本发明涉及一种公路修筑方法，尤其涉及一种在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法。
背景技术
高等级公路通过地下矿山采空区时，会遇到由于采空区岩层垮落、地层不断沉降、位移，最终地面形成一个盆地。随着采空区深度的不同，岩层的沉降变形时间不同，不稳定期可达10年以上。对修筑高等级公路而言，必须采取相应措施防止地表变形、控制岩层移动。
目前，可知资料和已施工通过采空区的高等级公路大都从地面向采空区灌注混凝土砂浆，充填满采空区，控制岩层变动。采取了上述措施后还需采用相应监测措施：（1）打钻检验采空区是否充填满，有无空洞。但是，对深部地层仅凭钻孔点检，总体上可靠性差，目前还没有其他好方法；（2）岩层沉降观测，采空区顶板岩层沉降是长时间慢性蠕变过程，即使采空区充填满了，其上部岩层还有离层弯曲变形的慢性过程。实际上采空区还有一个漫长的稳定过程。因此采空区的充填可控性差，修筑的路面稳固性差。此外，采空区充填施工工程量大，费用高，施工周期长。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述方法利用在采空区的稳定岩层中设置钢管钢筋混凝土端承桩基，在端承桩基上构筑公路，从而避免填充采空区的施工，避免岩层后续的变形影响路面，提高了路面的稳固性。
本发明所述问题是以下述技术方案解决的：
一种在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述方法采用地面施工钻孔，钻孔穿过采空区至稳定岩层中，在钻孔中插入金属套管，所述金属套管分为内外两层，同心相套，在内层金属套管内设置钢筋骨架并浇筑混凝土，形成稳定的钢管钢筋混凝土端承桩基，在端承桩基上构筑公路，施工步骤如下：
a、在地表面施工钻孔，钻孔由上及下依次穿过表土层、基岩层、采空区至稳定岩层中5m以上距离处；
b、在钻孔中放置外层金属套管，所述外层金属套管的底部置于所述稳定岩层内插入至2m深度处；
c、向所述外层金属套管内放置内层金属套管，所述内层金属套管的底部置于所述稳定岩层内插入至5m深度处；
d、向所述内层金属套管内部放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，内层金属套管与钢筋混凝土结构形成稳定的端承桩基；
e、在端承桩基的上部设置路面支撑梁，在所述路面支撑梁上部施工修筑路面。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述钻孔的直径为500-1500mm。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述外层金属套管的外径为450-1400mm，管壁厚度为3-10mm。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述内层金属套管的外径为350-1300mm，管壁厚度为2.5-10mm。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述内层金属套管外管壁与外层金属套管内管壁之间的距离为40±10mm；上下相邻两段外层金属套管之间及相邻两段内层金属套管之间均通过套筒法兰螺栓连接。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述钢筋骨架包括纵向钢筋和箍筋，所述纵向钢筋采用hrb400型钢筋，钢筋直径12-25mm，所述箍筋采用hrb400型钢筋，直径6-12mm，上下相邻两段纵向钢筋之间均通过套筒法兰螺栓连接。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述不良地质条件区域还包括深风积沙区、深淤泥区、大深度软土或深冻土区域，风积沙、淤泥、软土及冻土的厚度均＞30m。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，在所述深风积沙区、深淤泥区、大深度软土或深冻土区域，端承桩基修筑过程为：先将外层金属套管吸砂沉降于风积沙底部，然后在外层金属套管内将钻孔钻至稳定岩层内5m以上距离处，内层金属套管置于外层金属套管内部，底部至钻孔底，最后在内层金属套管内设置钢筋骨架并浇筑混凝土，形成端承桩基。
上述在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，所述深风积沙区底层为原土，则内层金属套管钢筋混凝土结构作为摩擦桩。
本发明采用双层金属套管通过钻孔形成钢管钢筋混凝土桩做路面端承桩基，内层金属套管穿过采空区，底部设置于稳定基岩层内5m深度处，内层金属套管内部设置钢筋骨架并浇筑混凝土，形成稳定的端承桩基，其稳定性好，承载力大，不受采空区沉降影响，避免了大范围治理采空区，大量充填混凝土，避免了浪费大量材料，节省时间、人力、物力；外层金属套管底部置于稳定岩层内2m处，内壁与内层金属套管外壁之间间距为40±10mm，方便内层金属套管的放置，外层金属套管起到防水防砂的作用，且对内层金属套管起到保护作用，避免内层金属套管因各岩层扰动而受到挤压，从而降低稳固性；内层金属套管设置比外层金属套管深3m，其目的是将内套管的底部、钢筋骨架、混凝土与钻孔底部稳定岩石通过浇筑混凝土形成一个整体，形成端承桩基。主要利用内金属套管与钻孔底部缝隙和浇灌混凝土压力，混凝土将内套管底部3m的缝隙填满，与稳定基岩浇筑一体；在路面支撑梁上部施工修筑路面，路面架空，类似桥面，减小岩层对路面稳定性的影响。本发明技术可以应用于多种不良地质条件区域高等级公路的修筑，包括深风积沙区（＞30m）、深淤泥区（＞30m）、大深度软土（＞30m）及深冻土（＞30m）区域，实用范围广，工程造价低，施工速度快，安全性高。
附图说明
图1为本发明高等级公路修筑结构示意图；
图2为双层金属套管连接结构示意图。
图中标号为：1、表土层；2、基岩层；3、采空区；4、稳定岩层；5、外层金属套管；6、内层金属套管；7、路面支撑梁；8、路面；9、地表面；10、套筒法兰螺栓；11、纵向钢筋；12、箍筋。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明：
参看图1-图2，一种在不良地质条件区域修筑高等级公路的方法，包括如下步骤：
在地表面施工钻孔，根据路面长度承重力计算确定钻孔的位置及个数，钻孔由上及下依次穿过表土层1、基岩层2、采空区3至稳定岩层4中5m以上距离；在钻孔中放置外层金属套管5，所述外层金属套管5的底部置于所述稳定岩层中2m距离处，外层金属套管5的直径为450-1400mm，管壁厚度为3-10mm；向所述外层金属套管5内放置内层金属套管6，所述内层金属套管6的底部置于钻孔底部、稳定岩层中5m距离处，内层金属套管6的直径为350-1300mm，管壁厚度为2.5-10mm；内层金属套管6外管壁与外层金属套管5内管壁之间的距离为40±10mm，外层金属套管5对内层金属套管6起到保护作用，岩层纵向扰动和水平位移都只是对外层金属套管施加一定的力，减少对内层金属套管产生影响，从而使端承桩更稳固；内层金属套管与外层金属套管之间存在一定间隙，使外层金属套管5对内层金属套管起到稳固支撑的作用；上下相邻两段外层金属套管5之间及相邻两段内层金属套管6之间均通过套筒法兰螺栓10插接；然后向所述内层金属套管6内部放置钢筋骨架，并浇筑混凝土，上下相邻两段纵向钢筋之间均通过套筒法兰螺栓连接。
双层金属套管结构形成稳定的端承桩基；在端承桩基的上部设置路面支撑梁7，在所述路面支撑梁7上部施工修筑路面8，所述路面支撑梁7高出地表面9的距离根据当地的最高洪水位来确定。
当需在深风积沙区修筑公路时，其端承桩基修筑过程为：先将外层金属套管吸砂沉降于风积沙底部，然后在外层金属套管内将钻孔钻至稳定岩层内5m以上距离，内层金属套管置于外层金属套管内，底部至钻孔底，最后在内层金属套管内设置钢筋骨架并浇筑混凝土，形成钢管钢筋混凝土端承桩基；若深风积沙区底层为原土，则内层金属套管钢筋混凝土结构作为摩擦桩。深淤泥区、大深度软土及深冻土区域端承桩或摩擦桩修筑方法与深风积沙区的修筑方法相同。