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浅谈土工格栅对冻土地区路基灾害进行加筋处理
发布时间:2020-07-06 浏览次数:66 信息来源:山东环润工程材料有限公司

       由于地域差异较大,在公路路基施工过程中会遇到各种各样的问题.冻土路基处理是北方公路建设中常见的技术问题,在多年冻土地区采用土工格栅对路基进行处理的施工原理和施工工艺进行了分析,在施工过程中,要采取质量控制措施,确保公路路基的质量,避免冻土性质变化而造成各种病害的出现,有效延长公路的使用寿命.

(1)冻胀灾害
相关试验表明:土体在冻结过程中会出现明显的冻胀现象 ,局部 土体体积可提高百分之几十 ,甚至可达百分之几百。这种不均匀的冻胀现象会导致路面出现严重的波浪起伏及大面积的裂缝 。如吉林省长余高速公路的部分典型路段 ,土体冻胀导致路面产生了严重横向挠曲变形 ,局部路面的中间冻胀量 比两侧高约 60mm,并且在路肩附近还出现了明显的侧向变形和坍塌。在路基 中埋置一定程度的土工格栅 ,依靠其表面摩擦和镶嵌咬合能力 ,可充分发挥与调动土工格栅 自身的抗拉强度 ,将土中的不均匀冻胀应力重新进行分布 ,从而控制土体冻胀所产生的局部变形。如能在路基底部配合使用新型的土工合成材料(如三维复合排水 网),可在间接提高路基的整体性能的同时 ,提供排水通道降低冻结上限,从而大幅降低冻胀对路基 的影响

(2)翻浆灾害

随着春季气温的回升 ,冻土在融化初期 ,上部 的冰层开始融化 ,但底部尚未融化的冰层阻碍了孔隙水的渗出,因此在行车作用下易产生大量的路面翻浆现象。如黑龙江省哈罗公路宝泉岭路段 ,春季路面翻浆现象严重 ,路面凸凹起伏高达 0.5~1.0m左右 ,曾引发严重 的大客车翻车事故 。季节性冻土地区道路翻浆的产生,主要与土质 、水分 、温度、行车荷载及路面等因素有关,在保证行车荷载不受制约和自然环境不受破坏的前提下 ,如何合理地提高季冻区路基抗 翻浆能力则成为了目前研究的关键。试验表明:当土体在反复经历冻结和融化过程后 ,土体的孔隙率与初始状态相比呈大幅增加 ,同时压缩系数也明显提高(可达初始状态的几倍 ) ,在排水不畅的情况下 ,其整体性能更接近于沿江 、沿海地区的高含水量和高孔隙率的软土特征 。而土工格栅在软土加 固工程 中同样具有很好 的应用优势 ,近几年来已经广泛应用于软土地基加 固工程,以及港 区道路堆场及海岸防护工程 J。比较典型的工程如江都港一号码头 ,虽然经历 了 1998年夏季洪水 ,但在水退之后即可重新行车 ,使用效果良好 。由此可知 ,将其用于防治季节性冻土地区路基翻浆现象也存在着一定的工程依据 。

(3)融沉灾害

随着气温的继续回升,冻土中的冻结水由固相完全转变成液相 ,土体的强度性质发生急剧下降,在路基 自重及行车荷载 的作用下 ,路基会产生较大的沉降 ,这种沉降即为融沉现象 。与冻胀灾害相 比,融沉灾害对道路工程所产生的危害更为严重 ,青藏铁路 中 85%的路基病害是融沉造成的,同时高路堤公路中还存在着严重的阴阳坡受热不均所导致的不均匀沉降问题。青藏铁路的部分路段即由于两侧阴阳坡受 Et照辐射不同,造成地温场的不对称 ,从而导致路基沉降变形的不对称 ,出现了大量纵向裂缝。这种不均匀沉降所导致 的纵向裂缝现象在很多旧道路扩建工程也频繁出现。虽然土工格栅在季节性冻土地区尚未有足够的工程应用依据 ,但在旧路改造工程中土工格栅已有很多成功的工程实例可查 ,如新疆克拉玛依 一榆树沟旧路改建工程 ,沈大高速公路改扩建工程等 ,在工程竣工三到五年后 ,尚未发现纵向裂缝的产生 。由此可见 ,土工格栅对季节性冻土地区融沉灾害所导致的纵向裂缝也应有很好的防治效果 。

综上所述 ,无论在冻胀灾害 、融沉灾害 ,还是翻浆灾害方面 ,选用土工格栅对冻土地区路基灾害进行加筋处理存在一定的理论依据和工程可操作性。

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