专利名称：用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法。
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
本发明的目的是提供一种采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工的方法，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，提出针对多年冻土路段地基进行加固处理的方法。本发明的目的是这样实现的
一种用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，包括；施工准备、取土成孔、清基换填砂砾并平整压实，桩机就位，其施工方法还包括现场填料配制、螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填，所述的重复向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填过程反复进行，直至成桩至地表，进行后期养生；移动桩机进行下一桩位的施工，所述的现场填料配制中的水泥稳定砂砾石拌和在夯填施工中进行。所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的施工准备包括
a)准备水泥稳定砂砾天然砂砾，级配良好，含泥量不大于3%，将所述的天然砂砾，按重量的6%和8%两种比例掺拌水泥,水泥采用42. 5级以上普通娃酸盐水泥,现场机械拌合备用；
b)对于地表水发育和浅部融土宜塌孔和缩径的桩孔，应采用沉管或浅部地层设置护筒，保证成孔深度、孔径和夯实成桩质量；清除腐殖土层，回填砂砾并平整压实，保证作业面不积水，雨季施工时，应有排水措施；复测路基中线，定出控制桩和各桩孔的中心点。所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料沉管，重锤夯实，桩孔夯填，重复向孔(管)内填料，拔管沉管，重锤夯实工艺过程包括施工顺序应从外围或两侧向中间进行；在横坡地段应向坡顶方向进行；利用自动变速长螺旋钻机，长螺旋桩机动力头110KW，采用合金钻头，要求清土能力强，成孔质量好，并能够达到设计深度。采用机械式夯实机，夯锤不小于O. 5t、落距不小于3m分层填料、分层夯实，达到设计要求的密实度。桩机钻出的冻土要及时清理，以防冻土经凉洒融化后水重新流到孔位中。
所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的螺旋钻机回转钻进沉管成孔方法
(I )、根据设计桩长，施工前在桩架或钢管上标出控制深度的标记；
(2)、长螺旋钻出就位后，使钻头对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度；
(3)、桩机将与顺时针方向进行钻进，正常钻进速度为O.5米/min，逆时针提钻取土，用人工将返出来的土体扒平，成孔后孔及时清除残土 ；
(4)、成孔后清除孔内积水和残渣，夯实夯平孔底，夯实次数不少于5击，且最后两击的平均贯入度不小于5cm，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工；
(5)、钻进成孔至设计深度，遇到含土冰层和饱冰冻土时，应继续加深。所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的水泥稳定砂砾石拌和是按设计配合比进行配料拌和水泥掺量为6%和8%两种方案，要求拌合均匀并严格控制含水量，拌合后的混合物应达到手握成团不散，轻捏破碎的程度。所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的重复向孔(管)内填料，拔管沉管，重锤夯实，桩孔夯填的方法(I)、成孔后及时夯填，在向孔内填料前，应先夯实孔底3 4锤，逐层定量向桩孔内填料，每层回填厚度40cm 50cm，采用机械分层夯实，夯填度，即夯实后的层厚度与填料厚度的比值不得大于O. 9，每层料夯击3 4次，边填料边夯击，重锤重O. 5 1. 0t，落距2 5m浅部未冻层选用较小落距，保证最后两次贯入度平均值不大于5cm;表层融土范围内，采用2m低落距多次夯击；(2)、水泥稳定砂砾桩的夯实应按照试验确定的工艺参数连续施工，分层夯实至设计标高。成桩时不得间隔停顿时间过长或隔日施工，以免成桩质量和连续性。所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的进行后期养生；水稳砂砾桩完成施工后，应及时用砂砾覆盖，避免晾晒和桩顶被扰动破坏，应防止机械碾压。成桩后应满足养生时间的要求，初定为7天以后方可在桩上填土，且应一次填筑不小于30cm的砂砾褥垫层，采用静力式机械碾压，养生期内禁止使用振动式碾压机械压实，桩身质量检验可在水稳砂砾桩施工中逐层检验或施工后整体桩身质量检验，检验桩数不应少于1%，每一路段取样数量不少于6个，桩间土加固质量检验应间隔一定时间，一般对于饱和粘性土，间隔时间不少于28d ;对粉土，砂土和杂填土地基，不少于7天，竣工验收时应进行单桩和复合地基载荷试验，试验点数不应少于3点。
附图1是本发明的方法的工艺流程图。
具体实施例方式 实施例1:
一种用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，包括；施工准备、取土成孔、清基换填砂砾O. 5m并平整压实，桩机就位，其施工方法还包括现场填料配制、螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填，所述的重复向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填过程反复进行，直至成桩至地表，进行后期养生；移动桩机进行下一桩位的施工，所述的现场填料配制中的水泥稳定砂砾石拌和在夯填施工中进行。
实施例2:
实施例1所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的施工准备包括
a)准备水泥稳定砂砾天然砂砾，级配良好，含泥量不大于3%，将所述的天然砂砾，按重量的6%和8%两种比例掺拌水泥,水泥采用42. 5级以上普通娃酸盐水泥,现场机械拌合备用；
b)对于地表水发育和浅部融土宜塌孔和缩径的桩孔，应采用沉管或浅部地层设置护筒，保证成孔深度、孔径和夯实成桩质量；清除腐殖土层，回填砂砾并平整压实，保证作业面不积水，雨季施工时，应有排水措施；复测路基中线，定出控制桩和各桩孔的中心点。实施例3
实施例1或2所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填，重复向孔(管)内填料拔管，重锤夯实工艺过程包括施工顺序应从外围或两侧向中间进行；在横坡地段应向坡顶方向进行；利用自动变速长螺旋钻机，长螺旋桩机动力头110KW，采用合金钻头，要求清土能力强，成孔质量好，并能够达到设计深度。采用机械式夯实机，夯锤不小于
O.5t、落距不小于3m分层填料、分层夯实，达到设计要求的密实度。桩机钻出的冻土要及时清理，以防冻土经凉洒融化后水重新流到孔位中。实施例4:
实施例1或2或3所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的螺旋钻机回转钻进沉管成孔方法
(I )、根据设计桩长，施工前在桩架或钢管上标出控制深度的标记；
(2)、长螺旋钻出就位后，使钻头对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度；
(3)、桩机将与顺时针方向进行钻进，正常钻进速度为O.5米/min，逆时针提钻取土，用人工将返出来的土体扒平，成孔后孔及时清除残土 ；
(4)、成孔后清除孔内积水和残渣，夯实夯平孔底，夯实次数不少于5击，且最后两击的平均贯入度不小于5cm，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工；
(5)、钻进成孔至设计深度，遇到含土冰层和饱冰冻土时，应继续加深。实施例5:
上述的实施例之一所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的水泥稳定砂砾石拌和是按设计配合比进行配料拌和水泥掺量为6%和8%两种方案，要求拌合均匀并严格控制含水量，拌合后的混合物应达到手握成团不散，轻捏破碎的程度。实施例6:
上述的实施例之一所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的重复向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填的方法(1)、成孔后及时夯填，在向孔内填料前，应先夯实孔底3 4锤，逐层定量向桩孔内填料，每层回填厚度40cm 50cm，采用机械分层夯实，夯填度，即夯实后的层厚度与填料厚度的比值不得大于O. 9，每层料夯击3 4次，边填料边夯击，重锤重O. 5 1. Ot，落距2 5m浅部未冻层选用较小落距，保证最后两次贯入度平均值不大于5cm;表层融土范围内，采用2m低落距多次夯击；(2)、水泥稳定砂砾桩的夯实应按照试验确定的工艺参数连续施工，分层夯实至设计标高。成桩时不得间隔停顿时间过长或隔日施工，以免成桩质量和连续性。实施例7:
上述的实施例之一所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，所述的进行后期养生；水稳砂砾桩完成施工后，应及时用砂砾覆盖，避免晾晒和桩顶被扰动破坏，应防止机械碾压。成桩后应满足养生时间的要求，初定为7天以后方可在桩上填土，且应一次填筑不小于30cm的砂砾褥垫层，采用静力式机械碾压，养生期内禁止使用振动式碾压机械压实，桩身质量检验可在水稳砂砾桩施工中逐层检验或施工后整体桩身质量检验，检验桩数不应少于1%，每一路段取样数量不少于6个，桩间土加固质量检验应间隔一定时间，一般对于饱和粘性土，间隔时间不少于28d ;对粉土，砂土和杂填土地基，不少于7天，竣工验收时应进行单桩和复合地基载荷试验，试验点数不应少于3点。实施例8:
用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土试验路段的施工方法
I试验段简介
本试验项目的岛状多年冻试验路段位于前嫩公路伊春至北安段的K12+640 K13+060路段。试验段采用水稳砂砾桩加固处理，设计原则为允许多年冻土融化的原则，桩尺寸、布桩及工程量见特殊路基设计相关图表。水稳砂砾桩试验路段一览表
权利要求
1.一种用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，包括；施工准备、取土成孔、清基换填砂砾并平整压实，桩机就位，其特征是其施工方法还包括现场填料配制、螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料后拔管，重锤夯实，所述的重复向孔(管)内填料，桩孔夯填过程反复进行，直至成桩至地表，进行后期养生；移动桩机进行下一桩位的施工，所述的现场填料配制中的水泥稳定砂砾石拌和在夯填施工中进行。
2.根据权利要求1所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，其特征是所述的施工准备包括 a)准备水泥稳定砂砾天然砂砾，级配良好，含泥量不大于3%，将所述的天然砂砾，按重量的6%和8%两种比例掺拌水泥,水泥采用42. 5级以上普通娃酸盐水泥,现场机械拌合备用; b)对于地表水发育和浅部融土宜塌孔和缩径的桩孔，应采用沉管或浅部地层设置护筒，保证成孔深度、孔径和夯实成桩质量；清除腐殖土层，回填砂砾并平整压实，保证作业面不积水，雨季施工时，应有排水措施；复测路基中线，定出控制桩和各桩孔的中心点。
3.根据权利要求1或2所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，其特征是所述的螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料，拔管，重锤夯实，桩孔夯填，重复向孔(管)内填料，拔管，重锤夯实工艺过程包括施工顺序应从外围或两侧向中间进行；在横坡地段应向坡顶方向进行；利用自动变速长螺旋钻机，长螺旋桩机动力头110KW，采用合金钻头，要求清土能力强，成孔质量好，并能够达到设计深度，采用机械式夯实机，夯锤不小于O. 5t、落距不小于3m分层填料、分层夯实，达到设计要求的密实度，桩机钻出的冻土要及时清理，以防冻土经凉洒融化后水重新流到孔位中。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，其特征是所述的螺旋钻机回转钻进沉管成孔方法 (I )、根据设计桩长，施工前在桩架或钢管上标出控制深度的标记； (2)、长螺旋钻出就位后，使钻头对准桩位，调平扩桩机架，使桩管保持垂直，用线锤吊线检查桩管垂直度； (3)、桩机将与顺时针方向进行钻进，正常钻进速度为0.5米/min，逆时针提钻取土，用人工将返出来的土体扒平，成孔后孔及时清除残土 ； (4)、成孔后清除孔内积水和残渣，夯实夯平孔底，夯实次数不少于5击，且最后两击的平均贯入度不小于5cm，成孔后进行孔中心位移、垂直度、孔径、孔深检查，合格后进行下道工序施工； (5)、钻进成孔至设计深度，遇到含土冰层和饱冰冻土时，应继续加深。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，其特征是所述的水泥稳定砂砾石拌和是按设计配合比进行配料拌和水泥掺量为4% 8%，要求拌合均匀并严格控制含水量，拌合后的混合物应达到手握成团不散，轻捏破碎的程度。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，其特征是所述的重复向孔(管)内填料拔管，重锤夯实，桩孔夯填的方法(I)、成孔后及时夯填，在向孔内填料前，应先夯实孔底3 4锤，逐层定量向桩孔内填料，每层回填厚度40cm 50cm，采用机械分层夯实，夯填度，即夯实后的层厚度与填料厚度的比值不得大于O. 9，每层料夯击3 4次，边填料边夯击，重锤重O. 5 1. Ot，落距2 5m浅部未冻层选用较小落距，保证最后两次贯入度平均值不大于5cm ;表层融土范围内，采用2m低落距多次夯击；(2)、水泥稳定砂砾桩的夯实应按照试验确定的工艺参数连续施工，分层夯实至设计标高，成桩时不得间隔停顿时间过长或隔日施工，以免成桩质量和连续性。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，其特征是所述的进行后期养生；水稳砂砾桩完成施工后，应及时用砂砾覆盖，避免晾晒和桩顶被扰动破坏，应防止机械碾压，成桩后应满足养生时间的要求，初定为7天以后方可在桩上填土，且应一次填筑不小于30cm的砂砾褥垫层，采用静力式机械碾压，养生期内禁止使用振动式碾压机械压实，桩身质量检验可在水稳砂砾桩施工中逐层检验或施工后整体桩身质量检验，检验桩数不应少于1%，每一路段取样数量不少于6个，桩间土加固质量检验应间隔一定时间，一般对于饱和粘性土，间隔时间不少于28d ;对粉土，砂土和杂填土地基，不少于7天，竣工验收时应进行单桩和复合地基载荷试验，试验点数不应少于3点。
全文摘要
本发明涉及一种用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法。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。用于采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基的施工方法，包括；施工准备、取土成孔、清基换填砂砾并平整压实，桩机就位，其特征是其施工方法还包括现场填料配制、螺旋钻机回转钻进沉管成孔，向孔(管)内填料后拔管，重锤夯实，所述的重复向孔(管)内填料，桩孔夯填过程反复进行，直至成桩至地表，进行后期养生；移动桩机进行下一桩位的施工，所述的现场填料配制中的水泥稳定砂砾石拌和在夯填施工中进行。本发明采用水稳砂砾桩加固处理岛状多年冻土路基。
文档编号E01C3/04GK103061326SQ201310029008
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者谢时雳, 韩健, 赵振国, 辛德仁, 徐泉涌, 才洪滨 申请人:黑龙江省公路勘察设计院