張曉娟

【摘 要】本文敘述了由于開挖路基使含有大量冰的多年凍土融解，會造成邊坡坍塌、路基沉陷、路面翻漿等?；蛞蚵坊妆?、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，造成公路路面更嚴(yán)重的破損。

【關(guān)鍵詞】凍土路基 施工 工藝

【中圖分類號】TU445【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1672-5158（2013）02-0232-02

一、多年凍土的分類

在工程地質(zhì)勘察設(shè)計中，綜合各種因素對地基的土的凍脹敏感性進行分類是非常重要的。國內(nèi)外先后提出過一些土的凍脹分類和土的凍脹敏感性分類方法。我們經(jīng)全面對比分析，選用了中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJ118-98）中多年凍土融沉性分類。該分類以融沉為指標(biāo)，根據(jù)土的類別、土中含水分量和融沉系數(shù)，分不融沉、弱融沉、融沉、強融沉和融陷等五類。不融沉為少冰凍土弱融沉為多冰凍土，融沉為富冰凍土，強融沉為飽冰土和融陷為含土冰層。

二、凍土的基本物理性質(zhì)

1.凍土強度

是指凍土抵抗破壞的能力。其值為在一定受力狀態(tài)和工作條件下，凍土所能承受的最大應(yīng)力。根據(jù)荷載作用時間，分為瞬時強度、短期強度和長期強度。根據(jù)受力狀態(tài)分為抗剪強度、抗壓強度、抗拉強度、凍結(jié)強度和抗切強度。

2.凍土融化強度

凍土融化時抗壓、抗剪強度明顯下降，特別是含水量大的凍土，融化后的內(nèi)聚力使凍土變成具有高壓縮性和稀釋的土體，這也是多年凍土地區(qū)地基融陷的原因。

3.凍土流變性

在外荷載作用下，凍土中的應(yīng)力和應(yīng)變隨時間變化的特性稱為凍土的流變性。凍土流變性是凍土的重要性質(zhì)。它包括：①外荷載為常量時，其變形隨時間延長而繼續(xù)發(fā)展的性能為蠕變；②當(dāng)應(yīng)變?yōu)槌?shù)時，其應(yīng)力隨時間延長繼續(xù)衰減的性能為應(yīng)力松馳；③凍土的強度隨作用荷載的時間延長而逐漸降低。

4.凍土的凍脹、凍脹量、凍脹率和凍脹力

①土中水凍結(jié)時變成冰，體積增大，0，當(dāng)土中水體積膨脹足以引起土顆粒之間相對位移時就形成土的體積膨脹，稱為土的凍脹。②土體在凍結(jié)過程中的凍脹變形量稱為凍脹量。③單位凍結(jié)深度的凍脹量，即凍脹量與凍結(jié)深度之比為凍脹率。④土的凍脹受到約束產(chǎn)生的力稱為凍脹力。凍脹力大小與約束變形有關(guān)。按其作用在基礎(chǔ)上的方向分：垂直凍結(jié)體面平行于基礎(chǔ)側(cè)面的凍脹力，稱為切向凍脹力；垂直凍結(jié)體面且直接作用基礎(chǔ)底面的凍脹力，為法向凍脹力；垂直作用于基礎(chǔ)側(cè)面的凍脹力為水平凍脹力。

5.凍土的融化沉陷融化沉陷

是凍土融化時，所含的冰轉(zhuǎn)化為水引起的下沉現(xiàn)象。這是由于在多年凍土中冰化為水，使凍土產(chǎn)生體積收縮和孔隙減少，并使土的強度降低，由于土的強度降低，常常引起路基的不均勻的沉陷。決定凍土融化下沉的因素是凍土的顆粒成份、含水特征、溫度狀況及荷載大小等。

三、凍土地區(qū)路基施工

1.準(zhǔn)備階段

施工前應(yīng)核查沿線凍土分布、類型、凍土上限、冰層上限、地面水、地下水以及有關(guān)其它如熱融湖（塘）、冰丘、冰椎等不良地質(zhì)路基地段情況。施工必須嚴(yán)格遵循保護凍土的原則，使路基施工后仍處于熱學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。路基原則上均采取路堤形式，尤其在厚冰發(fā)育地段，并盡可能避免零填或淺挖斷面，以免造成重?zé)崛诔料莸炔『?，弱融沉或不融沉的多年凍土地區(qū)，路基施工可按融化原則進行。路基排水與加固除滿足水力和土力條件外，還得考慮由于施工因素引起的熱力變化，導(dǎo)致多年凍土層上層上限的下降。

2.填方路基施工符合以下要求

①排水：當(dāng)路基位于永久凍土的富凍凍土，飽冰凍土或含土冰層地段時，必須保持路基及周圍的凍土處于凍結(jié)狀態(tài)，排水系統(tǒng)與路基坡角應(yīng)保持足夠距離，高含冰量凍土集中路段，嚴(yán)禁坡腳滯水，路側(cè)積水，邊坡應(yīng)及時鋪填草皮。在少冰與多冰凍土地段，也應(yīng)避免施工時破壞土基熱流平衡。排水溝與坡腳距離不小于2m，沼澤濕地地段不小于80cm，飽冰凍土及含土冰層地段，避免修建排水溝和截水溝，修建擋水土埝（堰），距坡腳不小6m。

②基底處理：填方路基為含冰過多細粒土，且地下水層不厚，可挖出并用透水性材料回填壓實，再填路基，當(dāng)基底為排水困難的低洼沼澤地段時，其底部設(shè)置毛細水隔離層，其厚度在路堤沉降后至少高出水面0.5m，并在其上鋪設(shè)反濾層；泥沼地段路堤基底生長塔頭草時，可利用其做隔溫層。上述地段路堤應(yīng)預(yù)加沉落度，并在修筑路面結(jié)構(gòu)之前，路基沉降基本趨于穩(wěn)定。

③路基高度：要達到防治翻漿與不超過路基凍脹值要求的最低填土高度；按保持凍結(jié)原則施工的路段同時滿足凍土上限不下降的要求，并保證路面強度和穩(wěn)定。

④取土：設(shè)置集中土場，富冰凍土，飽冰凍土及含土冰層路段，確需就近解決部分土源是在路基坡腳10m以外取土，斜坡地表路堤，取土坑設(shè)在上坡一側(cè)。取土坑深度均不得超過當(dāng)?shù)囟嗄陜鐾辽舷抟陨贤翆雍穸鹊?0%，坑底有坡度，積水，有出口，水能及時排出，同時取土坑的外露面，用草皮鋪填。

⑤填料：選用保溫隔水性能均較好的細粒土，采用粘性土或透水性不良土填筑路堤時，要控制好土的濕度，碾壓時含水量不超過最佳含水量的&，。不得用凍土塊或草皮層及沼澤地含草根的濕土填筑路基。通過熱融湖（塘）路堤，水下部分必須用滲水良好的土填筑，并高出最高水位0.5m。

⑥壓實：壓實檢查采用重型擊實標(biāo)準(zhǔn)，成型后路床強度符合設(shè)計要求，用不小于20t的壓路機或等效碾壓機械進行碾壓檢驗&./遍，無輪跡和彈軟現(xiàn)象。

⑦側(cè)向保護：靠近基底的部位有飽冰土層且有可能融化時，設(shè)保溫護道和護腳，保溫材料就地取材。用草皮時，草根向上一層一層疊鋪，最外一層帶泥，以便拍實形成保護層；沿線兩側(cè)20m內(nèi)植被和原生地貌嚴(yán)加保護。

3.挖方路基施工的要求

①排水：地下水發(fā)育地段，路基邊溝均有防滲措施。路墊坡頂避免設(shè)置截水溝或排水溝，修擋水埝并與坡頂距離不小于6m。若必須修排水溝或截水溝，距擋水埝外距離不小于4m。土質(zhì)邊坡加固鋪砌厚度均滿足保溫層要求。如用草皮鋪砌，水平疊砌，錯縫嵌緊，縫隙用粘土或草皮填塞嚴(yán)密，連成整體。草皮要及時鋪填。（下轉(zhuǎn)234頁）

行，不能斷斷續(xù)續(xù)施工，并及時做好附屬工程。在施工中少刷或不刷邊坡。跨年作業(yè)有利于路塹穩(wěn)定，做好在秋末開挖成形，來年暖季回填。

（4）路基排水。排水溝設(shè)置應(yīng)與路基坡腳有一定距離，盡量減少排水溝對路基基底凍土的熱作用，盡量加快地表水在排水溝的排水速度，減少排水溝積水時間。在路基施工過程中，要注意臨時設(shè)施的修建。

（5）環(huán)境保護。路基工程中的取土、棄土、填方、挖方等必然要對多年凍土地區(qū)植被、 地表水、層上水造成一定影響。為此，要嚴(yán)禁推土機大面積推土填筑路基，任意開辟施工便 道，隨意就近棄土，隨意鏟除草皮等做法，要優(yōu)化路基工程設(shè)計、做好施工組織設(shè)計、合理 安排各道工序的銜接，對凍土環(huán)境要進行實時監(jiān)測。

五、結(jié)論

多凍土路基施工技術(shù)解決了我國高寒地區(qū)高等級公路路基施工的難題，保證了路基的穩(wěn)定性。

隨著公路建設(shè)的大發(fā)展，高等級公路向北延伸，多年凍土不良地質(zhì)問題將成為北方公路建設(shè)中一項比較突出的工程技術(shù)問題，為此，研究并掌握多年凍土處理技術(shù)，對保證工程質(zhì)量和節(jié)省造價將具有重要意義。