[发明专利]生石灰砂石桩促融加固多年冻土地基的方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种利用生石灰的特性在冻土地基中进行公路路基建设的施工方法。

背景技术：

长期以来，国内外关于多年冻土路基稳定和病害治理的研究一直在持续，通过广大专家、学者的努力取得了丰硕的成果，理论技术水平有了很大提高，在实践和生产应用方面也积累了丰富的经验。通过对我省的多年冻土勘察和一些相关课题的试验研究，了解到保护路基下的岛状多年冻土是非常困难的，而多年冻土地基的融沉和稳定又需要很长的时间，若对多年冻土不进行处理，在公路的运营过程中势必会产生病害或潜在一定的不稳定因素，因此，探求有效防治冻土病害并且经济合理的多年冻土地基处理方案是十分必要的。

发明内容：

本发明目的是提供一种利用生石灰的特性在冻土地基上进行公路建设和加固的施工方法。结合黑龙江省多年冻土特征及其病害机理，参考软基处理方案的加固机理和适用范围，借鉴石灰桩、灰土挤密桩、砂石桩、碎石挤密桩、夯实水泥土桩、CFG桩、柱锤冲扩桩及浅层换填毛石等常用的地基处理方案，针对不同多年冻土路段地基进行加固处理。

本发明的目的是这样实现的：

一种生石灰砂石桩促融加固多年冻土地基的方法，其组成包括：前期准备，采用回转或冲击在多年冻土中钻进成孔，向孔内夯填搅拌均匀的生石灰和碎石成桩，生石灰与砂石的体积配合比范围在1：4~1：1之间。根据土质及地下水情况选用成孔方式，根据多年冻土的类型选择合理的配合比。

所述的生石灰砂石桩促融加固多年冻土地基的方法，所述的向孔内夯填搅拌均匀的生石灰和砂石成桩，首先，对于融化层及软粘性土冻结层，冲击成孔时对桩孔周围土层产生很大的横向挤压力，桩土挤向周围的土层，使桩体周围的土层孔隙比减小、密实度增大；其次，在夯锤夯击填入孔中的桩体材料时，夯击能量通过砂石向孔底及四周传递，将孔底及桩周围的土挤密，并有一些砂石挤入四周的冻土中，形成桩的同时，桩周也形成一个与砂石胶结的挤密带，增大了桩径；最后，是最有利于消除多年冻土融沉的吸水挤密和膨胀挤密作用，对多年冻土地基的加固作用关键在于生石灰吸水放热能使冻土在短期内全部融化，而冻土只有融化后才能在自重应力和附加应力的作用下完成固结和沉降，从而使地基满足承载力和变形的要求。

所述的生石灰砂石桩促融加固多年冻土地基的方法，为使桩间多年冻土短期时间内全部融化，并且均匀挤密，桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离宜为桩孔直径的3~5倍；桩的直径宜为300~600mm；生石灰砂石挤密桩处理地基的面积，应大于构筑物或路基的底面积；采用局部处理时，对弱融沉及部分融沉冻土地基，超出基础底面的宽度每边不应小于0.5m；对强融沉及部分融沉冻土地基，每边不应小于1.0m；当采用整片处理时，超出基础底面外缘的宽度，每边不小于2m。

所述的生石灰砂石桩促融加固多年冻土地基的方法，所述的成桩处理之后，对施工地段应及时铺设砂石垫层并压实，处理后的路段应尽早填筑路基。及时铺设砂石垫层和填筑路基，不仅能保证桩头和桩身强度，还使冻土地基上较长时间具有一定荷载，有利于地基沉降变形的尽快完成，并能防止桩体膨胀引起向上胀拔，避免削弱桩的横向挤密作用。生石灰砂石桩施工宜从路基两侧向中间进行，以使路基下冻土从两侧向中间融化，有利于冻土融化后水能向两侧排出，并在弥补由于路基两侧基底压力小于路中而引起的沉降速度不均。

所述的生石灰砂石桩促融加固多年冻土地基的方法，所述的前期准备：首先清理平整施工场地，铺设砂垫层并进行碾压，布置桩位；有地表水时，砂垫层应高于地表水位；桩孔填料前应清除孔内积水及残渣并及时进行填料；用标准料斗或运料车将拌和好的填料分层填入桩孔夯实，；当采用套管成孔时，边分层填料夯实，边将套管拔出；每个桩孔应夯填至地面下10~30m，其上部桩孔宜用上部垫层材料夯封。

有益效果：

1．本发明采用石灰桩、砂石桩和碎石挤密桩进行组合，采用冲击或回转钻进成孔、夯实成桩的生石灰砂石桩，对退化严重的岛状多年冻土和温度高于-1.0℃的衔接冻土进行促融加固处理是有效的。