～4 cm碎礫石作為縱向滲溝的形式進行排水。同時還應視地形情況酌情加深排水溝，以降低地下水位。根據地形情況，縱向滲溝每隔50～100 m設置一道橫向滲溝，將地下水引出路基之外。

季節性凍土路段，路基主要問題是凍脹與翻漿，處治的主要措施是：路基填筑高度盡可能控制在1.5 m以上；加強地表截排水；降低地下水位；采用粗顆粒填筑；采取隔水保溫措施等。

(4)對于挖方的季節性凍土路段，若挖深大于1.5 m，視具體地質情況酌情處理，若挖至路面標高處基巖出露，則無需換填；若出露塊碎石土等材質較好路段，也無需換填；若揭示土層覆蓋較厚或粒徑d≤0.075 mm的細顆粒含量大于 5%路段，應換填0.5cm碎礫石等透水性材料。

使用電磁爐進行加熱的火鍋店，避免了燃氣的易燃性及炭火的高溫等不安全因素，但由于同時使用多臺大功率電器，電路能否滿足安全要求？這也是孕媽媽去火鍋店就餐時，需要留意的問題。另外，很多孕媽媽擔心使用電磁爐會對肚里的胎寶寶有輻射危害。電磁爐輻射量大小，和其所使用爐具和鍋具都有很重要的關系。

(2)對于路基填筑高度大于1.5 m的季節性凍土路段需加強地表截排水、降低地下水位。若凍土深度較深，亦應酌情換填0.3～0.8 cm碎礫石。

(6)在季節性凍土有可能發生熱融或路側人為活動較頻繁易導致凍土破壞、路基失穩的填方路段，應設置保溫護道。

(5)對于回填的碎礫石或其它透水性和抗凍脹性較好的填料中，粒徑d≤0.075 mm的細顆粒含量應少于5 %。同時其粒徑組合應滿足下列范圍：0.075～19 mm的占比20 %～40 %；19～37.5 mm的占比40 %～60 %；37.5～63 mm的占比10 %～30 %。

(3)對于挖方的季節性凍土路段，若挖深小于1.5 m，視為淺挖路段，同淺挖路基處理。

林區郁閉度低主要是指該區域中的林木郁閉度低于0.7的人工林或郁閉度低于0.6的天然林，管理人員也要分情況落實森林撫育管理工作[3]。如果郁閉度較低，幼齡木生長易受到其他植物的抑制，但情況較好的林區，管理人員需要重點調節幼齡木與其他植物的營養，幫助幼齡木獲取更多的生長營養元素，幫助其快速成長。具體可通過伐除其他植株，移栽生長密集的幼苗來實現。

5 結論及建議

路基填筑完成后，經過兩個凍融循環后的檢測結果，顯示目前路基質量優良。本段季節性凍土施工所涉及的幾個問題可以為其他類似情況的季節性凍土施工提供一些參考：

(1)路基填料必須選用非凍脹性好的材料(例如級配砂礫石)填筑，控制好細粒土的含量，這是確保施工質量的關鍵。

(2)合理做好防排水措施，尤其是盲溝、滲溝及水溝要設置合理。

(3)高原公路路基施工質量是保證公路質量的前提，在施工過程中必須對路基施工質量有足夠的認識，派專人對質量進行監管。在路基施工過程中對每道工序都進行嚴格的檢驗，以提高公路質量，減少維護費用和工程量。

[1] 孫化江，李洪文，崔莉.黑龍江季節性凍土分布特征、形成條件與危害及其防治[J].中國地質災害與防治學報,1993,(12)

[2] 李軍.高原多年凍土區路基的施工技術[J].中國水運,2007,(1)

[3] 哈冬梅.青藏高原地區公路施工的一些基本問題探討[J].科學與財富,2011,(7)

[4] 王景明，付軍，李強.季節性凍土對公路工程危害及防凍措施[J].筑路機械與施工機械化,2001,(3)

董超(1980～)，男，碩士研究生，工程師，從事工程管理工作。

TU752

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[定稿日期]2014-09-19