CN102912788A - 在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法 - Google Patents

在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法 Download PDF

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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，该方法通过在软土地基上埋设注氮管，并通过注氮管向土体中注入低温、液态氮气，使注氮管周围的土体和注氮管冻结在一起形成具有高承载力的冻土桩，然后在冻土桩上铺设承载梁和承载板，形成应急通行通道，供车辆临时、应急通行；本发明的有益技术效果是：适合于野外软土地基区域的应急通行，施工时间短，施工简单、成本低廉，可供大型车辆应急通行。

Description

在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法
技术领域
    本发明涉及一种淤泥质软土地区公路交通应急通行处治技术，尤其涉及一种在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法。
背景技术
近年来，我国公路建设规模日益扩大，难度不断提高，公路建设对软土地基处治也提出了更高要求。地基中常见的软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土，其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，工程特性较差。在软土地基上修筑路堤，如不采取有效的加固处理，将会在工后产生不同程度的坍滑或沉陷等病害，现有技术中，对软土地基进行治理的方法多种多样，且治理效果较好，属于永久处理；
现有的治理技术中存在的共同问题是：治理工期较长，需要大型工程设备支持；我国是地质灾害多发地区，在抢险救灾中，时间就是生命，空中运载物资的运力有限，大型的工程设备和大量救援物资需要依靠地面车辆来运送，如果能够及时将设备和物资运送至灾区，则可以挽救更多的生命；
我国国土广大、地形复杂，软土地基区域较多，如遇需在软土地基区域应急通行的情况，现有技术不可能在短时间内完成对软土地基区域的永久处理，从而使通行时间受到延误或阻滞，影响通行效率。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，该方法包括如下步骤：1）对软土地基区域进行实地勘测，确定需要搭建应急通行通道的位置并规划出应急通行通道的路径；
2）沿规划出的路径均匀铺设多根注氮管：所述注氮管为柱状的刚性结构体，注氮管中部设置有沿注氮管轴向延伸的内孔，内孔下端封闭，内孔上端与氮气充注装置连通；注氮管中部的管壁上设置有多个贯穿管壁的通孔；将注氮管垂向地设置在规划出的路径上，多根注氮管均匀分布，且注氮管上的通孔全部没入软土地基的土体内；
3）启动氮气充注装置，向注氮管内充入高压、液态氮气，液态氮气通过通孔渗透到注氮管周围的软土土体内；
4）经过一定时间后，注氮管周围的软土土体在液态氮气的作用下快速冷冻固结：一方面，液态氮气将注氮管周围的软土土体冻结为刚性结构体，另一方面，液态氮气将注氮管和注氮管周围的软土土体冻结为一体，注氮管和注氮管周围的软土土体即形成具有高承载力的冻土桩；
5）关闭并拆除氮气充注装置，采用密封手段将内孔上端封闭；
6）在相邻两根注氮管之间设置承载梁，承载梁两端分别与两根注氮管的上端固定连接，然后在承载梁上铺设承载板，应急通行通道搭建完成。
采用前述方案后，当遇到需要在软土地基区域进行应急通行的情况时，即可在短时间内，在软土地基区域快速开辟出一条临时应急通道，大幅提高通行效率，同时，本发明还具备成本低廉、施工简单的优点，注氮管、承载梁和承载板均可人工设置，无需大型设备支持，利于野外作业。
基于前述的方案，本发明还提出了如下的铺设注氮管的优选方案：所述多根注氮管按梅花桩形式铺设于规划出的路径上。按梅花桩形式铺设结构体是土木工程中的常用手段，将其结合到本发明，可有效提高注氮管和注氮管周围的固结软土土体的承载力。
另外，本发明还提出了如下的优选注氮管间隔参数：相邻两根注氮管之间间隔30cm。
进一步地，所述注氮管直径为8~11cm。
进一步地，为了便于铺设注氮管，本发明还将注氮管下端设置为锥形结构，使其更容易插入软土土体内。
本发明的有益技术效果是：适合于野外软土地基区域的应急通行，施工时间短，施工简单、成本低廉，可供大型车辆应急通行。
附图说明
图1、冻土桩分布示意图；
图2、冻土桩分布断面示意图；
图3、注氮管结构示意图；
图4、下端为锥形的注氮管结构示意图；
图5、本发明的应急通行通道断面结构示意图。
具体实施方式
一种在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，该方法包括如下步骤：1）对软土地基区域进行实地勘测，确定需要搭建应急通行通道的位置并规划出应急通行通道的路径；
2）沿规划出的路径均匀铺设多根注氮管：所述注氮管为柱状的刚性结构体，注氮管中部设置有沿注氮管轴向延伸的内孔1，内孔1下端封闭，内孔1上端与氮气充注装置连通；注氮管中部的管壁上设置有多个贯穿管壁的通孔3；将注氮管垂向地设置在规划出的路径上，多根注氮管均匀分布，且注氮管上的通孔3全部没入软土地基的土体内；
3）启动氮气充注装置，向注氮管内充入高压、液态氮气，液态氮气通过通孔3渗透到注氮管周围的软土土体内；
4）经过一定时间后，注氮管周围的软土土体在液态氮气的作用下快速冷冻固结：一方面，液态氮气将注氮管周围的软土土体冻结为刚性结构体，另一方面，液态氮气将注氮管和注氮管周围的软土土体冻结为一体，注氮管和注氮管周围的软土土体即形成具有高承载力的冻土桩；
5）关闭并拆除氮气充注装置，采用密封手段将内孔1上端封闭；
6）在相邻两根注氮管之间设置承载梁，承载梁两端分别与两根注氮管的上端固定连接，然后在承载梁上铺设承载板，应急通行通道搭建完成。
进一步地，所述多根注氮管按梅花桩形式铺设于规划出的路径上。
进一步地，相邻两根注氮管之间间隔30cm。
进一步地，所述注氮管直径为8~11cm。
进一步地，注氮管下端为锥形结构。
采用本发明的方法后，当需要在软土地基区域临时应急通行时，按本发明步骤在8小时内就可搭建出一条应急通行通道，使大型车辆可高效、快速地通过软土地基区域。
值得说明的是，由于冻土桩周边的土体温度较高，冻土桩与冻土桩周边的土体之间存在较大温差，必然出现强烈的热传导过程，随着时间延长，冻土桩从外向内逐渐消融，应急通行通道的承载力会随着冻土桩的消融逐渐降低，最终使应急通行通道瓦解，应急通行通道的维持时间一般在24～30小时左右，当应急通行通道瓦解后，注氮管、承载梁和承载板等器械即可拆除，清洗后备用。
经过实验验证，直径为15cm的单根冻土桩可提供30～50kN的承载力，宽度为4米、长度为4m的应急通行通道可供50～80吨的车辆通行。

Claims (5)

1.一种在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1）对软土地基区域进行实地勘测，确定需要搭建应急通行通道的位置并规划出应急通行通道的路径；
2）沿规划出的路径均匀铺设多根注氮管：所述注氮管为柱状的刚性结构体，注氮管中部设置有沿注氮管轴向延伸的内孔（1），内孔（1）下端封闭，内孔（1）上端与氮气充注装置连通；注氮管中部的管壁上设置有多个贯穿管壁的通孔（3）；将注氮管垂向地设置在规划出的路径上，多根注氮管均匀分布，且注氮管上的通孔（3）全部没入软土地基的土体内；
3）启动氮气充注装置，向注氮管内充入高压、液态氮气，液态氮气通过通孔（3）渗透到注氮管周围的软土土体内；
4）经过一定时间后，注氮管周围的软土土体在液态氮气的作用下快速冷冻固结：一方面，液态氮气将注氮管周围的软土土体冻结为刚性结构体，另一方面，液态氮气将注氮管和注氮管周围的软土土体冻结为一体，注氮管和注氮管周围的软土土体即形成具有高承载力的冻土桩；
5）关闭并拆除氮气充注装置，采用密封手段将内孔（1）上端封闭；
6）在相邻两根注氮管之间设置承载梁，承载梁两端分别与两根注氮管的上端固定连接，然后在承载梁上铺设承载板，应急通行通道搭建完成。
2.根据权利要求1所述的在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，其特征在于：所述多根注氮管按梅花桩形式铺设于规划出的路径上。
3.根据权利要求2所述的在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，其特征在于：相邻两根注氮管之间间隔30cm。
4.根据权利要求1所述的在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，其特征在于：所述注氮管直径为8~11cm。
5.根据权利要求1所述的在软土地基上快速搭建应急通行通道的方法，其特征在于：注氮管下端为锥形结构。
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