浅析高原冻土地区路基施工技术的应用论文_刘维龙,牛楚妍

浅析高原冻土地区路基施工技术的应用论文_刘维龙,牛楚妍

齐齐哈尔工程学院 黑龙江齐齐哈尔 161000

摘要:本文以高原冻土地区路基施工要点为出发点,分别对高原冻土路基病害及原因和高原冻土地区路基施工技术进行了分析。

关键词:高原冻土;路基;施工技术

1.高原冻土地区路基施工要点

在施工方案制定的过程中,要结合施工现状落实施工要点的控制管理。首先,高原冻土地区路基施工过程中,要保证在不破坏冻土区现有自然环境以及生态环境的基础上提升处理工作的稳定性。值得一提的是,一般的高原冻土地区冻土都较为稳定,但若是冻土遭遇破坏,则会出现严重的衰退以及融化现象,这就会对高原冻土地区路基造成严重的质量影响。其次,高原冻土地区路基施工,施工部门要结合气候条件,因为施工过程很容易受到季节因素的制约,因此,要尽量结合地区气候分析报告判定相应的施工时间段,尽量减少季节变化对于冻土造成的热干扰问题。最后,高原冻土地区路基施工过程中,施工人员要对水处理过程予以监督和管理,主要是因为水资源本身就携带着较大的热量,若是在施工区域范围内形成大量的水聚集现象,必然会对高原冻土地区冻土造成热干扰,影响其整体质量。基于此,在高原冻土地区路基施工规划内,要依据相应的情况建立对应的控制方案,并且保证高原冻土地区路基施工效果能满足预期。

2.高原冻土路基病害及原因分析

2.1冻胀

路基发生冻胀一般是由于路基填筑施工时,填筑体中含水量过高或路面渗水至路基而没有及时排除,当冬季气温下降填筑体存在的水分结晶而体积膨胀导致路基发生鼓胀,进而导致路面起鼓、开裂并破坏。公路工程中发生冻胀与工程所在地气温、填土岩性及水文特性具有重要联系,冻胀主要发生在多年冻土地带及埋深较大的季节性冻土区,且含水量较高的细粒径粘土极易发生。多年研究表明,冻胀发生的原因主要有路基长期排水不畅,当温度降低至冰点以下时水结晶而发生冻胀。此外,路基发生冻胀与路基填料均匀性及路基线形布设方向关系密切。

2.2融沉

路基在冻土区发生融沉与冻土内部是否存在冰集聚具有密切联系,多处工程实践表明,融沉现象一般发生在季节性冰冻区粘土含水量较高的地区。当部分地区路基底部分布有多年冻土或路堑边坡内部存在冻土且含水量较高时,很可能在公路施工及通车运营后行车及人为因素作用下,使得冻土区局部发生融化,进而导致地基承载力降低。当冻土层内部发生融化且局部含水量较高时,地基局部形成软弱层即软弱土或软土,使其在土体自重及外部行车荷载作用下发生沉陷,最终表现为路基变形过大而开裂,路基边坡开裂下滑,边坡发生局部垮塌等。

2.3翻浆

翻浆一般发生在冻土区低等级公路,由于路基冬季发生冻胀即内部水结晶而导致路基发生胀裂。春天回温时,冻土地区积雪融化,导致雪水下渗在冻胀层与解冻层之间形成自由水,路基土含水量迅速增加接近或超过土体液限含水量。此外,由于冻胀区缓慢解冻且春季昼夜温差较大,加之在行车荷载反复作用下,冻胀层反复受力碾压导致路基承载力降低,进而使得路基发生翻浆破坏。

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3.高原冻土地区路基施工技术分析

3.1一般路基施工

对路基填料进行选择,一般情况下优选良好的细粒土和粗粒土,对两者进行组配,其中粗粒土的土含量在15%以内。不能将不同类型填料进行混合填筑,针对不同水平层,则使用相同的填料进行处理。在渗水土上覆盖一层非渗水土,这时需要在非渗水土上设置相应横坡,与此同时,不能将有机土、草皮和冻土块等作为填料填筑在上面。在进行路基填筑过程中,需对施工季节进行合理选择,一般情况下选择在气候较为温暖的季节施工,但是一天中最高温的时候,避免填料积蓄较多热量,使用横断面全宽,对其进行纵向水平分层填筑并且压实。采用分层填筑、分层压实、分层摊铺等方式进行施工,对压实质量进行逐层检测。

3.2特殊路基施工

在片石通风路堤施工的过程中,是利用片石的热开关效应来保护基底的冻土层的稳定性,片石具有低温储冷、高温隔热的特点,可以为冻土层创造一个稳定的环境,冻土层不至于因为公路被破坏。片石规格在10cm-30cm左右,尽量选择浑圆、方正的片石,将其中的薄片、长条石尽量剔除,强度要达到≥30mpa以上,使用之前要将片石清理干净。在填筑之前,要对基底进行碾压或者抛石挤淤,处理完成以后用粗颗粒找平,根据含水量确定是否做排水横坡。片石回填采用倾填法,每一层的回填厚度在10cm左右。在回填的时候为了控制回填深度,可以在回填的标记深度,采用先外后内的回填程序进行。中心部分倾填投料结束以后,用装载机找平,然后再用人工找平的方式用小石块填平,再使用重型压路机按照先两侧后中间的方式进行碾压作业,根据实验的结果确定碾压的次数。完成压实以后在上面回填过渡层,分别为0.2m厚的碎石层和0.2m厚的中粗砂,垫层也要进行压实。对于土工格栅与加筋土路堤,这种施工方法就是先确定路堤填土的厚度,然后在路基面向下2.2m-4m的范围内铺设塑料土工格栅的施工方式,每一层的间隔距离为1m左右,最上一层距离路面应该在0.4m左右。

3.3过渡段施工

对过渡段地基进行换填过程中,换填的基底需顺接,而顺接的长度以及换填的厚度均需要符合设计需求,在具体实施过程中,注重冻胀过渡。针对换填位置而言,确定压实标准,结合部位进行控制。在高温冻土区域不含冰过渡段,对高含冰量冻土地基进行换填,需要同少冰、多冰冻土地段等区域进行延伸,延伸的长度以及填料需满足设计需求。而对于高含冰量的冻土地段而言,当其中设置保温层的时候,需逐渐向着少冰、多冰地段以及融区进行延伸,所铺设的位置需满足设计需求。

4.结语

综上所述,由于高原冻土层的地质特殊性,具体情况非常复杂,所以在该路段进行公路建设会有不小的难度。因此在整个施工中,就要结合当地的具体情况,提前做好方案设计,以保证在该路段施工的质量与安全。

参考文献

[1]田鑫君.高原冻土地区路基施工技术[J].门窗,2018(02):195-196.

[2]李增春.多年冻土地区的路基设计研究[J].青海交通科技,2017(06):56 -59.

[3]杨飞平.浅谈高原冻土地区路基施工的质量控制[J].华东公路,2017 (04):45-47.

论文作者:刘维龙,牛楚妍

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/5/6

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