一种适用于富水低洼多年冻土区的填方路基施工方法与流程

本发明属于路基施工技术领域，具体涉及一种富水低洼多年冻土区的填方路基施工方法。

背景技术：

多年冻土指冻结状态持续两年或两年以上的土(岩)。冻土中由于冰及未冻水的存在，其性质极其复杂且对温度极为敏感。随着季节的更替，土体经过反复的冻融循环，强度将大大降低，对公路工程的建设和运营造成不利影响。我国多年冻土面积约占国土面积的22％，多年冻土路基病害主要是由于多年冻土退化而引起路基冻胀、融沉、翻浆，以及冻融过程引起的路面开裂等问题。富水低洼多年冻土区，天然地基表层为富水淤泥质土，形成季节性融化层软基，地基承载力低，下部为岛状多年冻土，厚度分布不均，极易因丰富的地表水及地下水的作用而引起多年冻土退化，从而造成填方路基融沉、冻胀等病害。

针对以上问题，本发明提出了一种适用于富水低洼多年冻土区的填方路基施工方法，提高地基承载力，有效控制地表水及地下水对多年冻土的影响，采取措施保护多年冻土。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于富水低洼多年冻土区的填方路基施工方法。富水低洼多年冻土区，表层为富水软基，下层为多年冻土。利用冲击碾压片石层挤淤换填，提高地基承载力，同时阻断地下水通过毛细水作用上升到路基土体，保证路基干燥。下伏多年冻土厚度较大，采取保护原则，填筑片石降温层，冬季利用片石间良好空隙形成空气自然对流，可主动降低多年冻土温度，减小多年冻土退化；铺设两布一膜不透水层，阻止路基体内水分下渗到多年冻土区。铺设渗水土工布及砂砾铺砌层具有较强的排水性，作为路基内的排水通道，有效排出路基填土内部的水分。路基坡脚保温护道防止坡脚的冻胀病害并阻断坡脚地表水渗入到路基土体内。

一种适用于富水低洼多年冻土区填方路基施工方法，包括以下步骤：

步骤一：冲压片石挤淤换填施工1；

步骤二：填筑片石层2；

步骤三：铺设两布一膜3；

步骤四：铺砌50cm厚砂砾层4；

步骤五：路基边坡坡脚保温护道施工5

步骤六：铺设反滤土工布6；

步骤七：铺设50cm砂砾7；

步骤八：铺设30cm砂砾8；

步骤九：填筑密实、透水性良好的路堤填土9；

步骤一、冲击片石挤淤换填施工1步骤：

(1)、填前清表：清除树根，割去杂草，清除表层腐殖土；

(2)、路基所处富水低洼地区，软弱地基较多，填筑时按水平分层先低后高的原则，用大功率推土机将石料向前推平，有利于石料间的初步密实。

(3)、先铺筑较大粒径石料，大面朝下，小面向上，分开摆平放稳，再用小石块找平，每层表面嵌隙用碎石土和石屑填筑，随时检查填料的均匀性，确保内部密实没有空洞。

(4)、强填段石料填筑厚度不超过40cm，压路机压入地面以下并碾压夯实。

(5)、碾压时由两侧向中间，再由中间向两边，超高段由较低一侧开始，然后逐渐向较高一侧碾压，压实路线纵向平行，碾压速度先快后慢，碾压速度控制在2.0-4.0km/h，频率在30hz，第一遍和最后一遍为静压，其余为强振动碾压，做到无漏压、无死角。

步骤二、填筑片石层2施工步骤：

(1)材料要求：片块石应采用坚硬或较坚硬岩石，粒径宜控制在10-25cm范围内，石料强度不低于30mpa。

(2)片石铺设在路基地面线以上。

(3)填筑厚度0.5m，片块石表层选用合适粒径小块石在填石全宽范围内进行找平，边坡码砌采用硬质片块石。片块石间严禁用小石块填塞，保证通风空隙。

(4)采用冲击式压路机，碾压遍数不少于6遍，碾压的纵向行与行之间重叠不少于0.5m，前后相邻区段重叠不少于2.0m。

步骤三、铺设两布一膜3施工步骤：

在片石层上铺设两布一膜，幅宽不小于5m，一次铺设两布一膜不宜过长，避免长时间暴晒和暴露，使材性劣化。单位面积质量不小于500g/㎡，断裂强度≥15kn/m,断裂伸长率＜50％，撕裂强度≥0.6kn，cbr顶破强度≥2.75kn/m，垂直渗透系数≤1×10^-12cm/s。

步骤四、铺砌50cm厚砂砾层4，分层碾压填筑。

步骤五、路基边坡坡脚保温护道施工5

采用碎石土作填料，宽4m，高1m，坡率1：1.5，表层培当地草皮或塔头草，厚度不小于30cm，填土压实度不应小于93％。

步骤六、铺设反滤土工布6，单位面积质量为400g/㎡，断裂强度≥10kn/m,断裂伸长率＜50％，撕裂强度≥0.25kn，cbr顶破强度≥2.75kn/m，垂直渗透系数≥1×10^-2cm/s

步骤七、铺设50cm砂砾垫层7，分层碾压密实。

步骤八、铺设30cm砂砾垫层8，分层碾压密实。

步骤九，填筑透水性路堤填料9，选用材料为碎石土或卵砾石等透水性或非冻胀性填料，含泥量≤15％，含水量不超过最佳含水量+2％，每填筑到3-4层，用16t冲击式压路机进行补压。

与现有技术相比较，本发明专利具有如下技术效果。：

(1)利用片石1冲压至地表以下换填富水天然地表淤泥质土，提高地基承载力，同时阻断地下水通过毛细水作用上升到路基土体，保证路基干燥。

(2)填筑片石层2，对路基下伏多年冻土10实施主动降温。冬季片石层中空气形成自然对流，使外界冷量向地基传输而降低多年冻土温度，减小多年冻土退化。

(3)铺设两布一膜3，阻止路基体内水分下渗到多年冻土区而加速多年冻土退化。

(4)路基坡脚保温护道5施工，防止坡脚的冻胀病害并阻断坡脚地表水渗入到路基土体内。

(5)渗水土工布6及砂砾铺砌层具有较强的排水性，作为路基内的排水通道，有效排出路基填土内部的水分。

附图说明

图1是本发明结构图。

图中标记：1-填筑片(块)石冲击碾压入地面以下，2-填筑片石，3-铺设两布一膜，4-第一砂砾层，5-护道保温层，6-反滤土工布，7-第二砂砾层，8-第三砂砾层，9-路基填料层

具体实施方式

一种适用于富水低洼多年冻土地区路基施工方法，具体实施步骤如下：

步骤一：冲压片石挤淤换填施工1

(1)、填前清表:清除树根，割去杂草，清除表层腐殖土

(2)、路基所处富水低洼地区，软弱地基较多，填筑时按水平分层先低后高的原则，用大功率推土机将石料向前推平，有利于石料间的初步密实。

(3)、先铺筑较大粒径石料，大面朝下，小面向上，分开摆平放稳，再用小石块找平，每层表面嵌隙用碎石土和石屑填筑，随时检查填料的均匀性，确保内部密实没有空洞。

(4)、强填段石料填筑厚度不超过40cm，压路机压入地面以下并碾压夯实。

(5)、碾压时由两侧向中间，再由中间向两边，超高段由较低一侧开始，然后逐渐向较高一侧碾压，压实路线纵向平行，碾压速度先快后慢，碾压速度控制在2.0-4.0km/h，频率在30hz，第一遍和最后一遍为静压，其余为强振动碾压，做到无漏压、无死角。

步骤二：填筑片石2

(1)材料要求：片石应采用坚硬或较坚硬岩石，粒径宜控制在10-25cm范围内，石料强度不低于30mpa。

(2)片石铺设在路基地面线以上。

(3)填筑厚度0.5m，片石表层选用合适粒径小块石在填石全宽范围内进行找平，边坡码砌采用硬质片块石。片块石间严禁用小石块填塞，保证通风空隙。

(4)采用冲击式压路机，碾压遍数不少于6遍，碾压的纵向行与行之间重叠不少于0.5m，前后相邻区段重叠不少于2.0m。

步骤三：铺设两布一膜3

在片石层上铺设两布一膜，幅宽不小于5m，一次铺设两布一膜不宜过长，避免长时间暴晒和暴露，使材性劣化。基本指标要求：垂直渗透系数不大于1*10-11cm/s，断裂强度不小于20kn/m、cbr顶破强度不小于2.5kn，膜厚不小于0.35mm，最大伸长率小于30％。

步骤四：铺砌50cm厚砂砾层4，分层碾压填筑。

步骤五：路基边坡坡脚保温护道施工5

采用碎石土作填料，宽4m，高1m，坡率1：1.5，表层培当地草皮或塔头草，厚度不小于30cm，填土压实度不应小于93％。

步骤六：铺设反滤土工布6，单位面积质量为400g/㎡，断裂强度≥10kn/m,断裂伸长率＜50％，撕裂强度≥0.25kn，cbr顶破强度≥2.75kn/m，垂直渗透系数≥1×10^-2cm/s

步骤七：铺设50cm砂砾垫层7，分层碾压密实。

步骤八：铺设30cm砂砾垫层8，分层碾压密实。

步骤九，填筑透水性路堤填料9，选用材料为碎石土或卵砾石等透水性或非冻胀性填料，含泥量≤15％，含水量不超过最佳含水量+2％，每填筑到3-4层，用16t冲击式压路机进行补压。

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