一种冻土地基施工方法
阅读说明：本技术 一种冻土地基施工方法 (Frozen soil foundation construction method ) 是由 江鑫 刘胜男 黄周熠 鄢梅梅 陈昌龙 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工程建筑技术领域,尤其是涉及一种冻土地基施工方法,包括以下步骤：在冻土层中由下到上依次铺设防水材料、保温隔热材料和地基；其中,保温隔热材料包括以下重量份数的组分：SiO-(2)气凝胶8～17份、聚苯颗粒5～9份、普通硅酸盐水泥2～8份、聚氨酯泡沫5～10份、空心玻璃微珠8～15份、乙二醇3～5份、轻质陶粒砂2～4份、聚乙烯5～10份、玄武岩纤维3～7份。本发明的技术方案能够为冻土层提供良好的保温隔热性能,维持冻土地层的恒温,有效缓解因温度变化对冻土层产生的冻胀、融沉问题,提高地基的稳定性。(The invention relates to the technical field of engineering construction, in particular to a frozen soil foundation construction method, which comprises the following steps: paving a waterproof material, a heat preservation and insulation material and a foundation in the frozen soil layer from bottom to top in sequence; the heat-insulating material comprises the following components in parts by weight: SiO 2 2 8-17 parts of aerogel, 5-9 parts of polystyrene particles, 2-8 parts of ordinary portland cement, 5-10 parts of polyurethane foam, 8-15 parts of hollow glass microspheres, 3-5 parts of ethylene glycol, 2-4 parts of light ceramsite sand and 5-E.C. polyethylene10 parts of basalt fibers and 3-7 parts of basalt fibers. The technical scheme of the invention can provide good heat preservation and insulation performance for the frozen soil layer, maintain the constant temperature of the frozen soil layer, effectively relieve the problems of frost heaving and thaw collapse of the frozen soil layer caused by temperature change, and improve the stability of the foundation.)
技术领域
本发明涉及工程建筑技术领域，尤其是涉及一种冻土地基施工方法。
背景技术
冻土是一种对温度极为敏感的土体介质，含有丰富的地下冰，具有流变性、长期强度远低于瞬时强度的特征，随着我国工程建设的持续推进，对冻土地区的开发不断深入，但在冻土地区进行工程建设时会遇到土层处于冻结、半冻结、正在冻结、正在融化或已经融化等各种状态，使冻土地基上施工也更加具有复杂性和可变性。
因此，为防止地基产生融沉、冻胀等问题，维持冻土层的稳定性在冻土地基施工中尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冻土地基施工方法，该方法能够为冻土层提供良好的保温隔热性能，维持冻土层的恒温，有效缓解因温度变化对冻土层产生的冻胀、融沉问题，提高地基的稳定性。
本发明提供一种冻土地基施工方法，包括以下步骤：在冻土层中由下到上依次铺设防水材料、保温隔热材料和地基；
其中，保温隔热材料包括以下重量份数的组分：SiO2气凝胶8～17份、聚苯颗粒5～9份、普通硅酸盐水泥2～8份、聚氨酯泡沫5～10份、空心玻璃微珠8～15份、乙二醇3～5份、轻质陶粒砂2～4份、聚乙烯5～10份、玄武岩纤维3～7份和水10～12份。
采用聚苯颗粒和空心玻璃微珠作为保温隔热材料的骨架，并引入轻质陶粒砂，使保温隔热材料具有优异的抗压强度，延长保温隔热材料的使用寿命，同时空心玻璃微珠内部的孔隙能够阻挡热量的传递，空心微珠和SiO2气凝胶协同作用，使材料具有保温隔热性能，并通过引入聚乙烯、聚氨酯泡沫、玄武岩纤维，进一步增强材料的保温隔热性能，且玄武岩纤维能够改善SiO2气凝胶的力学性能，提高SiO2气凝胶的强度，从而进一步提高保温隔热材料的抗压强度，同时在保温隔热材料中添加普通硅酸盐水泥和乙二醇，使保温材料具有优异的抗冻性，能够在低温条件下长期使用。
进一步地，保温隔热材料的厚度为10～15cm。若保温隔热材料的厚度过高，保温隔热材料的内部将形成对流传热而影响材料的保温隔热性能。
进一步地，防水材料包括以下重量份数的组分：聚氯乙烯15～25份、硅丙乳液4～8份、聚丙烯酸酯3～5份、石英砂10～15份和水6～8份。将聚氯乙烯作为主要原料，与硅丙乳液、聚丙烯酯和石英砂协同作用，使材料具有优异的防水性能，且石英砂坚硬、耐磨，使防水材料具有优异的抗压强度。
进一步地，冻土地基施工方法包括以下步骤：
S1.在冻土层挖掘基坑，铺设防水材料，对防水材料进行碾压；
S2.在防水材料上铺设保温隔热材料，对保温隔热材料进行碾压；
S3.在保温隔热材料上浇筑混凝土，混凝土硬化后，对基坑进行分层回填。
进一步地，步骤S1中，挖掘基坑过程中，当0m﹤冻土层厚度≤4m时，采用机械开掘冻土层；当4m﹤冻土层厚度≤1.2m时，采用机械破碎冻土层；当1.2m﹤冻土层厚度≤2m时，采用爆破法开挖冻土。
进一步地，步骤S1中，防水材料的碾压次数为3～5次。通过对防水材料进行碾压，使防水材料紧密结合，材料的防水效果更加优异。
进一步地，步骤S2中，保温隔热材料的碾压次数为4～6遍。通过对保温隔热材料进行碾压，使保温隔热材料紧密结合，材料的保温隔热效果更加优异。
进一步地，步骤S3中，回填材料为粗砂或砾石。采用非冻胀性材料代替冻土进行回填，防止冻土受温度变化影响发生冻胀或融沉，并对每层回填材料进行夯实，确保地基地稳定性。
进一步地，每层回填材料的厚度为100～150cm。
进一步地，回填材料的高度高于地面300～400mm。回填材料高于地面作为防沉层。
本发明的有益效果：
本发明的技术方案能够为冻土地基提供良好的保温隔热性能，维持冻土层的恒温，有效缓解因温度变化对冻土层产生的冻胀、融沉问题，提高地基的稳定性。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种冻土地基施工方法，包括以下步骤：
S1.在冻土层中挖掘基坑，根据冻土层的厚度选择不同的挖掘方式；
S2.在基坑中铺设防水材料，铺设完毕后，对防水材料进行碾压，碾压次数为3次；
S3.在防水材料上铺设保温隔热材料，铺设完毕后，对保温隔热材料进行碾压，碾压次数为4次；
S4.在保温隔热材料上浇筑混凝土，混凝土硬化后，采用粗砂对基坑进行分层回填，每层回填材料的厚度为100cm，回填材料的高度应高于地面300mm，作为防沉层。
其中，保温隔热材料包括以下重量份数的原料：SiO2气凝胶8份、聚苯颗粒5份、普通硅酸盐水泥2份、聚氨酯泡沫5份、空心玻璃微珠8份、乙二醇3份、轻质陶粒砂2份、聚乙烯5份、玄武岩纤维3份和水10份；
防水材料包括以下重量份数的原料：聚氯乙烯15份、硅丙乳液4份、聚丙烯酸酯3份、石英砂10份和水6份。
实施例2
一种冻土地基施工方法，包括以下步骤：
S1.在冻土层中挖掘基坑，根据冻土层的厚度选择不同的挖掘方式；
S2.在基坑中铺设防水材料，铺设完毕后，对防水材料进行碾压，碾压次数为4次；
S3.在防水材料上铺设保温隔热材料，铺设完毕后，对保温隔热材料进行碾压，碾压次数为5次；
S4.在保温隔热材料上浇筑混凝土，混凝土硬化后，采用粗砂对基坑进行分层回填，每层回填材料的厚度为130cm，回填材料的高度应高于地面350mm，作为防沉层。
其中，保温隔热材料包括以下重量份数的原料：SiO2气凝胶14份、聚苯颗粒7份、普通硅酸盐水泥5份、聚氨酯泡沫8份、空心玻璃微珠12份、乙二醇4份、轻质陶粒砂3份、聚乙烯7份、玄武岩纤维5份和水11份；
防水材料包括以下重量份数的原料：聚氯乙烯20份、硅丙乳液6份、聚丙烯酸酯4份、石英砂13份和水7份。
实施例3
一种冻土地基施工方法，包括以下步骤：
S1.在冻土层中挖掘基坑，根据冻土层的厚度选择不同的挖掘方式；
S2.在基坑中铺设防水材料，铺设完毕后，对防水材料进行碾压，碾压次数为5次；
S3.在防水材料上铺设保温隔热材料，铺设完毕后，对保温隔热材料进行碾压，碾压次数为6次；
S4.在保温隔热材料上浇筑混凝土，混凝土硬化后，采用粗砂对基坑进行分层回填，每层回填材料的厚度为150cm，回填材料的高度应高于地面400mm，作为防沉层。
其中，保温隔热材料包括以下重量份数的原料：SiO2气凝胶17份、聚苯颗粒9份、普通硅酸盐水泥8份、聚氨酯泡沫10份、空心玻璃微珠15份、乙二醇5份、轻质陶粒砂4份、聚乙烯10份、玄武岩纤维7份和水12份；
防水材料包括以下重量份数的原料：聚氯乙烯25份、硅丙乳液8份、聚丙烯酸酯5份、石英砂15份和水8份。
对比例1
一种冻土地基施工方法，与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：保温隔热材料中，采用膨胀珍珠岩代替空心玻璃微珠和SiO2气凝胶。
对比例2
一种冻土地基施工方法，与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：保温隔热材料中，采用硅藻土代替聚苯颗粒。
对比例3
一种冻土地基施工方法，与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：保温隔热材料中，采用陶瓷纤维代替玄武岩纤维。
测试例
对实施例1、对比例1～2制备的保温隔热材料进行测试，测试结果如表1所示。
表1
导热系数(W(m·K)，25℃)
抗压强度(MPa)
实施例1
0.06
14
实施例2
0.04
16
实施例3
0.03
17
对比例1
0.17
10
对比例2
0.12
7
对比例3
0.10
9
由表1可知，实施例3中的保温隔热材料的导热系数小、抗压强度高，具有优异的保温隔热性能和抗压强度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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