永冻土地区公路路基施工技术研究.doc

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1、永冻土地区公路路基施工技术 目 录1、永冻土地区公路路基施工技术项目合同；2、永冻土地区公路路基施工技术研究报告；3、永冻土地区公路路基施工技术测试资料；4、永冻土地区公路路基施工技术建设单位意见；5、永冻土地区公路路基施工技术主要参考文献。一、 研究现状及简要说明永冻土即多年冻土，在我国，多年冻土主要分布在内蒙古自治区和黑龙江省大小兴安岭一带以及青藏高原和甘肃、新疆高山区。我国冻土力学研究开始于二十世纪六十年代，五十年代初期，道路建筑事业迅速发展，由于技术标准低，没有采用有效的防抗冻措施，致使道路的冻胀翻浆破坏大量出现，严重阻碍交通运输业的发展。人们通过野外道路实际情况调查，因地制宜的采取换

2、填石灰土、粉煤灰土、天然沙砾等方法处理道路的冻胀翻浆，取得了一定成绩。近年来我国也有许多冻土工作者提出各种计算冻深、冻胀量、冻胀力的公式。1885年俄国工程师斯图金伯格提出了冻土水分迁移假说，将冻胀形成同土的毛细管作用相联系。1916-1930年由美国学者泰伯研究出结晶力作用下迁移理论使水分迁移理论向前跨出一大步。美国学者贝斯考提出了冰析出和冻胀的土颗粒“临界尺寸”概念，将地下水、土颗粒性质、毛细管性质综合起来评价土的冻胀情况。1957年美国学者潘纳提出一个假说，认为水冰边界上的吸力和水向生长起来的冰晶的迁移决定于土系的孔隙尺寸，他将土中水分迁移和冰析出、同土的分散程度和孔隙率紧密联系起来。另

3、外，也有一些学者将水分迁移变化、冰析出、土冻胀和冰结锋面的水分冷却、自由能、土水势的变化联系起来，探讨冻胀问题。应该说，现今的研究是试验、理论并举，并都已有了长足的进步，并有相当一部分成果应用于工程实践，但是理论与实践仍未能很好的统一，缺乏相互支持，没有形成完整的永冻土地区路基施工方案，和具体的施工细则。我处承建的301国道博克图至牙克石段二级公路K189+000K199+000 及K201+000K217+000，全长26.609km，跨越大兴安岭，海拔高度729米至1037米。公路沿线属于温带大陆性气候，年最高气温36.5，最低气温46.7，全年无霜期仅有137天，冰冻深度3米，最大积雪厚

4、度31厘米。公路地处零星岛状永冻土带，永冻土主要分布在山间谷地、河漫滩、阶地及阴坡植被覆盖地带，在公路里程上体现为K190+000K204+000以及K210+000K213+000段内。我处在铁路路基施工中已取得一些经验，高寒地区永冻土公路路基施工在我局尚属首次。通过该工程的建设，总结永冻土地区公路工程的施工方案及冻土地区各种不良地质的处理技术。二、要研究内容及关键技术、永冻土的性质和分类；、保护永冻土的方案和材料；1、永冻土路基的沉降情况；、永冻土地区不良地质的处理技术；、永冻土路基的边坡防护；三、达到的目的、技术经济指标及成果形成、通过立项研究，制定科学合理的施工方案，正确指导和控制并掌

5、握永冻土的性质和永冻土路基工程的施工工艺及操作细则，使路基沉降量控制在设计要求范围之内；、总结保护永冻土的方法；、总结减小路基沉降量的措施；、编写“永冻土路基施工工艺和操作细则”；、提供评审文件。四、采取的研究和试验方法、冻土的上限测定；、各路段土（泥炭土、冻土、填料）的各项土工试验；、路基压实度、弯沉试验；、路基沉降观测。五、承担单位及分工XX某局XX负责全部方案的制定和实施。六、分年度计划安排、2000年5月底前应完成：对永冻土的性质、特征、分类、分布特点及其工程物理力学性质的学习；学习并分析产生永冻土地区路基施工的病害的原因，制定初步措施防止这些病害的发生，并指导具体施工进行处理；对 本

6、地区的永冻土分布情况进行现场勘察，确定本合同段内永冻土的分布里程、自然条件、类型及其特点，形成永冻土地区路基的初步施工方案。、2000年6月底前应完成： 通过路基工程的具体施工，验证初步施工方案的合理性，对不足地方及时调整改正，形成较为合理的永冻土地区路基施工方案，并具体指导施工。、2000年7月底前应完成：2建立健全全线的永冻土路基沉降观测网，并对特殊路段进行常年的沉降观测，并做好原始记录；进一步审查永冻土路基施工方案，对发现的新问题进一步分析解决，形成较为完善的永冻土路基施工细则。、2000年9月底前应完成：用实际施工验证所形成的永冻土路基施工经验和施工细则，对不足部分加以改正或补充；分析

7、总结沉降观测数据，并根据沉降数据随时控制路基施工速度。、2000年10月底前应完成： 对半年来永冻土路基施工技术QC小组活动的过程及成果进行阶段性总结，对半年来施工实践所获得经验教训进行分析；分析总结沉降观测数据，阶段性分析评价路基的稳定性。 、2000年11月2001年6月底前应完成： 学习并制定永冻土地区病害的防治措施，正确分析并处理本合同段内的永冻土和季节性冻土的病害；定期对永冻土地段路基进行沉降观测。、2001年6月2001年9月底前应完成： 分析总结永冻土路基施工技术成果，形成正确指导永冻土路基工程的施工工艺及施工细则。七、经费预算表科 目内 容计工资及附加费人员总数折合全时人数材料

8、及加工试验费专业仪器购置费科研业务费外协费管理费总 计局资助自筹资金八、年度拨款计划款 额2000年2001年年年拨 款偿 还3九、主要研究人员名单姓 名年龄职务、职称从事专业工作单位研究任务与分工全时率（%）冷 冬26孟庆宏30韩广峰28宋立立28赵卫军37陈培海38仲维峰27高有权25张艳秋25尤春颖27张立峰23十、双方签章4十一、双方权利与义务5永冻土地区公路路基施工技术研究(研究报告)研究单位：XX某局XX2001年9月一、项目的提出永冻土即多年冻土，永冻土的分布一般是受地理纬度和海拔高度控制的。在我国，多年冻土主要分布在内蒙古自治区和黑龙江省大小兴安岭一带以及青藏高原和甘肃、新疆高

9、山区。在永冻土分布地带的公路路基工程属于永冻土层公路路基工程。在永冻土地区，因气候寒冷，土质潮湿，冬春季节路面经常出现冻胀与翻浆等病害。同时，永冻土地区还存在冰锥、冰丘、热融滑坍、热融沉陷等不良地质现象。从永冻土地区修建的一些道路观测资料显示，在该地区修筑的道路，在经过两到三个冻融循环以后易于发生破坏。道路路基土壤在冬季隆起乃至开裂；春季化冻时水份不能及时排出，路基承载力降低，在行车荷载作用下路面发生了弹簧、裂纹、沉陷等破坏。这些直接影响路基的稳定性；破坏了路面的板体性；影响了行车的舒适性；降低了行车速度；增加了车辆磨损，不仅阻碍了交通，而且给当地的经济发展带来了不利影响。因此，寻求解决高寒地

10、区永冻土路基的病害的方法迫在眉睫。这一方面有赖于冻土理论研究的不断进步，同时也必须通过工程实践的不断总结，形成科学合理的永冻土地区路基施工技术，实现理论与实践的良好结合，并相互支持，才能从根本上解决高寒地区永冻土路基的病害的问题。我处承建的301国道博克图至牙克石段二级公路K189+000K199+000 及K201+000K217+000，属于高纬度岛状多年冻土，在永冻土地区修建路基工程，我处在铁路路基施工中已取得一些经验，高寒地区永冻土公路路基施工在我局尚属首次。对于本标段而言，永冻土引起的路基稳定问题和多种不良地质现象是影响工程质量和工程进度的重要因素，作为工程技术人员，认真研究永冻土地

11、区公路路基施工技术，用科学合理的施工方法指导施工，确保工程质量和工程进度，是我们义不容辞的责任。因此，301国道项目部成立之初，我们就把永冻土地区公路路基施工技术作为我们的研究课题。二、工程概况及特点、工程概况我处承建的301国道博克图至牙克石段二级公路K189+000K199+000 及K201+000K217+000，全长26.609km，主线除K198+000K218+100采用山岭重丘二级公路标准，其余采用平原微丘区二级公路标准。路面除K201+400K205+000段采用水泥混凝土路面外，其余均为沥青混凝土路面。1、自然地质概况本工程跨越大兴安岭，海拔高度729米至1037米。公路沿

12、线属于温带大陆性气候，年最高气温36.5，最低气温46.7，全年无霜期仅有137天，冰冻深度3米，最大积雪厚度31厘米。该段公路地处零星岛状永冻土带，永冻土主要分布在山间谷地、河漫滩、阶地及阴坡植被覆盖地带，在公路里程上体现为K198+000K204+000以及K210+000K213+000段内。、工程特点1、本工程路基土石方数量大，线路长；2、路基施工季节短（仅有45个月的施工期，期间还有7、8两个月的雨季）；3、季节性冻土层在冬春季节冻融过程中经常引起路面的冻胀与翻浆等病害；4、冻土路段的开挖及填筑是控制路基工程进度的关键；5、永冻土层特殊物理力学性质而引起的路基稳定问题，是影响本段路基

13、施工质量的关键；6、冻土地区还存在冰丘、冰椎、厚层地下冰、冻土沼泽等不良地质现象。三、主要研究内容、关键技术及施工方案、永冻土的性质和分类正确理解和认识永冻土的性质及其特征是研究永冻土、制定科学合理的永冻土施工方案的前提。在公路路基施工前，我们首先进行了大量的地质勘查，查阅了相关资料，从而掌握了本标段内的永冻土的特征及其物理力学性质，并结合本标段内永冻土的物理力学性质及特征，综合当地有关部门多年的研究成果，对大小兴安岭永冻土的物理力学性质及特征进行了分析汇总，以便为今后类似此地区的施工提供经验性数据。1、永冻土的概念永冻土又称多年冻土。地表土层处于天然冻结状态持续三年或三年以上者即称为多年冻土

14、，该地区就称为多年冻土地区。2、永冻土的分类可采用两种方法将永冻土进行分类，即永冻土的一般分类和永冻土的工程分类。2永冻土的一般分类 序号分类标准土 的 类 别本标段土类别1形成原因后生冻土、共生冻土、多生冻土后生冻土2形成年代古代永冻土、近代永冻土古代永冻土3发展趋势持久性冻土、退化性冻土退化性冻土4垂直构造衔接永冻土、非衔接永冻土、层状永冻土多为衔接永冻土5平面分布连续的、不连续的、有岛状融区和融区内有岛状的有岛状融区和融区内有岛状的6地理位置高纬度永冻土、高海拔永冻土高纬度永冻土7冻结状态坚硬冻土、塑性冻土、松散冻土均有8冻土结构整体结构、层状结构、多孔结构整体结构9含冰量少冰、多冰、富

15、冰、饱冰、含土冰层少冰、多冰、富冰 永冻土的工程分类永冻土名称土的类别总含水量 （w%）融沉系数X（%）融沉等级少冰冻土粗颗粒土粉粘粒含量15%1015%12细砂、粉砂14粘性土15%1218细砂、粉砂1421粘性土WpWn15%1825细砂、粉砂2128粘性土Wp+7WnWp+15饱冰冻土粗颗粒土粉粘粒含量15%25481025强融沉2548细砂、粉砂2845粘性土Wp+15Wn15%48细砂、粉砂45粘性土Wp+3533、永冻土的平面分布工程地质工作者经多年的地质勘查和长期观测的基础上，编制了东北大小兴安岭多年冻土分区土，并对各分区的多年冻土的自然概况和冻土特征进行了描述，具体内容如下图表

16、：东北大小兴安岭多年冻土分区图4东北大小兴安岭多年冻土分区说明表冻土分带名称冻土分区名称年平均气温（）年平均地温（）冻土厚度冻 土 分 布 特 征不连续永冻土一般低于-5.0一般为-1.0-2.0最低可达-4.4一般50m80m，有的超过100m此带纬度较高，冻土厚度大，多年冻土分布于除大河河床及大河融区外的所有河谷台地上，厚层地下冰及裂隙冰极为发育，季节融化深度较小，冰椎、冰丘发育。大片岛状永冻土1大兴安岭北部山地-3.05.0左右-0.5 -1.520m50m多年冻土平面分布连性中断，层状地下冰及裂隙冰较发育，季节融化层0.5-2.5m，热咯斯特现象存在。2大兴安岭阿尔山地-3.0 -4.

17、0左右20m30m受海拔控制，冻土略有垂直分布特点河床下及向阳坡、裸露路地一般为融区，层状地下冰不常见，石河、石海分布较多。零星岛状永冻土1呼伦贝尔高原丘陵-0.5 -2.50-1.05m15m永冻土仅分布于少数山间沼泽洼地中、个别沙丘间湿地及湖群湿地边缘，多为不衔接，含冰量小，季节融化层2.5-3.0m。2大兴安岭西坡丘陵-2.5 -3.50-0.710m20m永冻土仅分布于山间谷地、河漫滩、阶地及阴坡地带，季节融化层2.5-3.5m，冰椎、冰丘较多，热咯斯特现象存在。3大兴安岭东坡丘陵-0.4 -2.50-0.55m20m一般5m10m冻土分布零星，在河漫滩、阶地、山间谷地的沼泽化地带，多

18、为衔接，季节融化层0.7-3.0m，潜水冰椎、冰丘普遍。4小兴安岭低山丘陵0-1.00-1.05m15m冻土主要分布在山地针叶林带，沼泽化湿地也有存在，季节融化层2.5-3.0m厚层及层状地下冰有少量分布。5松嫩平原北部边缘01.00-0.3一般小于10m冻土极为零星，仅出现在低洼潮湿的沼泽化地带，多呈塑性冻土状态，含冰量较小，很少有冰椎、冰丘。季节冻融0 +3.5由东南向西北最大季节冻结深度逐渐增后，由1.8-1.9m过渡到2.4-2.8m，个别可超过3.0m4、冻土的物理力学性质5永冻土是由矿物颗粒、固体水、液相水和气体组成的四项体系，因此其物理性质取决于冻土的含水量（包括固相和液相含水量

19、）、冻土中未冻水的含量、原状结构冻土的容重、固体矿物颗粒相对密度等四个方面特征。冻土的抗压强度与负温度、矿物成分及颗粒组成的关系如下图： p（kpX） 16000 14000 1 12000 10000 2 8000 6000 3 4 4000 5 2000 0 -4 -8 -12 -16 -24 -（）冻土的极限抗压强度与负温度的关系曲线1砂土（w=1617%） 2粘性砂土（w=1112%） 3粘砂土（w=2126%）4粘土（w=4349%） 5带有有机质的粉质粘土（w=5261%）从冻土极限抗压强度与负温度的关系曲线可以看出，冻土随着负温度的降低其极限抗压强度急剧增加；从-5起随着负温度的

20、降低其极限抗压强度基本呈直线变化。冻土抗压强度与总含水量的关系在借鉴了国内外多年来对冻土物理力学性质的研究，结合本标段工程所总结的实验结果，我们对影响工程质量的永冻土的物理力学性质及其相观因素进行了分析总结：如下图： p（kpX） 16000 14000 1 12000 =-12 10000 8000 6000 2 =-5 4000 3 4 2000 0 10 20 30 40 50 60 70 w（%）冻土极限抗压强度与总含水量w的关系曲线1砂土（10.25mm） 2粘砂土（粒径10.05mm占68%，粒径0.005mm占80%）3粘土（粒径0.005mm占51% ） 4粉质粘土（粒径0.0

21、5mm0.005mm占63%，有机质占18%）6由关系曲线可知，当负温度恒定时，随着冻土含冰量的增加其抗压强度也增加，空隙完全充满冰时抗压强度最大，超过这个限度极限强度反而下降。土抗压强度与外力作用时间的关系冻土瞬时抗压强度很大，但在长期荷载的作用下就会降低很多，当应力小于某一界限时，荷载长期作用下也不破坏。土抗剪强度与负温度、外压力、荷载作用时间以及含水量的关系国内外多年的研究表明，冻土的抗剪强度随着负温度的降低显著增大；在一定范围内冻土的抗剪强度与法向压力呈直线关系；冻土的长时间抗剪强度比瞬时抗剪强度小的多；在冻土含冰量饱和之前，其含冰量的增加将增加其抗剪强度。土的变形性质（压缩变形）多年

22、冻土在短期荷载作用下，压缩性很低，类似岩石，一般不计变形，但在长期荷载作用下，其压缩变形相当大，两者相差十倍以上。融化下沉在热力作用下，冻土逐渐融化，导致土的一系列物理、力学性质的变化，在自重和外加荷载作用下产生融化下沉和压密现象，这将使地基产生不均匀沉降。通过对冻土物理力学性质的研究和分析，可以看出冻土的力学性质是不稳定的，他直接取决于其外部环境是否发生变化以及变化的方向，在公路路基施工过程中，不可避免的会引起多年冻土外部环境（温度、作用力、含水量等等）的变化，从而造成路基不稳定因素的产生，而公路路基对其稳定性的要求标准很高，因此如何解决公路路基稳定性是永冻土公路路基施工技术的关键。此外，由

23、于永冻土的特殊物理力学性质以及永冻土地区季节融化层周期性冻融而产生的永冻土地区不良地质现象，也是永冻土地区公路路基施工的重点防治内容。、永冻土地区路基施工方案和材料在永冻土层公路路基施工中，如何确保路基稳定性的问题，国内外虽有些差异，但归纳起来不外乎保护多年冻土和破坏多年冻土两大原则。我单位在301国道博牙段X标段施工中，在大量调查研究的基础上，结合了当地多年来在永冻土方面的施工经验，采取了综合治理的方法，在施工中边实践边探索，摸索并总结了一套科学合理的永冻土层施工方案，并对永冻土地区的不良地质进行了因地制宜的措施，取得了很好的效果。71、施工方案保护多年冻土施工方案所谓保护多年冻土施工方案，

24、就是要有效的采取综合保温措施并使路堤填高大于最小临界高度（兴安岭地区沥青路面的最小临界高度经验值为1.4m），使成型后的路基基底人为上限控制在一定深度内，保护路基下多年冻土不融化，以确保路基稳定。本标段对路堤填高1.5m的路堤均采用了保护多年冻土方案，具体内容如下：工季节的选择：采用砂卵石及碎块石等粗颗粒土进行路基填筑的路段，可选者在寒冻季节施工，本标段K201+000K202+000段路基为石方路基填筑，施工中将该段内部分工程安排在寒冻季节施工；基底换填和冻土路基开挖最好安排在寒冬季节施工，采用爆破法开挖，本标段K203+000204+000段路堑开挖既有路部分安排在寒冻季节施工，这种施工安

25、排可以使全年施工较为均衡，又不影响施工质量；永冻土地区在融化季节施工应考虑路基沉降引起的沉降土方量，并预留路肩加宽，以免路堤下沉后路肩宽度不足。本标段永冻土分布地带K201+200K201+900和K212+300K212+700段施工中均考虑了30厘米的路基沉落量。标段绝大部分工程量安排在融化季节进行施工，施工中采取快速分修的施工方法，全线分区段平行作业，区段内流水作业，这样既保证了工程进度，又避免了因冻层暴露太久、永冻土上限下降而引起的路基沉陷破坏。路基底面上和整个公路用地范围内从路基中心算起50100m范围内保持青苔植被不破坏，其作用是隔热、保护冻土和减弱地表水的下渗。路基第一层填方作业

26、时，采用端部卸土的方法进行填筑（滚填），汽车、拖拉机等带轮子的设备在前面尚未铺设足够的填料以及支持它以前，禁止在坡道上进出。在农田段设置2.0m宽的护道；在草地或荒地地段设置3.0m宽的护道；在沼泽和湿地路段保证路基填高2.5m，在路堤下部1.5m高度范围内填筑碎石土（含土量15%），并设置防水保温护道，自然地面以上1.5m高度范围内路基两侧各加宽1.0m。原设计中的取土场多为路基两侧左右20m。施工中，为了尽量减少对永冻土区环境的破坏，永冻土区路堤填筑均采用了集中取土。对于位于倾斜地形上的路基，取土坑应设在路堤上侧坡上，取土坑与路基坡脚间天然护道宽度不小于20m，路基两侧取土坑的最大深度不得

27、超过天然上限的80%，宽度不宜超过20m，取土完毕后将取土时挖出的草皮回填，填入坑中靠路基一侧并大致铺平，使其形成完整坡面。8 春季，在解冻天气到来之前，需将取土坑和挖方段落上的积雪和青苔植被清除（堆放在一起），以加快土壤融化。净沙和砾石最宜于作路基填料，当路堤高度较小时可在路堤下部先填一部分细颗粒土，厚度一般不小于1.0m。采用粘性土或透水性不良的土壤填筑路堤时，要控制土的湿度，碾压时含水量不超过最佳含水量+2%，不得用冻土块或草皮层及沼泽地含草根的湿土填筑。通过热融湖（塘）的路堤，水下部分用渗水良好的土壤填筑，并应高出最高水位0.5m。永冻土的排水应尽量远离路基坡脚，并力求排水畅通，不得在

28、路基边坡附近形成积水洼地，更不能在边坡积水，以免引起路基永冻土的融化，影响路基稳定。为此，施工中采用的排水沟多为宽浅形式，以减少对永冻土的热干扰；施工的临时性排水与永久性排水相结合，使排水系统始终保持畅通；对于路基坡脚无法与排水沟连同时，施工时用路基填料将积水坑回填，把积水挤至路基坡脚5m以外。本标段K212+350K212+700段线路右侧坡脚积水，施工时将积水坑回填后，又在线路右侧10m外开挖了两个40101.0m的积水池。此外，为了排除地下水，施工中还采取了加深边沟、设置渗沟等方法将水排除至路基外。永冻土地区路基边坡防护也采用了相应的防护方案。当地的施工经验表明，路堑边坡设置保温层是解决

29、边坡防护的比较好的方法。有保温要求的部位应尽量使用细粒的粘性土和砂性土，此外，苔藓、草皮、泥炭、塔头草也是良好的当地保温材料。填方路段的边坡防护本标段采用了浆砌片石护坡和网格护坡（网格内种草）相结合的办法，边坡基础埋深1m，均采用浆砌片石砌筑。个别地段采用了护面墙或挡土墙加以防护。破坏永冻土方案所谓破坏永冻土方案，就是在路基建成后允许路基下地基中的永冻土全部或部分融化，或在筑路时预先使路基下的永冻土融化，从而使路基施工按非永冻土进行施工。因本标段的永冻土为退化型岛状永冻土，在岛状永冻土的外边缘，永冻土层厚度很薄，且公路路基与岛状多年冻土外边缘交界处多为零填、低填（填高1.5m）、浅挖等地段，因

30、此采用破坏永冻土的方案非常适合。具体方法如下：当彻底铲除地表的草皮和泥炭层，停置一段时间，使基底以下冻土层自然融化至一定深度或全部融化。9根据基底季节融化层和多年冻土的性质情况，换填足够厚度的渗水性土或当地非膨胀土。本标段低填、浅挖地段均采取了换填，如K201+000K201+150段换填1m，K210+100K210+250、K210+830K210+950、K210+700K213+000段换填0.8m等，换填料全部采用碎石土。路基排水，保持基底干燥，防止路基积雪。对半填半挖路段的填土高度小于0.5m的路堤视为路堑，分别按含水量多少进行基底换填，并设过渡带。路堑的施工方案本标段内深挖路堑均

31、为石质路堑，虽然有部分处于永冻土区，但基底条件良好，无需作特别处理。根据当地的施工经验，永冻土地区深挖路堑如遇到不良地质条件时应作如下处理：但基底穿过富冰、饱冰冻土及地下冰时，如果路基面下不深处有少冰、多冰冻土时，可将基底进行全部换填清除至少冰、多冰冻土层。回填粗颗粒料土，并做好基底纵向排水。底全部换填有困难时，可部分换填。基底换填粗粒土时，上部应铺设厚度大于0.5m的粘性土隔水层，隔水层下铺0.2m左右的垫层；当回填细粒土时，底部应铺设一定厚度的碎石土，以利施工。施工组织此处仅以K210+000K213+000段的施工组织为例。工程数量：挖石方：21000m3 挖土方：30000m3利用石方

32、填筑：21000m3借土填筑：90000m3换填：15000m3上场人员10上场人员配置表序 号工 种数 量备 注1施工队长3队长一名，施工副队长两名2技术负责人13测量工34特种机械司机15推土机为单班司机，其他为双班司机5自卸车司机206其他人员10上场机械上场机械设备表序号机 械 名 称机 械 型 号数 量上 场 时 间1挖掘机日立22000、5、102挖掘机小松12000、8、103压路机YZ14G22000、5、104推土机鞍山10022000、5、105推土机东方红80222000、5、106推土机宣化12012000、8、107自卸车5t122000、5、108自卸车10t420

33、00、8、10施工安排施工队伍2000年5月10日进场，进行施工准备，5月20日正式开始路基施工，截止至2000年10月20日，路基土石方除桥涵两侧台背填土和少量换填土外基本完成。2、路基填料在永冻土地区修筑路基，净砂和砂砾石最宜于作路基填料，因为这种填料具有非冻结性，排水性能好，在冻结季节便于开挖和运输，本工程除尽量采用砂砾作为路基填料外，还因地制宜的利用石方路堑的爆破石方作为永冻土地段的路基填料。、永冻土地区路基沉降情况1、概述通过前面对永冻土物理力学性质的研究，我们可以知道，永冻土的物理力学性质受外部环境的制约。永冻土地区路基的稳定性，主要受永冻土的制约。经研究分析表明，影响永冻土层路基

34、稳定性的因素有：太阳的辐射与气温、降水和蒸发、季节融化层的土质和工程地质条件、地表水与冻结层上水、路基填料和路基断面、路11面结构、路基高度、永冻土的土质与工程性质。永冻土路基的总变形量是路基稳定的主要问题，它包括融沉变形、压密变形、固结变形。其量的大小与冻土类型、土质状况、含水量、时间及温度场有关。沉降变形主要由填土的压缩沉降变形、季节融化层的压缩和热融沉降、永冻土的上限下移后的热融沉降组成。由于填土及季节融化层的压缩变形有一定限度（也易计算和控制），故沉降变形主要以上限加深的融化沉降为主。如前面施工方案中所述，施工中采取的一系列措施的主要目的就是要减少并控制这种永冻土上限加深的融化沉降。为

35、了检验所采取的施工方案的效果，更好地控制并指导施工，同时进一步研究永冻土地区路基沉降的规律及其影响因素，以期形成更科学合理的施工细则。施工一开始，我们就设立了沉降观测网，定期收集、整理观测数据，并据此制定相应措施，确保路堤稳定。2、路基施工过程中的沉降变形此处以K211+025断面的路基沉降观测为例，因K210+950K211+050新路基与旧301国道部分重合，且位于永冻土区，施工中在旧路侧面开挖台阶，同时减缓并控制填土速度，以此来保证路基的均匀沉降。填筑头两层土后，暂停10天后进行观测，发现新旧路基结合部分局部出现裂缝，裂缝宽0.5cm，长2.5m，新旧路基顶面沉降量差至1.5cm，现场观

36、察裂缝无发展后，用挖掘机沿裂缝开挖长8m，宽2m，深至原地面的路槽，重新进行分层碾压。停止填筑后继续观测，10天后未出现异常现象，继续填筑，并适当控制填筑速度，同时进行沉降观测。其基底沉降观测曲线如下图：沉降量（mm） 0 100 200 300 400 5 6 7 8 9 10 11 12 时间（月份） K211+025断面基底沉降观测曲线通过k211+025断面基底沉降观测曲线可以看出路基填筑前期基底的沉降量比较12大，这部分变形主要源于季节活动层（草皮、泥炭层）压缩变形以及永冻土层因荷载增加和填料热能传递引起的少量融沉变形。路基填筑后期，随着荷载的不断加大基底沉降缓慢增加，但逐渐趋于稳定

37、，10月份以后，随着季节融化层的冻胀，基底标高略有回升。可见，路基施工中沉降变形的绝大部分发生在路基施工前期。3、路基填筑成型后的沉降我们根据本段工程的实际，有代表性的在全线设立了沉降观测网，埋设路基沉降板，定期收集、整理观测数据，经过一年多的观测，得出本段路基沉降的规律，具体数据如下表：路基沉降观测结果汇总表 时间 沉降量观测地点2000.7.152000.9.152000.11.152001.3.152001.5.152001.7.152001.9.15总沉降量K199+20006.8cm-0.2cm-0.3cm0.6cm0.2cm0.1cm7.1cmK201+70006.5cm-0.2c

38、m-0.4cm0.8cm0.1cm06.8cmK212+50006.3cm-0.2cm-0.2cm0.6cm0.1cm0.1cm6.7cmK201+90009.2cm-0.2cm-0.2cm0.8cm0.3cm-0.1cm9.8cm 由上表我们不难发现路基前期的沉降量比较大，在冻结期标高略有回升，在路基成型一年后整体趋于稳定。我们在研究本段工程路基沉降的同时，也注意到路基的沉降观测经历周期比较长，不能简单用一年多的观测结果来评价，必须进行进一步观侧，方可得出正确结论。因此我们一方面将继续进行路基的沉降观测，同时又对当地设计部门的对当地以往路基沉降观测的结果进行了分析研究，此处仅以一个铁路路基断

39、面的沉降观测曲线为例进行简要说明。沉降量（mm） 0 100 200 300 400 67、8 68、2 68、8 69、2 69、8 70、2 70、8 时间13从上图可以看出，永冻土路基当年下沉量最大，一般在总下沉量的60%以上，融期施工的比例更大；永冻土路基基底标高在冻结期有所回升，在融化期略有下降，在经历两个或两个以上的冻融交替后，路堤便趋于稳定，不再继续下沉。4、路面成型后的沉降因为301国道采用的是沥青混凝土路面和少量水泥混凝土路面，路面成型后，将对路堤顶表面的热量平衡产生直接影响，吸、放热的不平衡，使路面下卧层正积温增多，有可能造成永冻土上限下移，导致路基热融变形，从而失去稳定。设计中已考虑到了此方面的影响，路面面层以下设有总厚70cm左右的砂砾垫层和水稳基层，我们在施工中严把质量关，按照设计文件和施工规范要求施工，严格控制沙砾垫层的含土量，水稳基层严格按照配合比施工，同时根据当地填料的特点，变更设计增加了底基层，并对特殊路段进行特殊处理（如高填方路段路基完成后经过一年的沉降期路基稳定无下沉后，才进行路面工程施工），确保了路面成型后路基的稳定。、冻土地