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摘要:高原冻土地区由于其特殊的地理环境,对路基施工有一定的技术要求,本文依据多年冻土区存在的工程技术难题,提出相应的冻土地区路基施工措施。
关键词:高原;冻土地区;路基施工;技术应用
以青藏高原为代表的高原冻土地区自然环境恶劣,冻土面积庞大,占据我国国土面积的20%左右。随着我国西部改造进程的推进,高原冻土地区的公路建设也紧锣密鼓的施展开来。高原冻土地区由于自然条件的特殊性,对路基的施工有很高的技术要求。施工人员在施工过程中需要考虑到季节以及水等因素的影响,才能保证路基的稳定性。
1、高原冻土地区路基施工特征
经过长期间的历史演变以及地质活动,慢慢形成了高原冻土,并且铸造了其特殊的自然环境。在高原冻土地区进行公路路基建设的过程中,怎样在不破坏冻土现有自然环境的基础上加强其稳定性是每一个施工单位在施工过程中都需要考虑到的,因为一旦破坏了高原地区的冻土,则会导致冻土融化,冻土区域慢慢衰退,将对路基质量产生不利影响,因此高原冻土路基路基施工难度大,对施工技术要求颇高。
2、多年冻土区存在的工程问题
(1)在多年冻土区存在的工程问题,基本上全部是由含冰量高的多年冻土发生退化或者融化而造成的。因此为了维持冻土工程的相对稳定性,要尽可能的维持现存的地表状态,尽量保证地表的状态不发生明显变化的同时,减少对地基多年冻土的热干扰。如果相关施工单位对多年冻土的环境和工程缺乏正确的认知,将会额外增加施工、养护费用,甚至会因严重损坏冻土工程而造成需要重建的局面,后果是十分严重的。
(2)多年冻土地区工程的设计和施工中,需要把握的核心问题为针对多年冻土的地温进行维持以及改善,借此来保证地基冻土的稳定。一般危及多年冻土建筑物基础的稳定问题,需要通过以下途径来解决,即维持地基的冻结状态、控制地热的变化状态在一个可控范围内,只有这样才有可能在最大程度上保证冻土工程结构的稳定。
3、高原冻土地区的路基施工
3.1一般路基施工
首先,施工人员对于路基的填料要进行合理的选择,将质量好的细粒土和粗粒图进行恰当的组配,将粗粒土的含量控制在15%以下。在随后的填筑过程中,要注意要使用同类型的填料,杜绝不同类型填料随意混合填筑的情况,水平层的处理亦是如此。在具体的路基施工环节,施工人员往往需要在渗水土上盖上一层非渗水土,在选择填料时不可以选择草皮、有机土乃至冻土块等等。到了路基填筑环节,首先对施工季节要进行考察,一般要选择气候较温暖的季节进行施工,但是要注意的是,不能够让填料在一天中最高温的时候积蓄了过多热量,如果使用这种填料,会对路基的施工质量有一定的不良影响。其次,对于路基本体及路基机床而言,施工人员在进行机械化施工的过程中要把握好“四区段、八流程”的施工工艺,合理采用分层填筑、分层压实、分层摊铺等方式进行施工,并且对于压实质量要进行逐层检测,保证其满足相应的施工标准。
3.2特殊路基施工
特殊路基的施工主要包括片石通风路基、土工格栅加筋路基以及冻土挖除换填,下文依次针对这项内容进行探讨。
3.2.1片石通风路基
片石通风技术需要结合片石开关效应,在寒冷季节储冷,在炎热季节隔热,从而达到保护基地多年冻土的目的,采用片石通风技术将保证基地多年冻土处于长期冻结的状态。采用片石通风技术需要注意以下内容:必须选用没有级配的干净片石,强度至少要超过30MPa,片石粒径也有相应的要求,控制在10到13cm,拒绝选用薄片或是长条状态的片石,尽量选取浑圆状态的片石。
在填筑环节之前,施工人员则要对基地进行先行的处理工作,选用粗颗粒将坑洼填平,在其表面设置所需的排水横坡。完成这项工作后再选取符合标准的片石开始填筑,控制厚度在1.0~1.2m之间,在此过程中需要采取倾填法来进行填筑,将碾压下沉的的5~10cm的厚度也考虑其中,最后一次性填筑到设计厚度。针对路基的边坡以及端头位置,先使用体积较大的石料,并且依靠人工堆码的方式,保证其满足规定的设计高度,进而将其调整成为“U”形。中间位置采用倾填法,顶面位置则需要依靠推土机填平。如果遇到一些比较特殊的位置不太容易实施填筑,可以依靠人工使用小石块来完成填筑找平。然后,使用重型震动压路机或者用冲击式压路机对这一位置完成压实工作。在压实的过程中,需要掌握正确的压实方法,先两侧后中间,最后纵向反复碾压,同时还需要保证碾压的次数符合相应的试验标准,压实工作才算告一段落。
3.2.2土工格栅加筋路基
在进行土工格栅加筋路基的施工过程中,需要依据路基的填土高度,在路基面下方的2.2m或者0.4m的范围之内,设置一层双向土工格。具体的土工格栅铺设铺设过程如下:
3.2.3冻土挖除换填
如果遇到基底多年冻土上线浅的情况,施工单位在进行施工过程中,需要秉持着不破坏冻土的理念进行施工,具体表现为对基底的多年冻土先进行适当的清理,一旦满足相应的设计深度就可以在其中换填上粗的颗粒土了。换填选用的材料材料主要是粗砂以及砾石等等,主要是置换那些冻胀不够敏感的粗颗粒土,从而实现削减冻胀或者融沉的目的。在进行换填的过程中,施工人员需要以冻胀规律作为相应的操作依据,要对粗粒土黏粒的含量进行严格的控制,控制其含量在15%以下,与此同时,不能忽视相应的排水工作,需要做好相应的排水措施。特别要注意的是,在换填土地段的下端还需要铺设厚度约为8cm塑聚苯乙烯XPS保温板材料,并且在该保温材料板上需要加设一层中粗砂垫层,厚度保证为0.2m。
3.3过渡段施工
3.3.1高含水量冻土区路堤和路堑过渡段施工
施工人员在进行高含水量冻土区路堤和路堑过渡段的施工过程中,首先要对过渡段进行准确的划分,将其分为低填方路堤地段和半填半挖两种形式,然后对过渡段地基实施进行换填时,用顺接的方式对基地进行换填的同时,保证顺接长度及换填厚度满足相应的设计要求,并且施工过程中要考虑压实标准以及冻胀过渡的情况,避免其对换填工作产生不利影响。
3.3.2 高温冻土区域不含冰过渡段
施工人员对高含冰量冻土地基进行换填时,需要向着少冰、多冰冻土地段等进行相应的延伸工作,延伸的长度需要以相关要求为准,不能随意增减。由于高原冻土地区的自然条件恶劣,施工困难,因此所用的填料必须满足相应的设计需求,否则容易造成施工事故。而对于高含冰量的冻土地段而言,设置保温层也需向着少冰、多冰地段以及融区进行一定的延伸,并且依据实际情况对铺设的位置进行合理的设置与规划。
结语
高原冻土地区自然环境恶劣、地质条件复杂,在对该区域进行路基施工时往往面临不小的挑战,需要相关施工单位依据冻土情况选择合理的季节进行施工。同时,在高原冻土地区的路基施工过程中也会出现很多新问题,需要施工单位不断总结经验、在解决问题的同时完善路基施工技术,才能推动高原冻土地区路基施工技术的发展,保证路基施工的质量。
参考文献:
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[2]王福明,邹江山,肖来兵.高纬度多年冻土地区公路路基施工技术[J].交通建设与管理,2014(12):6-10.
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论文作者:陈威,王龙涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
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