公路多年凍土區路基填筑施工技術研究

段旭

摘要：凍土區路基填筑施工技術填筑一般為單層級，填筑范圍受限制，容易導致后期施工路基的承壓強度降低，為此對公路多年凍土區路基填筑施工技術進行研究很有必要。簡述工程概況，根據實際的填筑需求及標準，進行基底處理，以多層級的方式，進行多層級填筑和攤鋪平整處理，然后進行碾壓夯實、檢驗驗證。對5個路段進行測定，分3個階段對凍土位置路基的填筑處理，測定得出的承壓強度均可以達到120kPa，說明此種填筑技術的應用效果更佳，填筑的范圍及路基的關聯緊密度較高，施工效果更好，具有一定的應用價值。

關鍵詞：公路凍土；路基填筑；夯實；深基坑；公路層級

0? ?引言

多年凍土實際上指的是凍結處于持續的狀態，且凍結時間在2年或2年以上的土壤及巖石[1]。公路出現凍土的情況較為少見，一般發生在西部高山、青藏高原或者東北大、小興安嶺區域地區，根據地區不同土壤凍脹程度也有所不同[2]。

多年凍土對于公路路基的填筑處理會產生極大影響，嚴重的甚至會導致路基下設的承接結構出現下沉、裂縫甚至斷裂等問題，影響后續的施工建設，埋下不可估量的安全隱患[3]。傳統的凍土區路基填筑施工技術多為單方向的，雖然可以實現預期的填筑處理目標，但填筑位置及體系無法精準確定，施工過程中也存在較多的限制條件，阻礙填筑環節的執行。為此本文對公路多年凍土區路基填筑施工技術的設計與驗證展開研究。

為確保最終施工結果的穩定與安全，選定實際工程作為測定的目標對象，明確多年凍土的區域，并將其劃分為多層級的施工處理單元。結合可能出現的路基防凍脹、融沉等情況，構建更加靈活、多變的填筑方案，應用最新的填筑技術，提高路基自身的防凍脹效果[4]。

此外，采用預估分級的方式，對多年凍土區的路基進行沉降測定，通過XPS保溫板＋換填碎石的方式，對路基進行加固保溫處理，更好地進行隔水、防凍，以提高路基填筑的效率及質量，為后續的建設施工奠定基礎環境[5]。

1? ?工程概況

考慮到最終測試結果的真實性與可靠性，采用對比的方式展開分析。選定G工程作為測試的主要目標對象，其樁號為DK1100+450～DK1101+300[6]。

選定的路段為多年凍土腹地，雖然公路的建設較為完整，但由于不良地質及多年凍土導致建設難度增大。線路屬于低溫穩定凍土區，經過專業的設備及裝置探測得知，該區域路段的凍土上限為1.5～4.5m，高程值為11.35m。遵循多年凍土的保護原則，選擇該路線中的5個路段進行測定。

其中 DK1100+450～DK1101+300段屬低溫穩定凍土區，表層厚度大致在0.3～3.5m之間，凍土的土質均勻、硬塑，在施工處理的過程中可測到存在凍脹、凍裂的情況[7]。3.5m以上則為特強凍脹區域，給路基的填筑造成了極為困難。

此外，由于凍土質量比正常的土壤大，該路段的凍土問題一定程度上可能會導致路基填筑區域出現移位或者下沉等問題。施工會增加路基填筑的承載壓力，下設的承壓結構及路基層容易出現偏移，再加上碎礫石過渡層和中粗砂反濾層較為薄弱，填筑工作更難執行，為此需針對該工程的施工概況，設計具體的公路多年凍土區路基填筑施工技術。

2? ?多年凍土區路基填筑施工技術設計

2.1? ?基底處理

多年凍土公路路基的填筑是較為困難且繁瑣的，需要大量的專業性設備予以輔助處理，以確保施工填筑的穩定性與安全性。

進行施工之前，需先進行基底處理。對凍土的位置作出標記，將公路劃分為多個單元路段，測定出當前的高程值為6.5m，利用重型壓路機將公路凍土的位置先進行壓實處理。

隨即以此為基礎，測定路段的斜坡橫坡＜6.5m時，按設計深度翻挖公路路基位置，設定搭建一定的內傾臺階。當路基內置支撐結構出現時，在四周搭建輔助支撐架子，增加路基的填筑高度，確保此時的高程值在7.5m以上。接下來對填筑的相關指標及參數進行設置，如表1所示。

根據表1數據，完成對路基填筑相關指標及參數的設置。然后根據當前路基的填筑需求及標準，設置初始的監測節點，在各個節點之間建立起正向關系，便于數據及信息匯總整合。

2.2? ?多層級填筑和攤鋪平整處理

對路基進行分層級填筑，同時采用攤鋪平整處理的方式，增加公路路基的穩定性和安全性，延長其使用壽命。

2.2.1? ?填筑參數確定

填筑過程中，對于凍土區段設定的壓實區域必須合理，可根據橫向全寬，在路基每邊增加大概0.5m作為預留壓實區域。

填料主要由塊石、卵石以及砂礫石等組成，需滿足防凍脹的細化性要求。這些石塊通常會經破碎篩選，通過水洗法測定其內置的細顆粒料含量，確定其含量小于5%之后方可使用。石料選定之后，可進行松鋪厚度的計算，具體公式如下：

（1）

式中：G表示松鋪厚度，m表示堆疊范圍，v表示松鋪系數，n表示單元距離，u表示壓實次數。

完成對松鋪厚度的計算后，依據該數值，調整路基的壓實厚度，控制松鋪系數在1.12～1.16之間最佳。

2.2.2? ?多層級填筑處理要點

以此為基礎，進行多層級填筑處理。多層級填筑處理結構如圖1所示。完成對多層級填筑處理結構的設計與分析后，以此為基礎，綜合填筑的要求，進行方格網式處理，通過方格網來分層控制路基的具體填料量。

施工過程中，逐步控制攤鋪的實際厚度，保證填料壓實性?？衫猛仆翙C沿路堤初平處理，由中間向兩側壓實3～5遍，配合低墊高鏟的處理方式，將填筑位置的余料清理好，實現攤鋪平整的目標。

2.3? ?碾壓夯實與檢驗簽證

路基攤鋪整平之后，需要先檢查平整度是否滿足初始設定的要求。與此同時，通過專業的設備及裝置，計算出土體實際含水量，具體如公式（2）所示：

（2）

式中：Q表示路基實際含水量，π表示攤鋪單元值，κ表示連續振壓次數，? 表示壓實度，ψ表示轉換填筑比。

根據上述測定，完成對路基實際含水量的計算。通常情況下，在進行碾壓夯實之前，路基填筑位置內部的含水度不得超過2%。如果含水量過大，需要排水處理。如果含水量在2%以下，則可以進行立即碾壓，否則要予以灑水悶料或晾曬。

碾壓過程中，一般先連續靜壓2遍，通過振壓設備再處理8～9次，待到路基完全壓實之后，進行檢驗簽證。此時需要對路基的壓實度進行自檢測，如果不合格立即補壓。如果自檢確認合格，則需要對各個環節及位置指標及數值進行分析，符合標準之后，即完成檢測簽證。

2.4? ?路拱整修

進行路拱整修，需按照填筑的要求構建路拱。其厚度需要進行合理設置，結合實際的數據，按下式計算出具體值：

（3）

式中：W表示路拱厚度， 和? 分別表示初始填筑空間和實際的填筑空間，o表示堆疊范圍， 表示復合范圍。根據設定得出路拱厚度，同時結合實際的填筑要求，分層進行處理。

2.5? ?注意事項

在進行填筑過程中，路拱厚度的設置與調整必須與實際的建設情況進行融合，以便構建更加靈活、多變的填筑結構。同時，利用設置的填筑監測節點采集實時的數據和信息，根據采集采用多項措施進行處理，最大程度降低路基填筑時出現的沉降、斷裂等問題，消除安全隱患。

路基填筑成型后，需對路基邊坡整理，進行取土坑布置，構建排水通道，使水能夠順利排出，降低凍土、凍脹等問題的形成概率。

3? ?實例效果分析

根據上述設計與市政測定，結合G工程的實際建設施工需求，對公路多年凍土區路基填筑施工技術的實際應用效果進行分析與驗證研究。經過凍土路基的填筑處理之后，最終測定的出路基承壓強度可按下式計算：

（4）

式中：F表示路基承壓強度，h表示路基面積，b表示單元區域荷載值，μ表示受壓面積。根據上述設定，完成對測試結果的分析。測試結果比對分析如圖2所示。

由圖2可知，對5個路段進行測定，分3個階段對凍土位置路基的填筑處理，測定得出的承壓強度均可以達到120kPa，說明此種填筑技術的應用效果更佳，填筑的范圍及路基的關聯緊密度較高，施工效果更好，具有一定的應用價值。

4? ?結束語

凍土區路基填筑施工技術填筑一般為單層級，填筑范圍受限制，容易導致后期施工路基的承壓強度降低。為確保最終施工結果的穩定與安全，選定實際工程作為測定的目標對象，明確多年凍土的區域，并將其劃分為多層級的施工處理單元。

結合可能出現的路基防凍脹、融沉等情況，構建更加靈活、多變的填筑方案，應用最新的填筑技術，提高路基自身的防凍脹效果

對5個路段進行測定，分3個階段對凍土位置路基的填筑處理，測定得出的承壓強度均可以達到120kPa，說明此種填筑技術的應用效果更佳，填筑的范圍及路基的關聯緊密度較高，施工效果更好，具有一定的應用價值。

參考文獻

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