用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件制造技术

用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件。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。本实用新型专利技术组成包括：两层砂砾层（1），所述的砂砾层下部设置有一组生石灰碎石桩组（2），所述的生石灰碎石桩组是由三个呈等边三角形布置的生石灰碎石桩（3）组成，相邻两个所述的生石灰碎石桩之间的中心距为所述的生石灰碎石桩直径的3‑5倍。本实用新型专利技术用于多年冻土地基的促融加固。

Quicklime gravel pile component for thawing reinforcement of permafrost foundation

【技术实现步骤摘要】
用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件
：本技术涉及一种冻土施工结构，具体涉及一种用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件。
技术介绍
：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。
技术实现思路
：本技术的目的是提供一种用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件。上述的目的通过以下的技术方案实现：一种用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件，其组成包括：两层砂砾层，所述的砂砾层下部设置有一组生石灰碎石桩组，所述的生石灰碎石桩组是由三个呈等边三角形布置的生石灰碎石桩组成，相邻两个所述的生石灰碎石桩之间的中心距为所述的生石灰碎石桩直径的3-5倍。所述的用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件，所述的生石灰碎石桩的直径为30-60cm。有益效果：1.本技术生石灰碎石桩组是由三个呈等边三角形布置的生石灰碎石桩组成，相邻两个生石灰碎石桩之间的中心距为生石灰碎石桩直径的3-5倍，可使桩间多年冻土短期时间内全部融化，并且均匀挤密。本技术综合了石灰桩、碎石桩和碎石挤密桩进行组合，采用冲击或回转钻进成孔、夯实成桩的生石灰碎石桩，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。本技术的生石灰碎石桩属于低黏结强度半刚性桩，桩体具有一定强度，其无侧限抗压强度qu在500～1000Kpa之间，桩顶应力在0.4～0.9qu之间，它类似于刚性状的CFG桩，它具有较高的承载能力和很小的变形，该桩体是利用回转钻或冲击钻钻进成孔，在冲击成孔过程中对地基土产生较大的横向挤密作用；通过夯锤夯击填入孔中的生石灰和碎石，形成的密实的桩体，夯击能量通过桩体材料向桩孔四周传递，对桩周土产生一定的挤密作用；桩体形成后，生石灰的吸水放热反应、体积膨胀，使桩周土产生一定的排水固结，大幅度提高地基整体承载力和减少沉降量。附图说明：附图1是本技术的结构示意图；附图2是生石灰碎石桩的布置图；图中：1、砂砾层；2、生石灰碎石桩组；3、生石灰碎石桩。具体实施方式：实施例1：一种用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件，其组成包括：两层砂砾层1，所述的砂砾层下部设置有一组生石灰碎石桩组2，所述的生石灰碎石桩组是由三个呈等边三角形布置的生石灰碎石桩3组成，相邻两个所述的生石灰碎石桩之间的中心距为所述的生石灰碎石桩直径的3-5倍，所述的生石灰碎石桩是由在冻土层中钻孔，所述的孔内填充生石灰碎石而形成的结构，生石灰碎石中生石灰与碎石的体积配合比范围宜在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，也可以考虑参入一定的水泥（4%-10%）及外加剂等。石灰桩法适用于处理饱和黏性土、淤泥、淤泥质土、素填土和杂填土等地，由于生石灰的吸水膨胀作用，特别适用于新填土和淤泥的加固，生石灰吸水后还可使淤泥产生自重固结；灰土挤密桩法适用于处理湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基；碎石挤密桩复合地基适用于挤密松散砂土、粉土、素填土和杂填土等地基。当以提高地基的承载力或增强其水稳性为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法。多年冻土地基的特性类似湿陷性黄土地基，它们都是在后期由于外界条件的变化而产生不利影响，多年冻土是由于温热条件的变化导致冻土融沉，湿陷性黄土是由于浸水或湿度增大造成地基土湿陷。多年冻土一般埋藏较深且较厚，而生石灰碎石桩法正适用于深层加密处理地基，处理深度一般为5-15m，因此，可以用来对多年冻土地基进行处理，从而提高地基承载力，降低地基压缩性，从而在一定程度上能够减弱或消除多年冻土的融沉；更为重要的是，生石灰水化作用放出大量的热量，能够在短期内使多年冻土融化，这样一来，多年冻土地基就变为类似于普通的软基，而多年冻土的成分大多为饱和黏性土、淤泥、淤泥质土等软土，而生石灰的吸水膨胀加快了软土的排水固结速度，避免了多年冻土地基的缓慢融沉和不均匀沉降，减小了工后沉降量，消除了多年冻土地基长期不能稳定对工程造成的不良影响。总之，对于沉降要求不高、具有一定的堆载压密条件和充足的压（挤）密固结时间的公路路基，采用生石灰碎石挤密桩应该是非常有效的。实施例2：根据实施例1所述的用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件，所述的生石灰碎石桩的直径为30-60cm。生石灰碎石桩对多年冻土地基的加固作用主要表现在以下方面：１）挤密作用我省的多年冻土温度都不很低，大部分冻土温度在-1℃以上，尤其岛状多年冻土，温度一般不低于-1.0℃，冻土多为孔隙比较大的软塑－流塑粘性土冻结而成，其含水量较高，而且其中存在一定量的未冻水，使其具有一定的可塑性，冻结时多为硬塑-半坚硬的状态。因此，采用较大冲击能的冲击设备或潜孔钻是能在多年冻土地层中冲击成孔的，在多年冻土勘察的冲击钻进证明了这点，并且冻土中成孔质量好，且很少有地下水的影响。因此，对于多年冻土可以参照柱锤冲扩法成孔。采用冲击成孔，无需外运土方，因而节约了土方的工作量，工期短效率高。但对于冻结的砂、砾石、碎石及较硬粘性土，冲击成孔是不适合的，宜采用螺旋钻或潜孔钻钻进进成孔。生石灰碎石挤密桩的挤密作用主要为三个部分。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，夯击能量通过碎石向孔底及四周传递，将孔底及桩周围的土挤密，并有一些碎石挤入四周的冻土中，形成桩的同时，桩周也形成一个与碎石胶结的挤密带，一定程度上增大了桩径；此外，生石灰的吸水挤密和膨胀挤密作用还有利于消除多年冻土融沉。实验已经证明，1kg纯氧化钙消化成熟石灰可吸水0.32kg，变成氢氧化钙，而氢氧化钙仍可吸水，因此降低了冻土融化形成的软土的含水量。生石灰在吸水后发生体积膨胀，生石灰消化后其体积膨胀约0.99倍，在50~100kpa压力下仍能膨胀近30％，由于桩距不大，一般0.8~1.5m，桩体的吸水膨胀横向挤密，相当于对厚度0.５~1.２m的土层进行压密，并且吸水和膨胀是同时进行，因此加快了软土的排水固结，缩短了地基的压缩稳定时间，使处理后的地基土短期内达到均匀稳定。地表填筑路基产生的荷载在冻土层内的附加应力随深度的增加逐渐减小，深部土层的压密固结较缓慢，因此地基的沉降稳定就需要较长时间，路基难以在短期达到稳定，甚至可能在公路的运营期产生较大沉降。而生石灰碎石桩能有效的对深部土层进行均匀挤密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件，其组成包括：两层砂砾层，其特征是：所述的砂砾层下部设置有一组生石灰碎石桩组，所述的生石灰碎石桩组是由三个呈等边三角形布置的生石灰碎石桩组成，相邻两个所述的生石灰碎石桩之间的中心距为所述的生石灰碎石桩直径的3-5倍，所述的生石灰碎石桩是由在冻土层中钻孔，所述的孔内填充生石灰碎石而形成的结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于多年冻土地基促融加固的生石灰碎石桩组件，其组成包括：两层砂砾层，其特征是：所述的砂砾层下部设置有一组生石灰碎石桩组，所述的生石灰碎石桩组是由三个呈等边三角形布置的生石灰碎石桩组成，相邻两个所述的生石灰碎石桩之间的中心距为所述的生石...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛德仁，谢时雳，辛欣，高曌，徐泉涌，贾艳敏，姜利，
申请(专利权)人：黑龙江省公路勘察设计院，
类型：新型
国别省市：黑龙;23