高原地区中水草地路基工程施工技术研究论文

2023-02-27 论文

　　1、依托工程概况

　　依托工程位于青海省果洛藏族自治州久治县境内，该地区平均海拔3800米，属典型高原高寒气候区，全年无四季之分，只有冷、暖两季，年平均气温0.1℃，低于0℃的寒冷期长达184天，其中低于—10℃的严寒期达到了131天，主要受孟加拉湾季风影响，降雨充沛，年均雨日171天，降水量在764.3毫米。境内水文地质条件复杂，多水草地，地下水丰富，地表有泉水出露，冲沟发育。

　　2、水草地地质类型

　　水草地主要是由于山坡泉水发育，地表排水不畅、长期积水所致，主要物质成分以粉粘粒为主，包含角砾成分，松散—稍密状，含腐殖质成分。表现为地下水位较高，地表有泉眼，渗水，形成积水，土体湿软，夏季降雨充沛时，尤为严重。水草地路段有较厚的草皮层，其下一般存在0.5～1米的腐殖土，工程地质条件较差。

　　3、水草地在施工中的不良地质危害

　　3.1水影响

　　水草地路段由于水草发育，地表长期积水，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将水及时排除，积水将长期浸泡基底，加之高原高寒地区空气稀薄，天气严寒，一年内无明显四季之分，只有冷暖两季，基底在水的影响下受到反复冻融，最终造成基底松软，导致路基出现不均匀沉降。可见，水对路基施工的影响极大，如何消除水的影响，确保路基基底填筑质量及路基整体稳定性，是我们迫切需要解决的问题。

　　3.2腐殖土影响

　　水草地路段在草皮层下一般存在0.5～1米的腐殖土，其主要是由腐烂的植物以及动物粪便组成的一层混合物，过长时期腐烂发酵后和自然土壤混合而形成的一种特殊土质。由于腐殖土特殊的物理化学特性，决定了其含水率大、有机质含量高、液限及塑性指数大、不易压实的性质，因此，腐殖土层在路基施工中，对填筑及压实质量有着很大影响。

　　4、水草地常用处理方法及适用条件

　　针对水草地路段的土层结构，腐殖软弱土层较厚，地下水丰富，地表排水不畅易积水等特点，并根据路基填土高度的不同，在路基填筑前，应采取相应的措施进行水草地处理。

　　4.1不清表直接填筑

　　（1）适用条件：路基填高大于等于2.3米。

　　（2）具体处理措施：当路基填高大于等于2.3米时，采取地表不开挖直接填筑1.5米砂砾，然后采用冲击碾压密实，提高基底承载力，同时，为防止路基不均匀沉降，在砂砾顶部设置一层钢塑土工格栅，土工格栅采用整体加筋土工格栅，纵横向肋条交叉点剥离力不小于500N，土工格栅沿纵向铺设，连接处用扎丝绑扎后采用U型钢筋钉固定，U型钉纵横向均按2米间距布置。钢塑土工格栅的主要技术指标应满足：抗拉强度≧50KN/m，延伸率≦3%。（3）采取措施原因分析：水草地路段，当路基填高大于等于2.3米时，由于填高较高，水草地对路基填筑的整体稳定性危害将大幅度降低，水草地表面的草皮可作为天然的土工格栅材料，此时再采用粗粒填料（如砂砾等），可有效降低毛细水上升高度，并能确保路基底部整体稳定性，那么，水草地的不良地质影响将可忽略不计。若清除草皮，水草地表面草皮的天然土工格栅作用将消失，草皮下的腐殖土层极不稳定，将对路基施工造成很大困难，施工质量很难保证。因此，水草地路段当路基填高大于等于2.3米时，采取地表不开挖直接填筑1.5米砂砾，然后采用冲击碾压密实，并在砂砾顶部设置一层钢塑土工格栅的处理措施完全能够满足路基填筑质量要求。

　　4.2清表换填

　　（1）适用条件：路基填高小于2.3米。

　　（2）具体处理措施：当路基填土高度小于2.3米时，对原地面采取超挖换填砂砾处理，确保路面底基层以下1.5米范围内填筑砂砾。

　　（3）采取措施原因分析：水草地路段，当路基填高小于2.3米时，由于填高较低，水草地对路基填筑的整体稳定性危害明显，此时如果不采取任何措施而直接进行路基填筑，地表毛细水上的上升将严重破坏路基基底稳定，并且松软腐殖土层的存在将使得基底很难达到规范压实度要求。因此，水草地路段当路基填高小于2.3米时，对原地面超挖换填砂砾，确保路面底基层以下1.5米范围内填筑砂砾，降低毛细水上升对路基基底的稳定性破坏，同时，清除草皮及软弱腐殖土层后，将能有效确保路基压实质量达到规范要求。

　　4.3两侧或单侧设置反压护坡道

　　（1）适用条件：所有水草地段路基。

　　（2）具体处理措施：在路基两侧或单侧设置宽3米、高1.2～1。5米的砂砾、砾石或碎石反压护坡道，确保填方边坡的稳定。

　　（3）采取措施原因分析：由于水草地路段地下水丰富，地表排水不畅，且地表存在草皮层及腐殖土层，路基在施工完成后，基底将持续受到地表泉眼水及毛细水的影响，基底及坡脚很容易失稳，在坡脚处出现破裂面，最终导致路基滑塌破坏。针对此问题，根据水草地段实际地质情况，在路基两侧或单侧设置宽3米、高1.2～1.5米的砂砾、砾石或碎石反压护坡道，增加坡脚的重力，施加给坡脚反向压力，就可减少坡脚破裂面发生的可能性，确保路基整体稳定性。

　　5、高原高寒地区水草地路基施工应注意的问题

　　5.1合理选择填筑材料

　　为防止水草地段泉眼水及地表毛细水上升对基底造成破坏，在选择填筑材料时应优先选择级配良好的砾类土、砂类土等粗颗粒土，当条件不允许时，也可采用细粒土，但土的液限应小于50%，塑性指数应小于26。淤泥、强膨胀土、有机质土及易溶盐含量高的土严禁用于路基填筑。

　　5.2做好防排水设施

　　水草地路段由于地下水丰富，地表排水不畅易积水，为防止积水长时间浸泡基底造成路基失稳，应设置完善的排水边沟及急流槽等排水系统，在汇水面积较大的山坡路段迎水面还应设置挡水埝或截水沟，以拦截山坡汇集水。

　　5.3设计允许的条件下适当提高路基高度

　　进行水草地路段路基设计时，在经济合理且符合设计原则的前提下，应尽量提高路基的填高，以减小水草地不良地质对路基施工的影响。

　　6、结语

　　针对各种实际情况，都有特定有效的处理方法，所采取的措施及其适用条件，需要经过不断学习相关资料和不断的实践总结。本文就常用的水草地处理方法进行分析总结，对各种条件下所采用的措施及其技术要点进行研究，以更好的指导施工，确保高原高寒地区水草地路基施工质量。