本项目是在已完成的黑龙江省交通运输厅科技项目《高纬度岛状多年冻土区高速公路路基设计与施工技术研究》课题的基础上提出的推广应用研究，该课题曾获得中国公路学会科学技术一等奖。任务来源于黑龙江省交通运输厅。项目成果技术主要应用于高纬度岛状多年冻土区高速公路路基的保护和加固。本项目作为推广应用技术主要内容有：通过热棒技术在冬季利用热棒的高效导热技术对路基的多年冻土进行降温冷冻，使路基下的地温更低，避免多年冻土因气候变化和人为扰动产生融化下沉，实现主动保护多年冻土地基的目的，该技术在项目试验和推广应用中取得了理想效果，达到了国际先进水平。路堤下筏板CFG（水泥粉煤灰碎石）桩复合地基的推广应用是利用刚性桩对多年冻土路基进行支撑加固技术，是在路堤下的多年冻土地基中设置一定间距和直径的CFG桩，桩端至不融沉的稳定地层，通过桩体的支撑作用保证筏板上填筑的路基不会因多年冻土的融化而发生下沉和不均匀沉降，该技术在试验段取得了较好效果，避免了冻土路基的沉降过大和不均匀沉降，该技术在国内首次采用该技术。碎石桩复合地基主要是对浅层多年冻土进行促融加固处理，通过碎石桩对融化地层进行挤密和对冻土地层进行促进融化并形成复合地基；水泥稳定碎石桩和小直径减沉群桩技术是通过半刚性和刚性桩体支撑同时与桩间土共同形成复合地基，减少和消除多年冻土地基的融沉病害，该技术是在水泥稳定砂砾桩和CFG桩的应用研究基础创新提出，国内尚属首次应用。 目前国内用于多年冻土的路基的处理方案主要有：浅层的清除多年冻土换填砂砾；主动冷却公路冻土地基的热棒路基；积极保护多年冻土的通风管路基、片块石气冷路基、碎石护坡、遮阳棚等技术方案；允许和促融加固的CFG（水泥粉煤灰碎石桩）桩、水泥稳定砂砾或水泥稳定碎石桩、碎石桩复合地基、水泥生石灰碎石桩等。本课题是在借鉴国内外的研究成果基础上，选取几项试验效果较为理想而且比较经济的技术方案，在省内高速公路的多年冻土路段进行了推广应用，到达了预期效果，基本实现了消除多年冻土区高速公路路基冻土病害，降低公路建设和养护费用的目的，其经济性对比如下： 各冻土路基处理技术方案经济评价表 序号 技术方案 每公里造价 （万元） 比建桥节约费用 （万元） 比换填节约费用 （万元） 备注 1 架桥跨越 3600-4800 高速公路半幅 2 清除多年冻土换填 450-700 2900-4300 2-3m换填砂砾 3 热棒路基 300-350 3200-4500 100-400 保护冻土 4 CFG桩复合地基 400-500 3100-4400 50-200 允许融化 5 碎石桩复合地基 250-300 3300-4500 150-450 促进融化 6 水泥稳定砂砾桩 200-250 3300-4600 200-500 促进融化 通过半幅高速公路的各方案造价对比，并结合处理路段的冻土类型，施工环境和原材料情况，合理选取应用效果较好的多年冻土地基处理方案，实现解决多年冻土区的公路冻土病害难题并大幅度降低公路建设成本的目标。就近年来的试验和应用观测结论来看，热棒路基、水泥稳定砂砾桩较为经济。 课题组通过多年来的冻土专题研究和推广应用，不仅取得了丰硕的科研成果，积累了丰富的经验，还在技术上有所创新有所突破，尤其是在东北高纬度岛状多年冻土方面，基本解决了区域冻土路基病害的防治难题，在一些方面填补了国内空白。总之，课题研究成果的应用，不仅大幅度降低了工程造价，节约了公路建设成本，取得了良好的经济效益，也为多年冻土的专业技术提升、冻土区域的交通建设和社会发展做出了一定的贡献。因此，课题的研究和成果的推广应用都具有良好的经济和社会效益。 通过进一步考虑广泛采用应用水泥生石灰稳定碎石桩等半刚性桩对多年冻土地基进行促融加固，使多年冻土地基在短期内融化，并在施工期内完成沉降，保证冻土路基的工后沉降满足规范要求；通过改进多年冻土地基的成孔施工工艺，考虑采用埋设水泥混凝土管桩和解决刚性和半刚性桩的桩身质量和强度不足等问题，同时也解决了桩体完整性和保证低温环境混凝土强度的难题。

黑龙江省公路勘察设计院

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