文/曾屹

1 前言

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步在一定程度上給我國道路工程事業(yè)的發(fā)展提供了機(jī)遇，促進(jìn)了我國道路工程事業(yè)的發(fā)展和繁榮[2]。特別表現(xiàn)在一些地形復(fù)雜，區(qū)域復(fù)雜程度較高的道路建設(shè)過程中取得了重大的突破。但是，凍土地貌的面積之廣給路基施工造成了潛在的困難，空前的增加了路基施工的難度。基于凍土區(qū)域路基地貌的復(fù)雜性，本文對凍土區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造做了內(nèi)容的分析，并在此基礎(chǔ)上，論述了凍土區(qū)域?qū)β坊孛娴奈：Τ潭?。?dāng)然，已針對凍土區(qū)域的具體面貌提出了具體的設(shè)計(jì)方案，希望本文的研究活動(dòng)，能夠?yàn)槎嗄陜鐾羺^(qū)的路基設(shè)計(jì)提供一定的借鑒與參考，從而促進(jìn)我國交通事業(yè)的發(fā)展與繁榮，也為解決凍土區(qū)域的現(xiàn)實(shí)困境提供有效的應(yīng)對策略。

2 凍土分布區(qū)域及類型

凍土區(qū)域的分布受地理位置的影響較大，通常而言，在我國高原地區(qū)和高海拔地區(qū)，如東北西北部的高山地區(qū)，凍土分布面積覆蓋范圍廣。也正是如此，東北西北部高山地區(qū)公路的施工難度更大，復(fù)雜的高原土壤結(jié)構(gòu)和高難度的地基施工都成為了公路建設(shè)過程中的直接影響因素?；诖耍嚓P(guān)技術(shù)工作人員和施工人員更應(yīng)該對凍土的分布及類型做充分的了解和深刻的總結(jié)。在此基礎(chǔ)上對凍土地基施工的工作流程做具體的規(guī)劃和詳細(xì)的工作流程，并能夠根據(jù)凍土的實(shí)際分布特點(diǎn)，采取有效的應(yīng)對策略，減少凍土對公路工程設(shè)施的消極影響。通常而言，凍土區(qū)域的公路路基在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，都切實(shí)要考慮到施工路面的土地類型、土地質(zhì)量、土地含水量以及土地沉降量，對凍土的類別做精密的劃分就顯得尤為重要[3]。一般情況下，常見的凍土類型主要有融沉少冰凍土、弱融沉少冰凍土和強(qiáng)融性飽冰凍土。類型不同的凍土區(qū)域，方案設(shè)計(jì)有所差異，一般都要根據(jù)實(shí)際的凍土類型設(shè)計(jì)具體的應(yīng)對方案，以此才能夠?yàn)閮鐾恋氖┕み^程提供強(qiáng)有力的理論保障和強(qiáng)大的實(shí)踐基礎(chǔ)。

3 凍土區(qū)域?qū)β坊奈：?/h2>

3.1 路基沉陷

凍土區(qū)域?qū)β坊奈：χ饕憩F(xiàn)在公路的投入運(yùn)營過程。公路在投入運(yùn)營過程的時(shí)間里，隨著運(yùn)營時(shí)間的推移，多年凍土區(qū)域路基會(huì)有明顯的下沉，甚至整體下沉的狀況，這對于陸基來說危害程度是非常巨大的。路基沉降的方式通常被分為嚴(yán)密沉降與熱融沉降兩種形式[4]。壓密沉降區(qū)域土壤含水量的高低及填土密實(shí)度的高低影響作用較大，而熱融沉降受天氣因素、溫度因素以及人為因素的影響作用較強(qiáng)。在一系列影響因素綜合征的情況作用之下，路基沉陷現(xiàn)象會(huì)表現(xiàn)得更加凸顯。當(dāng)路基發(fā)生沉降現(xiàn)象時(shí)，對人的生命安全及當(dāng)?shù)亟煌ㄊ聵I(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)有消極的影響。

3.2 路基裂縫

路基裂縫一般表現(xiàn)在道路施工建設(shè)過程中。通常是在施工過程中，操作人員的操作行為不當(dāng)，打破了凍土層的熱平衡狀態(tài)。由此導(dǎo)致路基出現(xiàn)壓縮變形的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，最終也就導(dǎo)致路基裂縫出現(xiàn)，更有甚者，還會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)龜裂及網(wǎng)裂，對道路交通的質(zhì)量有極大程度的消極影響。

3.3 各異的結(jié)構(gòu)物地質(zhì)條件銜接部位的不均勻沉降

各異的結(jié)構(gòu)、無地質(zhì)條件銜接部位的不均勻沉降也是影響多年凍土溫度場的潛在因素，受到不同地質(zhì)條件和土壤結(jié)構(gòu)形式以及幾何尺寸的作用，陸地也會(huì)對多年凍土場產(chǎn)生較大的影響，且二者之間的作用是相互的，溫度場會(huì)以返做的形式影響多年凍土道路的凍土性質(zhì)[5]。在這樣的影響作用之下，凍土區(qū)域陸地同橋相連接的部分不均勻沉降現(xiàn)象就會(huì)十分突出，這主要會(huì)對道路的均勻性和平穩(wěn)性以及平順性造成消極的阻礙。

4 凍土區(qū)域公路路基設(shè)計(jì)

4.1 形成整體的路基設(shè)計(jì)思路

我國東北、西北等高海拔地區(qū)和高原地區(qū)多年凍土區(qū)域范圍廣，因此，在施工的過程中，更應(yīng)該用整體性原則指導(dǎo)實(shí)際工作。比如在設(shè)計(jì)過程中，切實(shí)根據(jù)高原地區(qū)的凍土區(qū)域分布特點(diǎn)和凍土位置，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)公路路基。例如在高原凍土條件下，若遇到凍土下現(xiàn)在四米以內(nèi)的地段，可以采取融化措施來將常年凍土層進(jìn)行清理，也可以通過填充砂粒及碎石等粗顆粒物來將凍土區(qū)域進(jìn)行整治。針對凍土下現(xiàn)在四米之上的地理位置，采用管理融化的速度，通過主動(dòng)冷卻與被動(dòng)保護(hù)的方法，來有效保障凍土地基的穩(wěn)固性、安全性和平整性。這一系列措施的施行之下，必須堅(jiān)持整體的路基設(shè)計(jì)思路。

4.2 實(shí)事求是分析特殊地段路基區(qū)域狀況

在凍土區(qū)域環(huán)境下，路基的修建過程難度空前增加，面臨的要困境和較大問題主要體現(xiàn)在：一是高原地區(qū)凍土基礎(chǔ)牢固，二是復(fù)雜多變的復(fù)雜的路基施工環(huán)境。在凍土區(qū)域較為常見的施工環(huán)境一般是水草、沼澤路基、湖塘路基以及冰雪害路基等。針對這三大類惡劣施工環(huán)境路基一狀況，本文也給出了具體的應(yīng)對策略，以下是對三類特殊地段的規(guī)劃和建設(shè)處理應(yīng)對措施的概述。

4.2.1 水草沼澤路基

凍土環(huán)境的差異性決定了不同凍土區(qū)域有與之相對應(yīng)的策略和設(shè)計(jì)方案。通常而言，針對季節(jié)性的凍土路基，工作人員首先要對水草沼澤路基做好清淤工作和排水疏解工作。在此基礎(chǔ)上，用大的顆粒物如沙碩石來填筑路基，在針對少冰或多冰的路段，在清理地基地與疏干的狀態(tài)作用下，使用具有高強(qiáng)度的大塊石來換填，還需要在少冰后多邊的地段鋪筑土工格柵欄以此提高路基的穩(wěn)定性和牢固性。當(dāng)然，針對高寒冰多的地段，可以直接省去上述步驟，但需要把片狀塊石鋪筑在地面之上，采取重型壓路機(jī)將片狀塊石壓實(shí)壓緊。

4.2.2 湖塘路基和冰雪害路基

湖塘路基地面多出現(xiàn)在高原凍土區(qū)域。在高原凍土退化區(qū)域，湖塘路機(jī)路段是出現(xiàn)最為頻繁和最多的。施工監(jiān)測的過程中，如有遭遇湖塘路基，需要對淤泥進(jìn)行預(yù)先的清除，再采取沙粒和片石填筑。填筑高度通常在30～50cm 之間，常在片石上還需要填出30cm 的砂礫，沖擊壓實(shí)作用下，才能夠根據(jù)常規(guī)的路基來進(jìn)行補(bǔ)充和填實(shí)。施工檢測過程中，如遇有遭遇冰雪路基，根據(jù)冰雪和路基的降雪量多等實(shí)際特點(diǎn)對路表行車安全危害程度進(jìn)行整體的價(jià)值判斷，冰雪害路基路段要考慮加固車輛的防滑性能，通過放緩路線、縱坡等的方式來大大增強(qiáng)路表的防滑性，還需要配置有適當(dāng)?shù)某O(shè)備和儲水設(shè)備，最終為公路的正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力的后援保障。

5 凍土區(qū)路基的設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)思路與原則

設(shè)計(jì)高原凍土區(qū)路基時(shí)，在設(shè)計(jì)之前，相關(guān)技術(shù)工作人員和施測人員需要對凍土區(qū)域的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行整體的概述和了解，必須堅(jiān)持全面性和科學(xué)性的統(tǒng)一。全面性主要指技術(shù)施測人員要對施工環(huán)境進(jìn)行全面的了解，對施工地質(zhì)環(huán)境做到通透的概述。在做好各項(xiàng)地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)記錄的基礎(chǔ)之上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件等現(xiàn)代化技術(shù)模擬計(jì)算出凍土融化后可能帶來的消極影響和消極作用，以此讓凍土區(qū)域?qū)β坊膿p害降到可控的范圍?？茖W(xué)性主要是指技術(shù)施測人員在設(shè)計(jì)整體構(gòu)思方案的過程時(shí)，必須對凍土區(qū)域的地理位置和地形特點(diǎn)做實(shí)事求是的分析和論斷，從而在正確價(jià)值判斷的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)出可行的凍土區(qū)域路基方案。

5.2 路堤設(shè)計(jì)

凍土區(qū)路堤從結(jié)構(gòu)層次上可以劃分為兩大方面：一是上路堤，二是下路堤。對這兩大方面進(jìn)行整體路堤設(shè)計(jì)時(shí)，首先，勘察也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，觀察主要需要對凍土區(qū)域的土質(zhì)類型進(jìn)行全面的了解和系統(tǒng)的分析，為優(yōu)化路堤施工防排水設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的保障與基礎(chǔ)。當(dāng)然也是有效避免坡腳和路基穩(wěn)定范圍內(nèi)積水的重要方面和措施。在對傍山路基進(jìn)行整體構(gòu)家和設(shè)計(jì)時(shí)，要對地表及地下水的滲入路基結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行全面的考察。特別需要強(qiáng)調(diào)的是，切記要對池塘、軟土復(fù)雜路堤行整體的沉降和移位觀測。

5.3 路塹設(shè)計(jì)

在高原凍土區(qū)，復(fù)雜多變的路塹地層結(jié)構(gòu)是較為常見的，凍土區(qū)域受到天氣、溫度等的多方面因素影響，發(fā)生變形的可能性更大。這也要求相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)者和方案踐行者對路線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，遵循多填少挖的原則。在高原凍土區(qū)域是絕對不能開挖路塹的，若確實(shí)有需要，必須在設(shè)計(jì)優(yōu)化的方案基礎(chǔ)之上，保障工程建筑的整體穩(wěn)定。

5.4 排水與防護(hù)設(shè)計(jì)

大量的積水是路基病害形成的最主要原因，整體優(yōu)化排水設(shè)計(jì)是確保路基穩(wěn)定性的必要前提，要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員首先需要對凍土地形環(huán)境進(jìn)行整體的勘察和探測，因地制宜，因時(shí)制宜選擇與實(shí)際相匹配的排水設(shè)備，并能結(jié)合各種排水設(shè)施進(jìn)行綜合探測，特別是在路塹地段，設(shè)置擋水埝，以此作為防水設(shè)備保障排水設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化[5]。由于高原地區(qū)氣候條件惡劣，因此，有效保障路基的穩(wěn)定性，對其進(jìn)行必要的防護(hù)設(shè)計(jì)是尤為重要的，在此過程中，采用漿砌片石護(hù)坡、護(hù)面墻的方式來解決，自然降水量的高低也是影響路基穩(wěn)定性的重要成因，因而，也需要設(shè)置擋土墻保障凍土區(qū)域的主體穩(wěn)定。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國在高原凍土區(qū)的路基處理已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但精細(xì)化的處理方式和更加具有權(quán)威性的理論著作尚需完善，高原凍土區(qū)域路程工況的復(fù)雜性，在要求必須對凍土區(qū)域進(jìn)行路基的整體設(shè)計(jì)和優(yōu)化，設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，才能夠有效保障路基路面的穩(wěn)定性和平整性，基于此，技術(shù)人員和總體設(shè)計(jì)師更應(yīng)該不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成具有學(xué)術(shù)參考價(jià)值的理論著作，為交通事業(yè)的繁榮發(fā)展貢獻(xiàn)力量，為國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。