[發明專利]一種輕質土路基結構、路基系統及設計方法

有效

• 申請號: 202010219228.5
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111395063B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 陳偉志;姚裕春;蔣關魯;袁勝洋;李楚根
• 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;E02D5/22;E03F5/04;G06F30/13;G06F30/20;G06F119/14;G06F111/04
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王波

本發明涉及巖土工程技術領域，特別涉及一種輕質土路基結構、路基系統及設計方法,其中,輕質土路基結構包括：U型槽體，為輕質土制成的結構件；土質填料層，土質填料層填筑在U型槽體內；支撐板，設置于U型槽體底部；支撐梁，設置于支撐板底部；加固樁組件，連接于支撐梁底部，加固樁組件包括若干根加固樁。本發明的一種輕質土路基結構，結合U型槽體具有的輕質土材料及直立特征，以減少了加固樁組件上部載荷，大部分在加固樁側壁的隆起作用力可通過樁體錨固作用回傳遞至下部地基，不僅能有效控制路基隆起變形，還能有效承受結構整體荷載并控制沉降變形；而且大幅節省了建設用地，減少了生態環境破壞。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，特別涉及一種輕質土路基結構、路基系統及設計方法。

背景技術

在高速鐵路路基(特別是低路堤或路塹基床)與隧道工程領域，巖土地基的隆起變形是時下新興的巖土熱點問題，如凍土的凍脹、膨脹巖(土)膨脹、紅層軟質巖上拱、鹽漬土(巖)鹽脹以及其他因素造成地基上拱均是鐵路建設者面臨的新型難題，這與高速無砟鐵路變形控制要求極其嚴格有關。地基隆起變形超限極易引發高速鐵路無砟軌道板開裂，造成重大的無砟軌道病害，影響列車運行的平穩舒適性，甚至可能危及高速行車安全。

目前高速鐵路通過隆起性巖土地段采取的工程處置措施包括挖除換填、樁板結構與群樁地基，有效解決了地基承載力和沉降控制問題，但在隆起變形控制方面：

挖除換填極易顯著增大土石方開挖量，大量的取土、棄土將嚴重破壞生態環境；

樁板結構與地基采用面接觸，隆起作用力難以根據外部環境及時釋放，對結構產生了極大的向上作用力，若采用樁板結構強行控制隆起變形，將明顯增長樁基、加厚承載板，從而導致工程投資急劇增大；

群樁地基在抗隆起方面取得較顯著的效果，但樁間土地基剩余隆起量如何準確確定及其影響效果目前尚不明確，設計不確定因素較多。

而現有輕質土來澆筑成型結構件，其抗彎抗剪能力差，無法直接作為減輕上部載荷的手段來運用。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的:用于抗隆起變形的挖除換填嚴重破壞生態環境；樁板結構工程投資高；需要的樁結構承載要求高，群樁地基樁間土隆起難以徹底消除，輕質土無法直接作為減輕上部載荷的手段來運用的問題，提供一種輕質土路基結構、路基系統及設計方法，不僅能有效控制路基隆起變形，還能有效承受結構整體荷載并控制沉降變形；節省了建設用地，減少生態環境破壞。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種輕質土路基結構，包括：

頂部敞口設置的U型槽體，為輕質土澆筑制成的結構件；

土質填料層，由土質材料填充而成，所述土質填料層填筑在所述U型槽體內；

支撐板，設置于所述U型槽體底部，用于支撐所述U型槽體；

支撐梁，沿線路方向間隔設置若干個，所述支撐梁設置于所述支撐板底部，用于支撐所述支撐板，相鄰所述支撐梁之間的所述支撐板與地基之間具有空隙；

加固樁組件，連接于所述支撐梁底部，所述加固樁組件包括若干根加固樁，所有所述加固樁沿所述支撐梁長度方向間隔布置。

本發明所述的一種輕質土路基結構，頂部敞口設置的U型槽體用于放置土質填料層，以作為上部軌道結構的基礎，而U型槽體由輕質土填充而成，而由于成型的輕質土抗彎抗剪能力差，而兩支撐梁之間為脫空狀態，故采用具有抗彎剛度的支撐板用于支撐所述U型槽體，以達到U型槽體能夠使用輕質土作為原料制成的目的，從而大大減少了加固樁組件的上部載荷，避免因加固樁組件上部載荷過大，導致顯著增大加固樁樁長的情況發生；而土質填料層填筑土質填料，用于消散列車動應力，防止頻繁列車荷載作用導致下部用于制作U型槽體的輕質土出現裂化。