东北冻土区路基施工的要点——浅谈如何解决冻融冻胀问题<br/>

东北冻土区路基施工的要点——浅谈如何解决冻融冻胀问题

2011-01-25夏志忠谢广兴

黑龙江交通科技 2011年12期

夏志忠，谢广兴

(中交第一公路工程局有限公司北黑高速公路A8标段)

1 冻土介绍

北黑高速处于东北寒冷地区，所经冻土区域较多，随着施工的深入，难免要遇到和考虑冻土这样的地质地貌。针对冻土地区对路基施工的影响和危害，不仅要高度重视，还要充分认识冻土这种地质构造对路基施工所产生的影响，积极总结施工经验和合理的施工方法。

就冻土而言，常年伴随大气温度改变而融化的冻融层为季节性冻土，而自然因素不可以影响到融化的冻层为多年冻土层。而根据冻土面积所占区域的比例，把冻土区分为连续冻土区(冻土面积＞80％)和岛状冻土区(冻土面积＜80％)。当然根据含水率、土质类别、融化后潮湿程度和融沉性又可将多年冻土分为少冰冻层、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层等。季节性冻土可以采取施工方法以消除影响，所以对路基产生危害的主要是多年冻土。

2 冻土的危害形式和影响因素

多年冻土的危害主要有冻胀和沉陷两种，冻胀即为水份冻结成冰产生的体积膨胀。主要影响因素有土质﹑水份温度。当温度和土质一定的时候，水份是影响冻胀力的主要因素。所以，施工中要注意减小填筑材料的含水率，以减少冻胀对路基的影响。当水份和温度一定时，土质的颗粒组成和冻胀力有密切关系。不同土质的冻胀温度也不近相同，但纯净的粗颗粒土处在不充分饱水条件下也几乎不产生冻胀，由此说明，在施工中选择适当的回填材料，对减少冻胀的影响也很重要，经前人多年的施工经验总结，为了保证道路结构层中的自由水及时排除，并满足防冻的要求，在水温条件不好的地段(湿、中湿地段)砂砾是最理想的填筑材料。路基不均匀的冻胀可以使沥青路面开裂﹑不平，使混凝土路面出现错台。综上所述，预防冻胀可以从回填材料﹑含水率﹑填土高度等方面采取措施加以治理和预防。

沉陷又分为热融沉陷和压力沉陷，由于自然或人为因素的影响，改变地面湿度状况，引起融化加深，致使多年冻土层发生局部融化，导致融化土层在土体自重和外压力(行车荷载)作用下产生沉陷，此现象称为热融沉陷。在山区或丘陵地区的斜坡上还有可能发生热融滑塌。热融沉陷与人为因素有密切关系。例如排水沟、边沟的施工破坏了冻土的保护层，使该处融化导致沉陷。因此热融沉陷是导致路基破坏的主要原因之一，防止沉陷就要从防止冻土层的融化做起，做好保温工作。

3 冻土区的施工原则

施工前要及时根据当地气候参考文献资料和当地人的介绍，详细调查冻土的类型、分布情况，结合设计和亲身实地考察，收集有关该地区冻土的原始资料和数据，调查施工沿线地面水和地下水的水位及流向，冻土的上限、下限，采样检测土质的含水率。同时通过对资料的分析和实际考察以及对冻土形成、形式和破坏方式的了解，总结出路线所经冻土区路基的施工原则，即保温原则和破坏多年冻土的原则(融化原则)，详见表1。

表1 施工原则

4 实际与心得

4.1 高填方地段的施工

由于北方地区施工季节短，路基填筑一般开工在夏季或春后，此时季节性冻土随着施工的进行已消除，对于裸露的多年冻土一次清理完毕，立即开始填筑，此方法能比较彻底的解决路基冻融、冻胀问题，对冻土层未达到下限的地区，施工要采取保温原则(适宜高填作业地段)。

对于高填方尚未解冻地段，宜采用小段清理地表，若到达多年冻土层立即填筑，以达到保护冻层的目的，同时注意填土的厚度和填料的含水率，填土厚度太薄以及填料含水率太高都将对冻土保护不够，第一次填筑至少要30～50cm，同时尽量做好防治水气上升的施工方法，例如土掺石灰(大约3％)碾压，待表面板结后，再逐层填筑，这样可以有效防治冻土层水气对路基的侵害，也可以保护冻土层，若施工季节温度太高，要尽快组织第二次填筑，注意控制填料厚度及填料的含水率。