新建或拓宽高填方路基后处理方法与流程

本技术涉及高填方道路施工技术的领域，尤其是涉及新建或拓宽高填方路基后处理方法。

背景技术：

1、高填方路基是指填土高度大于18m(土质)或20m(石质)的路基，多用于软土区和岩溶区。高填方路基地表存在岩溶形态，基岩表面覆盖的土层岩土力学性质存在差异性，因此高填方路基施工前需要对基岩碾压稳定，高填方路基遂层碾压，下层原状土受压发生沉降变形，直至设计路基标高下层地基土沉降变形基本稳定，则可进行下一步工序。

2、当高填方区存在软弱土层且其埋深较大时，在上部路基碾压过程中，下层体中的水分不易排出，在路基的逐层增高过程中，下层软弱土产生超静水压力，导致土颗粒间的有效应力与上部附加荷载集度的递增速度不成比例，当路基高程达到设计标高且表层的土体已达到稳定标准，可进行路基施工时，实际上下层土体的主固结沉降还没有完成，导致高填方路基施工完成后，下层土体中存在空穴，高填方路基长时间使用后会出现路基不均匀沉降，影响路基上方道路的行车安全。

技术实现思路

1、为了减小高填方路基沉降的概率，本技术提供新建或拓宽高填方路基后处理方法。

2、本技术提供的新建或拓宽高填方路基后处理方法采用如下的技术方案：

3、新建或拓宽高填方路基后处理方法包括以下步骤：

4、s1、在高填方路基的预定位置钻注浆孔；

5、s2、注浆孔内安装注浆管并投石振密；

6、s3、预压浆补石；

7、s4、封孔；

8、s5、向注浆孔内压力灌注后处理浆料；

9、s6、养护。

10、通过采用上述技术方案，后处理浆料通过注浆管的出浆孔和下层土体的孔隙，向土体内延伸，土体孔隙水压力增加，加快了超静水压力的消散和土体的固结速率；后处理浆料成形后，填充了土体的孔隙，在土体中起到骨架作用，提高了土体的承载力，减小了土体上方高填方路基沉降的概率。

11、可选的，所述后处理浆料包括以下重量份的原料：超细水泥300-340份；粉煤灰140-160份；水168-192份；减水剂1-4份；渗透组分15-34份。

12、通过采用上述技术方案，后处理浆料在泵送作用下进入土体，超细水泥与粉煤灰配合，提高了后处理浆料的流动性和对土体的渗入量，后处理浆料固化过程中，超细水泥水化作用下形成凝胶材料，提高了土体中骨架的强度，粉煤灰与超细水泥水化后的氢氧化钙反应生成凝胶物质，进一步提高了骨架的自密性、强度和抗渗性，从而减小了土体沉降崩塌形成空穴的概率，从而减小了高填方路基沉降的概率。

13、可选的，所述渗透组分包括油膜剂、载体、赤泥粉和矿化激发剂，所述油膜剂、载体、赤泥粉和矿化激发剂的重量比为(6-9)：6：(1-5):1。

14、通过采用上述技术方案，载体负载赤泥粉和矿化激发剂，油膜剂在载体外形成油膜，在后处理浆料制备过程中，载体被油膜剂形成的油膜包覆，渗透组分与超细水泥颗粒之间的摩擦阻力减小，赤泥粉和矿化激发剂不易损耗；油膜剂的存在，使渗透组分在后处理浆料中分布均匀；在渗透组分的润滑作用下，后处理浆料向土体中渗入，增加了后处理浆料的渗透范围；随着后处理浆料渗入范围的扩张和超细水泥水化的进行，油膜逐渐被消耗，携带赤泥粉和矿化激发剂的载体与土体接触，矿化激发剂激发土体中的脲酶菌产生碳酸根，消耗土体中的水分，破坏土体中的超静水压力，土体的主固结沉降速度提高，同时脲酶菌吸引土体和超细水泥中钙离子，以及赤泥粉中的钙离子，生成金属晶体，提高了土体的稳定性和抗压强度，减小高填方路基沉降的概率。

15、后处理浆料进入土体后，赤泥粉中的铁离子在土颗粒间起到润滑作用，便于后处理浆料向土体深处渗透；超细水泥固化过程中，土体中的氧气逐步消耗，土体处于还原环境中，结合了自由水的胶状三价铁离子被还原成二价铁离子，二价铁离子使土颗粒的双电层变薄，土颗粒易聚沉，加快了土体主固结沉降速度；在还原环境中，二价铁离子和三家铁离子混合物易沉降，在脲酶菌产生的二氧化碳作用下，形成碳酸铁晶体，提高了土体的抗压强度，减小高填方路基沉降的概率。

16、可选的，所述油膜剂的制备包括以下原料：油类物质、亲油卤代烷、丙烯酰胺和引发剂，油类物质、亲油卤代烷、丙烯酰胺和引发剂的重量比为(53-77)：(3-9)：3:1。

17、通过采用上述技术方案，亲油卤代烷与丙烯酰胺在引发剂作用下生成双亲性物质，亲油端亲附在油类物质上，亲水端远离油类物质，并吸附在载体上，形成油包物的结构，便于渗透组分起到润滑作用，从而增大了后处理浆料的渗透范围，土体强度提高，减小高填方路基沉降的概率。

18、可选的，所述油类物质为白油。

19、通过采用上述技术方案，白油在亲油卤代烷和丙烯酰胺作用下包裹载体，提高了渗透组分润滑性和渗透效率。

20、可选的，所述亲油卤代烷为4-巯基苯甲酸。

21、通过采用上述技术方案，4-巯基苯甲酸作为亲油相，提高了油膜剂与载体的连接强度，在后处理浆料制备过程中，渗透组分不易在超细水泥和水的作用下分散。

22、可选的，所述油膜剂的制备包括以下步骤：

23、s1、称取丙烯酰胺和水混合，调节ph值，搅拌得到水相；

24、s2、称取4-巯基苯甲酸和油类物质，搅拌30min得到油相；

25、s3、水相升温至60℃，加入油相，高速剪切乳化，在氮气保护、20℃环境下加入引发剂，升温至90℃，回流反应6h，停止加热；

26、s4、冷却至室温，对反应后的溶液进行离心，将上清液蒸发至完全蒸发出水，即可制备出油膜剂。

27、通过采用上述技术方案，4-巯基苯甲酸与油类物质充分搅拌，4-巯基苯甲酸对油类物质的吸附作用提高，之后4-巯基苯甲酸与丙烯酰胺反应，丙烯酰胺吸附载体，从而提高了油膜剂对载体的包覆率，载体不易在后处理浆料制备过程中暴露。

28、可选的，所述矿化激发剂为尿素。

29、通过采用上述技术方案，土体中的脲酶菌以尿素为氮源，分解产生氨和氨基甲酸酯，之后氨基甲酸酯与土体中的自由水反应生产氨和碳酸根，降低了土体的含水率，从而消除了超静水压力；碳酸根与钙离子、铁离子等反应生产金属晶体，提高了土体的抗压强度，减小了高填方路基沉降的概率。

30、后处理浆料中的水、赤泥粉、超细水泥和粉煤灰配合，与土体中的水分形成混合金属盐溶液，尿素与混合金属盐溶液在超细水泥水化热作用下反应产生氨气，提高了土体ph值，促进了金属离子的成核和晶化。

31、可选的，所述载体为球霰石。

32、通过采用上述技术方案，球霰石的中空和多孔结构为负载赤泥粉和矿化激发剂提供了便利；球霰石暴露后，在土体中的水分以及后处理浆料中的水分作用下转换为方解石，提高了土体的强度。

33、可选的，s5采用分级升压注浆工艺。

34、通过采用上述技术方案，土体中孔隙分布不同，采用分级升压注浆工艺，第一次注浆为渗入式注浆，后处理浆料对钻孔周围土体的灌注范围大，起到框架作用；第二次注浆对土体进行密实，注浆压力较第一次注浆压力大，注浆之后的后处理浆料起到支撑作用；第三次注浆采用低压缓慢注浆，对土体进一步密实，三次注浆后提高了土体的承载力，同时分级升压，减小了土体被冲击塌陷的概率。

35、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

36、1.载体负载赤泥粉和矿化激发剂，油膜剂在载体外形成油膜从而组成渗透组分，渗透组分提高了后处理浆料的流动性和对土体的渗透率；随着后处理浆料渗入和超细水泥水化的进行，油膜逐渐被消耗，携带赤泥粉和矿化激发剂的载体与土体接触，矿化激发剂激发土体中的脲酶菌产生碳酸根，消耗土体中的水分，破坏土体中的超静水压力，土体的主固结沉降速度提高，同时脲酶菌吸引土体和超细水泥中钙离子，以及赤泥粉中的钙离子，生成金属晶体，提高了土体的稳定性和抗压强度，减小高填方路基沉降的概率；

37、2.在后处理浆料制备过程中，载体被油膜剂形成的油膜包覆，渗透组分与超细水泥颗粒之间的摩擦阻力减小，赤泥粉和矿化激发剂不易损耗；

38、3.赤泥粉中的铁离子在土颗粒间起到润滑作用，便于后处理浆料向土体深处渗透；超细水泥固化过程中，土体中的氧气逐步消耗，土体处于还原环境中，结合了自由水的胶状三价铁离子被还原成二价铁离子，二价铁离子使土颗粒的双电层变薄，土颗粒易聚沉，加快了土体主固结沉降速度；在还原环境中，二价铁离子和三家铁离子混合物易沉降，在脲酶菌产生的二氧化碳作用下，形成碳酸铁晶体，提高了土体的抗压强度，减小高填方路基沉降的概率；4.亲油卤代烷与丙烯酰胺在引发剂作用下生成双亲性物质，亲油端亲附在油类物质上，亲水端远离油类物质，并吸附在载体上，形成油包物的结构，便于渗透组分起到润滑作用，从而增大了后处理浆料的渗透范围，土体强度提高，减小高填方路基沉降的概率。