[發明專利]一種等載置換輕質土幫寬路基結構、設計及施工方法

有效

• 申請號: 202010214477.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111395062B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 陳偉志;閔衛鯨;孫曉;周成;吳沛沛
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: E01B2/00
• 分類號: E01B2/00;E02D5/34;G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王波

1.一種等載置換輕質土幫寬路基結構，其特征在于，包括：

復合輕質樁(1)，間隔設置于緊鄰既有無砟軌道路基(6)的地基(5)內，所述復合輕質樁(1)包括成樁輕質體(11)，所述成樁輕質體(11)由輕質土制成，所述復合輕質樁(1)還包括復合加筋籠(12)，所述復合加筋籠(12)埋設于所述成樁輕質體(11)內，所述復合加筋籠(12)包括周向間隔設置的豎向土工格柵(121)和豎向間隔設置的環形土工格柵(122)，所述豎向土工格柵(121)與所述環形土工格柵(122)相連接；

輕質土槽(2)，連接于所述復合輕質樁(1)頂部，所述輕質土槽(2)由輕質土制成，所述輕質土槽(2)的一側為傾斜懸臂(23)，所述傾斜懸臂(23)與既有無砟軌道路基(6)側面傾斜度相適配，所述輕質土槽(2)底部埋入所述地基(5)；

土質填料層(4)，填筑在所述輕質土槽(2)內。

2.根據權利要求1所述的一種等載置換輕質土幫寬路基結構，其特征在于，所述輕質土槽(2)上沿高度方向間隔設置有土工格柵(22)，至少一個所述土工格柵(22)貫穿所述土質填料層(4)，并與所述輕質土槽(2)兩側懸臂端相連接。

3.根據權利要求2所述的一種等載置換輕質土幫寬路基結構，其特征在于，所述輕質土槽(2)底部預埋有鋼筋網(21)，所述鋼筋網(21)與所述復合輕質樁(1)相連接。

4.根據權利要求3所述的一種等載置換輕質土幫寬路基結構，其特征在于，所述復合輕質樁(1)頂部埋設有連接鋼筋(3)，所述連接鋼筋(3)與所述鋼筋網(21)固定連接。

5.一種等載置換輕質土幫寬路基結構的設計方法，其特征在于：包含以下步驟：

S1：基于權利要求1-4任意一項所述的幫寬路基結構建立幫寬路基設計模型，并使所述幫寬路基設計模型滿足：當輸入所述復合輕質樁(1)的設計參數、所述輕質土槽(2)的設計參數時，輸出上部結構總重量W_z和所述復合輕質樁(1)的數量n，其中，所述上部結構包括所述輕質土槽(2)、所述土質填料層(4)和上部軌道結構；

S2：根據所述上部結構總重量W_z和所述復合輕質樁(1)的數量n計算復合輕質樁(1)的承載安全系數K，并使所述承載安全系數K滿足所述復合輕質樁(1)的承載要求；

S3：根據滿足所述復合輕質樁(1)的承載要求的承載安全系數K得到最終的路基結構的設計參數。

6.根據權利要求5所述的一種設計方法，其特征在于，所述幫寬路基設計模型具體為：

W_z＝(B-0.5mh)shγ_n1+(B-2d-0.5mh_n2)(γ_n2-γ_n1)sh_n2+2sb₁q₁+(s₁-b₁)sq₀-(B-mh-0.5mΔh)(γ-γ_n1)Δhs

式中，W_z為上部結構總重量，單位kN；s為復合輕質樁(1)樁間距，單位m；n為復合輕質樁(1)的數量；B為幫寬路基頂部寬度，單位m；m為既有無砟軌道路基(6)邊坡坡率；h為幫寬路基高度，單位m；γ_n1為輕質土重度，單位kN/m³；d為輕質土槽(2)懸臂厚度，單位m；h_n2為土質填料層(4)填筑厚度，單位m；γ_n2為土質填料層(4)重度，單位kN/m³；b₁為軌道分布寬度，單位m；q₁為軌道自重，單位kN/m²；s₁為線間距，單位m；q₀為線間荷載，單位kN/m²；Δh為土質填料層(4)置入地基(5)深度，單位m；γ為地基(5)土重度，單位kN/m³。