高纬度高温冻土区公路筏板-桩复合地基及修筑方法技术

高纬度高温冻土区公路路基筏板‑桩复合地基及修筑方法。目前CFG桩在施工过程中其产生水化热将对桩周冻土产生较大影响，冻土融化后其侧向约束明显降低，对CFG桩承载能力产生明显影响。本发明专利技术组成包括：地基，所述的地基有一组预制桩（8），相邻两个所述的预制桩之间有桩间土（7），所述预制桩下部依次穿过腐殖土（3）、泥炭土（4）、高温冻土层（5）位于所述的桩基持力层（6）上，所述的预制桩顶部深入筏板（1）内，所述的筏板下设置有XPS保温板（2），所述XPS保温板下设褥垫层（12）。本发明专利技术应用于高纬度高温冻土区公路路基筏板‑桩复合地基及修筑方法。

Highway raft foundation composite foundation and construction method in high latitude and high temperature frozen soil area

Composite foundation and construction method for highway subgrade raft foundation in high latitude and high temperature permafrost regions. At present, during the construction of CFG pile, the hydration heat will have a great influence on the permafrost of pile, and the lateral constraint of the frozen soil is obviously reduced after the melting of the frozen soil, which has an obvious influence on the bearing capacity of the CFG pile. The invention comprises a foundation with a set of prefabricated piles (8), between two adjacent precast piles with an inter pile soil (7), and the lower part of the prefabricated pile is in succession through humus soil (3), peat soil (4), and high temperature frozen soil layer (5) located on the pile foundation holding layer (6), and the top of the prefabricated pile is deep. A XPS insulation board (2) is arranged under the raft board in the raft plate (1), and a mattress cushion (12) is arranged under the XPS insulation board. The invention is applied to highway subgrade raft foundation and composite foundation and construction method in high latitude and high temperature permafrost regions.

【技术实现步骤摘要】
高纬度高温冻土区公路筏板-桩复合地基及修筑方法
：本专利技术涉及一种高纬度高温冻土区公路路基筏板-桩复合地基及修筑方法，属于公路路基修筑领域。
技术介绍
：我国多年冻土主要分布在青藏高原地区和黑龙江省小兴安岭地区。在多年冻土地区修筑公路一直是工程技术人员面临的一个难题，但是随着科技的发展，科研人员及工程技术人员加深了对多年冻土的认识和了解，因此也研究出了多年冻土地区修建公路的新方法新技术。如今国内外在多年冻土区修筑公路主要采用的工程措施有修筑特殊形式的路基，如热棒路基、通风管路基等，还有就是采取复合地基的形式来加强地基，如碎石桩复合地基、CFG桩复合地基及CFG桩—筏复合地基等。然而目前采用CFG桩对冻土地基进行加固，于东北高纬高寒地区岛状冻土具有地温高、厚度小，且冻土自身热稳定性差，这就使得工程活动对其的扰动更加敏感。而CFG桩在施工过程中其产生水化热将对桩周冻土产生较大影响，冻土融化后其侧向约束明显降低，对CFG桩承载能力产生明显影响。
技术实现思路
：本专利技术的目的是克服现有CFG桩对冻土地基进行加固冻土融化后其侧向约束明显降低，对CFG桩承载能力产生明显影响的问题，提供一种保证路基质量，确保了冻土地区路基修筑质量和强度的上述的目的通过以下的技术方案实现：一种高纬度高温冻土区公路路基筏板-桩复合地基，其组成包括：地基，所述的地基有一组预制桩，相邻两个所述的预制桩之间有桩间土，所述的预制桩下部依次穿过腐殖土、泥炭土、高温冻土层位于桩基持力层上，所述的预制桩顶部深入筏板内，所述的筏板下设置有XPS保温板，所述XPS保温板下设褥垫层。所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，所述的筏板上依次有路堤、土路肩和路面结构层。所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，所述的预制桩为预应力空心管桩或预应力实心方桩。所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，所述的筏板为内设双层玻璃纤维复合筋网或双层热扎带肋钢筋网上现浇抗冻混凝土而形成的整体结构。所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，所述的筏板的施工宽度大于所述的预制桩的布置宽度。一种高纬度高温冻土区公路路基筏板-桩复合地基的修筑方法，该方法包括如下步骤：（1）场地找平；对筏板-桩复合地基修筑范围内进行场地平整，清除地表杂草、树叶、树根等，不破坏岛状多年冻土地表覆盖层，避免对多年冻土热扰动而造成融化；（2）铺筑砂砾垫层；采用顶推施工方法铺筑天然砂砾找平层，同时也作为筏板褥垫层，以便于钻孔、预制桩沉入以及筏板的施工，提供作业平台；（3）空心管桩预制；由于预应力管桩生产工艺（离心方法）的原因，管桩非实心而是空心，易积水发生冻胀对桩身混凝土耐久性造成影响，故将预制桩底进行封堵。预制管桩应提前进行预制，确保预制管桩混凝土养生期，桩长需根据冻土路段地质详勘报告来确定，超过6米应分节预制，沉入时进行拼接；（4）长螺旋钻孔及预制桩沉入；用长螺旋钻机进行干法成孔，钻机采用与桩径匹配的破岩钻头，钻孔至设计桩底高程（即桩基持力层），预制桩采用预应力空心管桩或实心方桩，按设计间距梅花形或正方形进行布设，施工宽度即为路基设计宽度，预制桩沉入施工时，桩顶标高要高于设计高程30厘米左右，预制桩上部深入筏板内，其余部分破除混凝土将预制桩主钢筋掰向外侧，呈倒伞形深入筏板内，桩长超过6米时，沉入时进行拼接，确保连接牢固，当桩底沉入至持力层后，利用大型挖掘机铲斗或振拔机锤击数次，使得桩底落实，不得脱空；（5）破碎桩头；采用风镐破碎桩头，将桩身钢筋裸露出来并弯向外侧，呈倒伞形深入筏板中；（6）筏板钢筋绑扎及模板支立；筏板采用双层玻璃纤维复合筋网或双层热扎带肋钢筋网，网眼尺寸按设计间距布设，支立模板；（7）筏板砼浇筑及养生；筏板采用现浇抗冻混凝土，分块施工，施工宽度为预制桩施工宽度+向两侧外延伸宽度，浇筑完成后立即覆盖养生，待筏板混凝土达到设计强度后进行路基填筑。有益效果：1.本专利技术是主要是提供一种高纬度高温冻土区公路路基筏板-桩复合地基施工工艺，本专利技术在京漠公路建设中探索出整套适用于高纬度高温冻土区公路路基施工方法，高标准的施工方法、抗冻混凝土筏板基础、高强度的玻璃纤维复合筋、高强度的预应力管桩或方桩，高性能的XPS保温板、以及合理的预制桩布局，解决了高纬度高温冻土区公路路基修筑困难，难以保证路基质量问题，确保了冻土地区路基修筑质量和强度，保证了公路整体质量和安全性。本专利技术选用了高强度的玻璃纤维复合筋，它是由纤维材料与基体材料按一定比例混合后形成的高性能型材料，具有耐腐蚀、绝缘、隔热及透电磁波、极限抗拉强度大、抗疲劳性能高、增加吸附力、耐热、可承受比金属和传统玻璃纤维更好的温度和强度。如此制造公路筏板具有质量轻、结构强、整体性好、在筏板中加入玻璃纤维复合筋，大大增强了筏板的整体强度，提高筏板的抗弯性能。降低筏板厚度，节约了施工成本。减轻筏板厚度从而减轻筏板下部方桩所承受来自上部荷载的压力，3.本专利技术选用了高性能的XPS保温板，它是挤塑式聚苯乙烯隔热保温板，是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚合物，通过加热混合同时注入催化剂，然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板，具有极低的吸水性、低热导系数、高抗压性、抗老化性。在筏板上下两部分增加XPS保温板可以有效的隔绝来自外界的温度传导，大大降低了因为外界温差变化对方桩桩间冻土的影响，大大提高了整体结构的稳定性。本专利技术选用长螺旋钻机进行干法成孔，钻机采用与桩径匹配的破岩钻头，钻孔至设计桩底高程（即桩基持力层），预制桩采用预应力空心管桩或实心方桩，按设计间距梅花形或正方形进行布设，施工宽度即为路基设计宽度，预制桩沉入施工时，桩顶标高要高于设计高程30厘米左右，预制桩上部深入筏板内，其余部分破除混凝土将预制桩主钢筋掰向外侧，呈倒伞形深入筏板内，桩长超过6米时，沉入时进行拼接，确保连接牢固，当桩底沉入至持力层后，利用大型挖掘机铲斗或振拔机锤击数次，使得桩底落实，不得脱空；通过不破坏原地面的情况下采用打桩的方式来增加地基承载力，根据实际地质情况合理的调整桩间距，从而提高整体结构的承载力。这种方式与传统的修筑方法大大降低了施工成本，提高了整体质量。本专利技术原材料主要包括抗冻混凝土、天然砂砾、预制桩、玻璃纤维复合筋、XPS保温板等材料，以上材料直接影响整个地基的强度、质量及工程经济性，本专利技术制定了严格的材料进场检查把关制度，确保原材料的质量。附图说明：附图1是本专利技术的结构示意图；附图2是预制桩的布置图之一；附图3是预制桩的布置图之二；图中：1、筏板；2、XPS保温板；3、腐殖土层；4、泥炭土层；5、高温冻土层；6、桩基持力层；7、桩间土；8、预制桩；9、路堤；10、土路肩；11、路面结构层；12、褥垫层；13、反压护坡道。具体实施方式：实施例1：一种高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，其组成包括：地基，所述的地基有一组预制桩8，相邻两个所述的预制桩之间有桩间土7，所述预制桩下部依次穿过腐殖土3、泥炭土4、高温冻土层5位于所述的桩基持力层6上，所述的预制桩顶部深入筏板1内，所述的筏板下设置有XPS保温板2，所述XPS保温板下设褥垫层12。实施例2：根据实施例1所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，所述的筏板上依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纬度高温冻土区公路路基筏板‑桩复合地基，其组成包括：地基，其特征是：所述的地基有一组预制桩，相邻两个所述的预制桩之间有桩间土，所述的预制桩下部依次穿过腐殖土、泥炭土、高温冻土层位于桩基持力层上，所述的预制桩顶部深入筏板内，所述的筏板下设置有XPS保温板，所述XPS保温板下设褥垫层。

【技术特征摘要】
1.一种高纬度高温冻土区公路路基筏板-桩复合地基，其组成包括：地基，其特征是：所述的地基有一组预制桩，相邻两个所述的预制桩之间有桩间土，所述的预制桩下部依次穿过腐殖土、泥炭土、高温冻土层位于桩基持力层上，所述的预制桩顶部深入筏板内，所述的筏板下设置有XPS保温板，所述XPS保温板下设褥垫层。2.根据权利要求1所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，其特征是：所述的筏板上依次有路堤、土路肩和路面结构层。3.根据权利要求1所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，其特征是：所述的预制桩为预应力空心管桩或预应力实心方桩。4.根据权利要求1所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，其特征是：所述的筏板为内设双层玻璃纤维复合筋网或双层热扎带肋钢筋网上现浇抗冻混凝土而形成的整体结构。5.根据权利要求1或4所述的高纬度高温冻土地区公路路基筏板-桩复合地基，其特征是：所述的筏板的施工宽度大于所述的预制桩的布置宽度。6.一种权利要求1-5所述的高纬度高温冻土区公路路基筏板-桩复合地基的修筑方法，其特征是：该方法包括如下步骤：（1）场地找平；对筏板-桩复合地基修筑范围内进行场地平整，清除地表杂草、树叶、树根等，不破坏岛状多年冻土地表覆盖层，避免对多年冻土热扰动而造成融化；（2）铺筑砂砾垫层；采用顶推施工方法铺筑天然砂砾找平层，同时也作为筏板褥垫层...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梓丰，陈立波，李洪林，陈殿文，侯宝于，崔会林，宋喜文，赵明峰，刘迎平，孙吉成，张玉晶，朱洪志，孙志国，安国峰，邢国军，
申请(专利权)人：龙建路桥股份有限公司，黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23