高原地區中水草地路基工程施工技術研究論文

2023-02-27 論文

　　1、依托工程概況

　　依托工程位于青海省果洛藏族自治州久治縣境內，該地區平均海拔3800米，屬典型高原高寒氣候區，全年無四季之分，只有冷、暖兩季，年平均氣溫0.1℃，低于0℃的寒冷期長達184天，其中低于—10℃的嚴寒期達到了131天，主要受孟加拉灣季風影響，降雨充沛，年均雨日171天，降水量在764.3毫米。境內水文地質條件復雜，多水草地，地下水豐富，地表有泉水出露，沖溝發育。

　　2、水草地地質類型

　　水草地主要是由于山坡泉水發育，地表排水不暢、長期積水所致，主要物質成分以粉粘粒為主，包含角礫成分，松散—稍密狀，含腐殖質成分。表現為地下水位較高，地表有泉眼，滲水，形成積水，土體濕軟，夏季降雨充沛時，尤為嚴重。水草地路段有較厚的草皮層，其下一般存在0.5～1米的腐殖土，工程地質條件較差。

　　3、水草地在施工中的不良地質危害

　　3.1水影響

　　水草地路段由于水草發育，地表長期積水，多形成大小不一的水坑或地表漫流，路基在填筑前和施工完成后，如果不采取有效措施將水及時排除，積水將長期浸泡基底，加之高原高寒地區空氣稀薄，天氣嚴寒，一年內無明顯四季之分，只有冷暖兩季，基底在水的影響下受到反復凍融，最終造成基底松軟，導致路基出現不均勻沉降。可見，水對路基施工的影響極大，如何消除水的影響，確保路基基底填筑質量及路基整體穩定性，是我們迫切需要解決的問題。

　　3.2腐殖土影響

　　水草地路段在草皮層下一般存在0.5～1米的腐殖土，其主要是由腐爛的植物以及動物糞便組成的一層混合物，過長時期腐爛發酵后和自然土壤混合而形成的一種特殊土質。由于腐殖土特殊的物理化學特性，決定了其含水率大、有機質含量高、液限及塑性指數大、不易壓實的性質，因此，腐殖土層在路基施工中，對填筑及壓實質量有著很大影響。

　　4、水草地常用處理方法及適用條件

　　針對水草地路段的土層結構，腐殖軟弱土層較厚，地下水豐富，地表排水不暢易積水等特點，并根據路基填土高度的不同，在路基填筑前，應采取相應的措施進行水草地處理。

　　4.1不清表直接填筑

　　（1）適用條件：路基填高大于等于2.3米。

　　（2）具體處理措施：當路基填高大于等于2.3米時，采取地表不開挖直接填筑1.5米砂礫，然后采用沖擊碾壓密實，提高基底承載力，同時，為防止路基不均勻沉降，在砂礫頂部設置一層鋼塑土工格柵，土工格柵采用整體加筋土工格柵，縱橫向肋條交叉點剝離力不小于500N，土工格柵沿縱向鋪設，連接處用扎絲綁扎后采用U型鋼筋釘固定，U型釘縱橫向均按2米間距布置。鋼塑土工格柵的主要技術指標應滿足：抗拉強度≧50KN/m，延伸率≦3%。（3）采取措施原因分析：水草地路段，當路基填高大于等于2.3米時，由于填高較高，水草地對路基填筑的整體穩定性危害將大幅度降低，水草地表面的草皮可作為天然的土工格柵材料，此時再采用粗粒填料（如砂礫等），可有效降低毛細水上升高度，并能確保路基底部整體穩定性，那么，水草地的不良地質影響將可忽略不計。若清除草皮，水草地表面草皮的天然土工格柵作用將消失，草皮下的腐殖土層極不穩定，將對路基施工造成很大困難，施工質量很難保證。因此，水草地路段當路基填高大于等于2.3米時，采取地表不開挖直接填筑1.5米砂礫，然后采用沖擊碾壓密實，并在砂礫頂部設置一層鋼塑土工格柵的處理措施完全能夠滿足路基填筑質量要求。

　　4.2清表換填

　　（1）適用條件：路基填高小于2.3米。

　　（2）具體處理措施：當路基填土高度小于2.3米時，對原地面采取超挖換填砂礫處理，確保路面底基層以下1.5米范圍內填筑砂礫。

　　（3）采取措施原因分析：水草地路段，當路基填高小于2.3米時，由于填高較低，水草地對路基填筑的整體穩定性危害明顯，此時如果不采取任何措施而直接進行路基填筑，地表毛細水上的上升將嚴重破壞路基基底穩定，并且松軟腐殖土層的存在將使得基底很難達到規范壓實度要求。因此，水草地路段當路基填高小于2.3米時，對原地面超挖換填砂礫，確保路面底基層以下1.5米范圍內填筑砂礫，降低毛細水上升對路基基底的穩定性破壞，同時，清除草皮及軟弱腐殖土層后，將能有效確保路基壓實質量達到規范要求。

　　4.3兩側或單側設置反壓護坡道

　　（1）適用條件：所有水草地段路基。

　　（2）具體處理措施：在路基兩側或單側設置寬3米、高1.2～1。5米的砂礫、礫石或碎石反壓護坡道，確保填方邊坡的穩定。

　　（3）采取措施原因分析：由于水草地路段地下水豐富，地表排水不暢，且地表存在草皮層及腐殖土層，路基在施工完成后，基底將持續受到地表泉眼水及毛細水的影響，基底及坡腳很容易失穩，在坡腳處出現破裂面，最終導致路基滑塌破壞。針對此問題，根據水草地段實際地質情況，在路基兩側或單側設置寬3米、高1.2～1.5米的砂礫、礫石或碎石反壓護坡道，增加坡腳的重力，施加給坡腳反向壓力，就可減少坡腳破裂面發生的可能性，確保路基整體穩定性。

　　5、高原高寒地區水草地路基施工應注意的問題

　　5.1合理選擇填筑材料

　　為防止水草地段泉眼水及地表毛細水上升對基底造成破壞，在選擇填筑材料時應優先選擇級配良好的礫類土、砂類土等粗顆粒土，當條件不允許時，也可采用細粒土，但土的液限應小于50%，塑性指數應小于26。淤泥、強膨脹土、有機質土及易溶鹽含量高的土嚴禁用于路基填筑。

　　5.2做好防排水設施

　　水草地路段由于地下水豐富，地表排水不暢易積水，為防止積水長時間浸泡基底造成路基失穩，應設置完善的排水邊溝及急流槽等排水系統，在匯水面積較大的山坡路段迎水面還應設置擋水埝或截水溝，以攔截山坡匯集水。

　　5.3設計允許的條件下適當提高路基高度

　　進行水草地路段路基設計時，在經濟合理且符合設計原則的前提下，應盡量提高路基的填高，以減小水草地不良地質對路基施工的影響。

　　6、結語

　　針對各種實際情況，都有特定有效的處理方法，所采取的措施及其適用條件，需要經過不斷學習相關資料和不斷的實踐總結。本文就常用的水草地處理方法進行分析總結，對各種條件下所采用的措施及其技術要點進行研究，以更好的指導施工，確保高原高寒地區水草地路基施工質量。