处理公路冻土地基的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理公路冻土地基的方法，包括如下步骤：在预处理的冻土地基上钻若干个孔；选定部分钻孔，布置温度探头；在部分钻孔内插入双层热水循环管，通入热水，待冻土地基融化后，取出双层热水循环管；采用钻机，钻进并喷送压缩空气；停止喷送压缩空气，喷送具有预设温度的水泥，待喷送一定量后，改喷压缩空气；复搅预定的次数，铺设碎石和土工布。实施本发明专利技术，粉喷桩与周围土体形成复合地基，不需预压即可获得较高的复合地基承载力及复合变形能力，其自身性质界于刚性与柔性桩之间。处理深度可达10～15m，施工工艺简单，振动小，噪声低，无污染，可操作性强，可明显加强多年冻土地基的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及改良地基或土壤的方法，尤其是一种冻土地基的处理方法。
技术介绍
冻土由于其低温、易变、温度敏感等的特殊工程地质性质，修建其上的道路容易产生路基下沉、路面开裂、凹陷、冻胀翻浆等病害，严重影响着多年冻土区道路的稳定性和安全通行。 现有的方法包括设置隔热层、热棒或遮阳板:在路基的底部或路基表面以下某一深度铺设隔热层用来增加路堤热阻，减小路基的融化深度，调节路基人为上限的埋深和形态，这种路基称作隔热层路基。在暖季，路基外气温比路基内部及其基底下面的闻，隔热材料可以很好的防止热量从路基外流入路基内，防止冻土地基升温。但当进入冷季时，地温高于气温，多年冻土向大气散热以恢复多年冻土的热平衡，而路基中的保温材料仍保持着热阻效应，即阻止路基下伏多年冻土向大气的散热，在此期间保温材料起着不利于保护多年冻土的作用。因此，保温处理措施不可能改变因修筑路基而引起的地一气热交换的发展趋势。 碎、片石路基是利用一定级配的碎、片石因孔隙中的空气是否发生对流而具有可变的导热系数的特性来实现路基内部的降温。碎、片石路基为多孔介质结构，当气流流过碎石表面时，由于气体与碎、片石表面存在温度差而在二者之间产生热量交换，其在暖季具有热屏蔽作用，在冷季具有对流降温作用。但是该种路基对石料需求较大、要求较高。碎、片石的风化、孔隙堵塞都会影响对流的效果和路基稳定性。最佳孔径问题也是控制的难点。 热棒是一种利用液气转换对流和循环来实现热量传输的系统。热棒单向传热，反向不传热。在温暖季节，热棒会停止工作，其使用效果受到众多因素的影响，特别是冻结期长短问题，若冻结期短，融化期长，冻结核尚未在下一个冬季来临之前就全部融化，那么就失去了热棒的应用价值。热棒路基的造价较高，且部分采用热棒路基的地段往往产生在热棒周围一定范围内会产生一定的沉降，其主要机理值得进一步研究。 遮阳板能够阻止太阳对路基阳面边坡的直接辐射，明显减少了路基吸收的辐射热，显著降低了路基的温度，同时减少或阻隔带有融化潜热的雨水下渗路基，切断路基边坡的雨水补给。但遮阳板面板易变形、损坏，多年冻土地区温差大，遮阳板材料热胀冷缩量大，遮阳板在使用中因内应力导致结构变形、损坏，不利于工程措施持久使用。 据上所述，与被动降温措施相比，现有的主动降温措施能更好的保持冻土路基的稳定性。但这些措施的核心还是保护“多年冻土地基、尽量不扰动或少扰动冻土地基”。并且每一种措施在实际应用当中都有其针对性和局限性，冻土地基的相关问题没有得到彻底解决。
技术实现思路
专利技术目的:提供一种，以解决现有技术存在的上述问题。 技术方案:一种，包括如下步骤:步骤1、在预处理的冻土地基上钻若干个孔；步骤2、选定部分钻孔，布置温度探头；步骤3、在部分钻孔内插入双层热水循环管，通入热水，待冻土地基融化后，取出双层热水循环管；步骤4、采用钻机，钻进并喷送压缩空气；步骤5、停止喷送压缩空气，喷送具有预设温度的水泥，待喷送一定量后，改喷压缩空气；步骤6、复搅预定的次数，铺设碎石和土工布。 在进一步的实施例中，包括如下步骤:51、在预处理的冻土地基处，根据路基施工规范要求，采用烘干法测定该区域冻土的含水率；52、使用风动潜孔钻机进行钻孔，孔径约6?7cm，孔的位置按梅花形布置，孔的中心位于将要施工的粉喷桩中心，间距不超过2m ；53、在该冻土处选定温度探测孔，探测孔的中线距S2中所钻孔的中线距离为25?30cm，观测孔由地表以下0.3?0.7m起沿深度每隔0.5?0.6 m布置温度探头，探头深度大于桩长；54、在钻好的多个孔内插入双层热水循环管，管内用70?80°C的热水循环；55、待预处治的冻土地基融化后，即探测孔所有温度探头检测到的温度大于0°C，取出双层热水循环管；56、定位粉喷桩钻机,对正桩位,调平机身。启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机。开启粉喷钻机，开始钻进，同时喷送高压气，钻至设计标高后停钻；57、关闭送气闸门，喷送来自特制的具有保温功能的灰罐中的水泥；确认水泥到桩底时，反向提升钻头，边提升边喷送水泥；当钻头提升至距地面约50cm时，关闭粉体发送器，改喷压缩空气至地面；58、第一次停粉后，立即换挡下沉，进行复搅直至完成设计复搅遍数。当搅拌钻头完成最后一遍复搅提升至桩顶时原地搅拌I?2min ;搅拌完成后在桩顶铺设级配碎石，碎石层中铺设土工布。 [0011 ] 上述方法还包括制作粉喷桩桩材料的方法，具体为:K1、采用早强型水泥，以重量百分比计，包括:抗压强度等级为42.5MPa的硫铝酸盐水泥，83?86% ;普通硅酸盐水泥，0.7?1.2% ;天然硬石膏，9.0?9.8% ;天然二水石膏，2.2?2.7% ;生石灰，0.7?1% ;防冻剂一亚硝酸钠，1.5?2.5% ;水泥用量不少于成桩土重的 15% ；K2、将所用原料进行粉磨，控制粉磨后物料比表面积为400 ±30 m2 / kg ;K3、水灰比不大于0.4 ;K4、在搅拌完成后的粉喷桩顶铺设一层聚氯乙烯薄膜保湿，再覆盖棉毡和草袋保温。 进一步地，在步骤S7中，若冻土含水量低于30%，从喷粉管同时注入水或采用浆喷。在步骤K3中，当冻土含水率小于30%时采用浆喷。在步骤S8中，若冻土含水量大于70%，需增加粉体掺入量和复搅遍数。所述灰罐包括: 罐体、内部中空，底部呈漏斗状且设置有灰罐进气口和灰罐出料口，顶部密封并设置有连通罐体内外的灰罐出气口和灰罐进灰口 ；加热气管,沿灰罐外壁，自下向上缠绕于灰罐上，加热进气口位于下方，加热出气口位于上方。所述加热气管的截面为半圆形，管径60?80mm,壁厚10?15mm,管距400?600mm,外侧米用保温材料封闭。 有益效果:实施本专利技术，粉喷桩与周围土体形成复合地基，不需预压即可获得较高的复合地基承载力及复合变形能力，其自身性质界于刚性与柔性桩之间。处理深度可达10?15m，施工工艺简单，振动小，噪声低，无污染，可操作性强，可明显加强多年冻土地基的稳定性。 【附图说明】 图1a是本专利技术的粉喷桩平面布置示意图；图中，I为温度探测孔。 图1b是图1a中A处放大图。 图1c是图1a中温度探测孔所在处横断面示意图，图中，2为温探测器。 图2是本专利技术的具有保温功能的水泥灰罐的结构示意图；图中，101-灰罐出气口 ；102-灰罐进灰口 ；103_加热气管；104-加热进气口 ；105_灰罐进气口 ；106_灰罐出料口 ；107-加热出气口。 图3是本专利技术实施示意图。图中，201-多年冻土地基；202-粉喷桩；203-级配碎石；204_ 土工布。 【具体实施方式】 如图1a至图3所示，本专利技术的实施过程如下:如图1a和图1b所示，在欲用粉喷桩处治的冻土地基处，首先按照路基施工规范的要求，采用烘干法测定此区域冻土的含水率。测定完成后，定位风动潜孔钻机，启动钻机进行钻孔，孔径70_，温度探测孔I的位置按梅花形布置，孔的中心位于将要施工的粉喷桩中心(粉喷桩直径为50cm)，间距不超过2m。在该冻土处选定温度探测孔，探测孔中心距上一步钻机所钻孔中心的距离为25cm。 如图1c所示，观测孔由地表以下0.5 m起沿深度每隔0.5 m布置温度探头，探头深度略大于桩长。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理公路冻土地基的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在预处理的冻土地基上钻若干个孔；步骤2、选定部分钻孔，布置温度探头；步骤3、在部分钻孔内插入双层热水循环管，通入热水，待冻土地基融化后，取出双层热水循环管；步骤4、采用钻机，钻进并喷送压缩空气；步骤5、停止喷送压缩空气，喷送具有预设温度的水泥，待喷送一定量后，改喷压缩空气；步骤6、复搅预定的次数，铺设碎石和土工布。

【技术特征摘要】
1.一种处理公路冻土地基的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、在预处理的冻土地基上钻若干个孔； 步骤2、选定部分钻孔，布置温度探头； 步骤3、在部分钻孔内插入双层热水循环管，通入热水，待冻土地基融化后，取出双层热水循环管； 步骤4、采用钻机，钻进并喷送压缩空气； 步骤5、停止喷送压缩空气，喷送具有预设温度的水泥，待喷送一定量后，改喷压缩空气； 步骤6、复搅预定的次数，铺设碎石和土工布。2.如权利要求1所述的处理公路冻土地基的方法，其特征在于，进一步为: 51、在预处理的冻土地基处，根据路基施工规范要求，采用烘干法测定该区域冻土的含水率； 52、使用风动潜孔钻机进行钻孔，孔径约6?7cm，孔的位置按梅花形布置，孔的中心位于将要施工的粉喷桩中心，间距不超过2m ； 53、在该冻土处选定温度探测孔，S2中所钻孔的中线距离为25?30cm，观测孔由地表以下0.3?0.7m起沿深度每隔0.5?0.6 m布置温度探头，探头深度大于桩长； 54、在钻好的多个孔内插入双层热水循环管，管内用70?80°C的热水循环； 55、待预处治的冻土地基融化后，即探测孔所有温度探头检测到的温度大于0°C，取出双层热水循环管； 56、定位粉喷桩钻机，对正桩位，调平机身； 启动钻机下钻，待搅拌钻头接近地面时，启动空压机； 开启粉喷钻机，开始钻进，同时喷送闻压气，钻至设计标闻后停钻； 57、关闭送气闸门，喷送来自特制的具有保温功能的灰罐中的水泥；确认水泥到桩底时，反向提升钻头，边提升边喷送水泥；当钻头提升至距地面约50cm时，关闭粉体发送器，改喷压缩空气至地面； 58、第一次停粉后，立即换挡下沉，进行复搅直至完成设计复搅遍数； 当搅拌钻头完成最后一遍复搅提升至桩顶时原地搅拌1?2min ;搅拌完成后在桩顶铺设...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖公云，王乐宇，黄晓明，汪双杰，王声乐，陈建兵，马涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32