[發(fā)明專(zhuān)利]一種高鐵路基下膨脹土地基加固構(gòu)造及施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210449106.4
• 申請(qǐng)日: 2022-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114960305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段君義;粟雨;楊果林;劉偉平;林宇亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E01B2/00
• 分類(lèi)號(hào): E01B2/00;E01B1/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙歐諾專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;梁捷

本發(fā)明公開(kāi)了一種高鐵路基下膨脹土地基加固構(gòu)造，包括仿生樁體結(jié)構(gòu)、側(cè)向減脹功能體結(jié)構(gòu)、膨脹土地基、雙絞六邊形格賓網(wǎng)疊合層結(jié)構(gòu)和高鐵基床結(jié)構(gòu)；膨脹土地基內(nèi)設(shè)置有多個(gè)仿生樁體結(jié)構(gòu)和側(cè)向減脹功能體結(jié)構(gòu)，膨脹土地基包括下部的膨脹土地基穩(wěn)定區(qū)和上部的膨脹土地基活動(dòng)區(qū)；仿生樁體結(jié)構(gòu)沿長(zhǎng)度方向豎向穿過(guò)膨脹土地基活動(dòng)區(qū)，延伸至膨脹土地基穩(wěn)定區(qū)內(nèi)；側(cè)向減脹功能體結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置在膨脹土地基活動(dòng)區(qū)內(nèi)；在膨脹土地基活動(dòng)區(qū)范圍內(nèi)的仿生樁體結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置有呈蛇皮鱗狀堆疊的排列臺(tái)階；側(cè)向減脹功能體結(jié)構(gòu)包括均勻混合的柔性散體材料和剛性散體材料。本發(fā)明還公開(kāi)了一種前述高鐵路基下膨脹土地基加固構(gòu)造的施工方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程膨脹土地基加固處置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高鐵路基下膨脹土地基加固構(gòu)造及施工方法。

背景技術(shù)

根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(TB 10621-2014)》規(guī)定，高鐵路基允許的沉降量小于15mm，而受限于扣件調(diào)整范圍，路基隆起變形量應(yīng)小于4mm。可見(jiàn)，高速鐵路對(duì)路基隆起變形與沉降變形的控制要求十分嚴(yán)苛。然而，膨脹土是一種在含水率變化情況下具有顯著脹縮變形特點(diǎn)的特殊土。受膨脹土的脹縮變形特性影響，膨脹土地區(qū)高鐵路基的隆起變形與沉降變形容易超過(guò)規(guī)范的控制要求，引發(fā)路基變形災(zāi)害。工程實(shí)踐表明，即便是微膨脹性土體也可引發(fā)路基變形病害。因此，提出合理措施控制路基隆起變形與沉降變形十分必要，這將關(guān)系到膨脹土地區(qū)高鐵路基的運(yùn)行安全。受線(xiàn)路標(biāo)高、縱坡坡度、地形地貌及周邊環(huán)境等條件影響，修建于膨脹土地區(qū)的高鐵路基工程，其基床結(jié)構(gòu)坐落在膨脹土地基上。因此，避免高鐵路基產(chǎn)生過(guò)大隆起變形與沉降變形的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題為高鐵路基下膨脹土地基隆起變形和沉降變形的控制措施。

而傳統(tǒng)的控制措施，如：物理化學(xué)改良法、水平減脹層、深層滲水盲溝、全封閉防排水層、CFG樁加固法等，雖然可在一定程度上抑制和減緩膨脹土地基的變形發(fā)展，但在復(fù)雜氣候與地質(zhì)環(huán)境中，膨脹土地基變形的長(zhǎng)期控制效果仍無(wú)法滿(mǎn)足高鐵路基工程的高標(biāo)準(zhǔn)要求，路基變形病害依舊不斷產(chǎn)生。

專(zhuān)利文獻(xiàn)CN201710609816公開(kāi)了一種無(wú)砟軌道鐵路膨脹土路塹結(jié)構(gòu)及施工方法，它包括：水泥粉煤灰碎石樁，橫向、縱向間隔成排設(shè)置在膨脹土地基中形成復(fù)合地基，其設(shè)置深度超過(guò)膨脹土大氣影響厚度；彈性土工型材，設(shè)置在橫向相鄰兩排水泥粉煤灰碎石樁之間的膨脹土地基表層中，沿膨脹土地基縱向延伸；墊層結(jié)構(gòu)，分層填筑在復(fù)合地基頂部；基床底層和基床表層，基床底層分層填筑在墊層結(jié)構(gòu)頂部，基床表層分層填筑在基床底層頂部；排水側(cè)溝，設(shè)置在路塹結(jié)構(gòu)兩側(cè)，在其底部設(shè)置縱向盲溝。該專(zhuān)利依靠彈性土工型材的彈性性能直接釋放膨脹土地基的豎向變形，繼而降低膨脹土的隆起變形，但存在釋放豎向變形過(guò)量的問(wèn)題，極容易適得其反，反而使得膨脹土地基沉降變形超標(biāo)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)CN201810424707公開(kāi)了一種膨脹軟質(zhì)巖無(wú)砟軌道路塹基床的抗隆起結(jié)構(gòu)及施工方法，包括填筑于膨脹軟質(zhì)巖基底上的路塹基床底層、路塹基床表所述膨脹軟質(zhì)巖基底的巖體內(nèi)橫向、縱向間隔設(shè)置深消能孔、淺消能孔，各深消能孔、淺消能孔內(nèi)填塞設(shè)置消能體，其上端口壓入封口塞形成密封。所述深消能孔、淺消能孔之間設(shè)置錨入膨脹軟質(zhì)巖基底巖體內(nèi)的變形監(jiān)測(cè)元件。該專(zhuān)利的消能孔的存在降低了膨脹土地基的承載能力，從而使得對(duì)膨脹土地基沉降變形控制無(wú)法滿(mǎn)足。

專(zhuān)利文獻(xiàn)CN201911168759公開(kāi)了一種含無(wú)砟軌道路基的膨脹土地基構(gòu)造及施工方法，包括多孔管樁、膨脹土地基、土工合成材料加筋墊層和無(wú)砟軌道路基，所述多孔管樁和膨脹土地基設(shè)置在最下部，其上方從下至上依次設(shè)置土工合成材料加筋墊層和無(wú)砟軌道路基；所述膨脹土地基內(nèi)豎向設(shè)置有多根多孔管樁，所述多孔管樁包括空心多孔樁體和填充在其內(nèi)的彈性體材料，所述空心多孔樁體為空心的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述多孔管樁還包括在徑向上貫通空心多孔樁體內(nèi)外壁的徑向通孔。該專(zhuān)利可實(shí)現(xiàn)膨脹土地基的隆起變形和沉降變形的同時(shí)控制，但只適用于膨脹土土顆粒粒徑較小的土質(zhì)環(huán)境。