米海榮 魯濤

摘 要：多年凍土給我國(guó)當(dāng)代工程建設(shè)帶來(lái)了較大的影響，路基作為工程建設(shè)的基礎(chǔ)工程，其質(zhì)量問(wèn)題直接關(guān)系到工程建設(shè)的質(zhì)量。在我國(guó)多年凍土地區(qū)，其路基設(shè)計(jì)顯得更為重要。文章對(duì)我國(guó)多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的探究。

關(guān)鍵詞：多年凍土；路基；設(shè)計(jì)

引言

我國(guó)凍土地區(qū)分不廣泛，多年凍土地區(qū)路基施工的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)我國(guó)當(dāng)代工程建設(shè)質(zhì)量有著這重大影響。在我國(guó)多年凍土地區(qū)主要分布在大小興安嶺、青藏高原、喜馬拉雅山以及東部某些山地。而我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)當(dāng)中，大力修建公路來(lái)加強(qiáng)東西區(qū)域間的聯(lián)系。而這些地區(qū)的凍土對(duì)我國(guó)當(dāng)代公路工程建設(shè)影響是非常大的，路基作為工程建設(shè)的基礎(chǔ)工程，是受凍土直接影響最大的一項(xiàng)工程。為了保障我國(guó)當(dāng)代工程建設(shè)質(zhì)量，就必須對(duì)這些多年凍土地區(qū)的路基進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

1 我國(guó)多年凍土概述

多年凍土是指持續(xù)多年凍結(jié)的土石層，可分為上下兩層，上層每年夏季融化，冬季凍結(jié)，稱活動(dòng)層，又稱冰融層；下層常年處在凍結(jié)狀態(tài)，稱永凍層或多年凍層。在我國(guó)，多年凍土地區(qū)主要分布集中在青藏高原、喜馬拉雅山、大小興安嶺等地區(qū)，我國(guó)多年凍土地區(qū)面積占到我國(guó)總面積的百分之二十。在這些凍土地區(qū)，地基土的凍結(jié)給地基工程的整體建設(shè)造成了很大的影響。中、低緯高山和高原地區(qū)的凍土層，主要受海拔高度的控制。一般來(lái)講，海拔越高，凍土層越厚，低溫也越低，永凍層頂?shù)穆癫厣疃仍叫?。土層的凍融變化是土木工程建設(shè)中必須考慮的重要因素，處置不當(dāng)將帶來(lái)嚴(yán)重后果。

2 多年凍土給路基造成的危害

2.1 路基凍脹

在我國(guó)多年凍土地區(qū)，海拔較高，氣溫較低，在季節(jié)融凍層中，當(dāng)土層中的水分達(dá)到了一定限值時(shí)，受溫度的影響，土層中的水分就會(huì)凍結(jié)，水分凍結(jié)就會(huì)成為固體，長(zhǎng)期以來(lái)，凍土地區(qū)的路基就會(huì)出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，給道路安全造成一定的隱患。

2.2 路基沉降

路基基底土層分布著土冰層，這些土冰層是常年受低溫影響，土層水分被凝固，但是我國(guó)當(dāng)前路面每天所承受的荷載是連續(xù)不斷的，時(shí)常還會(huì)出現(xiàn)負(fù)載，當(dāng)路面受到的負(fù)荷超過(guò)路面的最大限值時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)路基下降，土層之間的間隙就會(huì)縮小，同時(shí)冰土層就會(huì)加速融化，路基基底融化就會(huì)產(chǎn)生路基下沉，如果修筑路基工程不注重排水工作，就會(huì)造成積水，水越積越多就會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，使得凍土地區(qū)的地下冰加速融化，從而導(dǎo)致融沉。

2.3 冰害

在我國(guó)多年凍土地區(qū)，冬季氣溫低，地下水容易結(jié)冰，結(jié)冰后會(huì)產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象從而使得地面被迫隆起，形成冰錐，當(dāng)冰錐面積達(dá)到一定范圍時(shí)，就會(huì)使得路面出現(xiàn)裂縫，寒凍裂縫主要由土體局部不均勻凍脹形成的路基橫向扭曲，或冬季氣溫急劇變化引起的土體不均勻收縮引起的。寒凍裂縫一般在冬季逐步出現(xiàn)而到春季會(huì)慢慢回落，但反復(fù)凍融會(huì)破壞路基穩(wěn)定性，在車輛振動(dòng)作用下可引起路堤邊坡的滑坍，從而不利于道路車輛以及行人的過(guò)往。

3 多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)的重要性

近年來(lái)，我國(guó)建設(shè)工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，在我國(guó)當(dāng)前公路工程中，路基作為公路工程的一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，路基是行車部分的基礎(chǔ)，它是由土、石按照一定比例要求建筑呈帶狀土工構(gòu)筑物，因此，路基必須具有一定的力學(xué)強(qiáng)度以及穩(wěn)定性，從而保障公路的使用壽命[1]。然而在我國(guó)多年凍土地區(qū)，路基的穩(wěn)定性受到凍土結(jié)構(gòu)、水分等多種因素的影響，使得路基質(zhì)量問(wèn)題一直存在。路基作為我國(guó)當(dāng)前道路工程的重要組成部分，它是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，是公路的支撐結(jié)構(gòu)，是我國(guó)交通的基礎(chǔ)設(shè)施，承載著過(guò)往車輛、人的負(fù)荷，路基質(zhì)量的好壞直接決定著公路的使用壽命。我國(guó)多年凍土地區(qū)地形復(fù)雜，地勢(shì)多樣，對(duì)路基進(jìn)行合理性設(shè)計(jì)不僅可以降低人力、物力、財(cái)力等方面的消耗，同時(shí)還可以改善人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

4 多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)

多年凍土地區(qū)地形結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使得其路基設(shè)計(jì)工作越來(lái)越重要了。在多年凍土地區(qū)，其路基質(zhì)量關(guān)系到該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展有著重大關(guān)聯(lián)系。因此必須對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)?；O(shè)計(jì)的內(nèi)容包括路堤、路塹設(shè)計(jì)，路基排水和防護(hù)工程設(shè)計(jì)。

4.1 路堤

路堤是指路基頂面高于原地面的填方路基，在結(jié)構(gòu)上分為上路堤和下路堤，上路堤是指路面底面以下的80-150cm范圍內(nèi)的填方部分，下路堤是指上路堤以下的填方部分。在我國(guó)多年凍土地區(qū)，首先對(duì)路基地形進(jìn)行勘察，了解凍土地區(qū)土的類別[2]。含水量以及融沉情況，路堤施工應(yīng)先做好臨時(shí)防、排水系統(tǒng)；基底、坡腳及影響路基穩(wěn)定的范圍內(nèi)不得積水浸泡。傍山修筑路堤時(shí)，應(yīng)防止地表、地下水滲入路堤結(jié)構(gòu)各部位。填筑地面橫坡陡于1：2.5和池塘、軟土等復(fù)雜路堤，必須進(jìn)行沉降和位移觀測(cè)，控制填筑速率，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即停工處理。在不穩(wěn)定的地面斜坡及易于傾塌滑動(dòng)的斜坡上施工時(shí)，人行道離填方坡腳線不得小于5m，并應(yīng)設(shè)警示標(biāo)志。

4.2 路塹設(shè)計(jì)

路塹是通過(guò)開挖天然地面做成的路基。在我國(guó)多年凍土地區(qū)，路塹通過(guò)的地層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，受各種自然因素的影響，很容易發(fā)生變形。在路塹設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循多填少挖的原則[3]。在多年凍土地區(qū)應(yīng)避免路塹開挖，如果實(shí)在避免不了，在設(shè)計(jì)選擇工程處理措施時(shí)應(yīng)當(dāng)在保證工程建筑穩(wěn)定性的前提下，盡量減少凍土的破壞，同時(shí)做好防護(hù)措施，路塹開挖前，應(yīng)先做好引、截、排水和防滲設(shè)施。施工中如遇地下水涌出，應(yīng)先排水，后開挖；每級(jí)邊坡開挖后應(yīng)及時(shí)施作坡面防護(hù)和排水設(shè)施。為了防止自然降水下滲而造成基底凍土層融化，要采用適當(dāng)?shù)奶畛洳馁|(zhì)，同時(shí)在凍土層上方鋪設(shè)一層粗砂。

4.3 排水設(shè)計(jì)

水的作用是造成路基病害最主要的因素。路基排水的目的就是為了保障路基的穩(wěn)定性。在我國(guó)多年凍土地區(qū)，凍土層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了其路基必須要做好排水工作[4]。為此，設(shè)計(jì)人員首先要根據(jù)凍土地區(qū)的地形環(huán)境進(jìn)行勘察，要因地制宜，選用適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)備，結(jié)合農(nóng)田水利等各種排水設(shè)施和水利工程進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，尤其是在路塹地段，要設(shè)置好擋水埝，防止多年凍土受外力因素影響而出現(xiàn)積水問(wèn)題，從而保障路塹的穩(wěn)定性。

4.4 防護(hù)工程設(shè)計(jì)

我國(guó)多年凍土地區(qū)的地形結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性決定了其路基設(shè)計(jì)必須做好高防護(hù)工程設(shè)計(jì)。在我國(guó)多年凍土地區(qū)，海拔較高，氣候惡劣、空氣稀薄，在這種條件下，為了保障路基的穩(wěn)定性就要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)[5]?？梢圆捎脻{砌片石護(hù)坡、護(hù)面墻等工程防護(hù)措施，為了防止自然降水帶來(lái)的沖擊影響，在采用擋土墻來(lái)進(jìn)行支撐，保障凍土地區(qū)土體的穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)多年凍土地區(qū)路基設(shè)計(jì)工程中，受我國(guó)凍土地區(qū)地形、環(huán)境、水文、溫度等多方面因素影響，使得路基所受災(zāi)害程度越來(lái)越大，給我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了一定的影響，通過(guò)對(duì)凍土地區(qū)路基的合理設(shè)計(jì)，從路堤、路塹、排水、防護(hù)等方面入手，有效的保障了路基質(zhì)量，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，從而使工程項(xiàng)目的投資發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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