一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構，其特征在于，包括設置在軟土層頂部的板梁、鋪設在板梁頂部的路基，所述板梁下方設有沿線路縱向的多排鉆孔灌注樁，所述鉆孔灌注樁樁底均穿透軟土層、硬土層至巖溶層，所述鉆孔灌注樁樁頂與板梁底部固定連接形成樁板結構，所述樁板結構兩側巖溶地基的硬土層與巖溶層結合處設有沿線路縱向的連續注漿加固區。本實用新型的路基結構對巖溶地基及上部土質覆蓋層進行了加固，提高了地基承載力，有效控制了路基工后沉降。
【專利說明】
一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及巖土工程領域，具體地指一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構。
【背景技術】
[0002]巖溶是灰巖、白云巖等可溶性巖石在水的長期溶蝕作用下產生的各種地質形態、作用和現象。巖溶地基變形破壞主要形式有地基承載力不足、不均勻沉降、地基滑動、地表坍塌等。而隨著社會經濟的發展，鐵路建設越來越快，越來越多的鐵路工程在巖溶地區展開，路基結構的平順性和穩定性直接關系到鐵路運營安全，故高速鐵路對地基穩定和沉降控制有著極為嚴格的要求。因此在巖溶地基上修建高速鐵路，必須對巖溶地基進行處理，采取有效加固措施控制路基的工后沉降，以保證軌道結構的長期穩定。
[0003]目前，對巖溶地基的處理措施主要有填墊法、注漿法、高壓旋噴法等。填墊法主要適用于裸露型巖溶和淺埋巖溶，并不適用于覆蓋型巖溶、深埋巖溶;注漿法是最常用的巖溶處理方法，但只能保證巖溶地基的穩定性，而不能很好的控制工后沉降；高壓旋噴法對施工工藝、施工的機械設備以及材料包括施工的經驗都有著很高要求，并不經濟，所以未大規模推廣使用。
[0004]因此為克服上述諸多缺陷，有必要提供一種不僅能保證巖溶地基穩定性、同時也能有效控制工后沉降、合理、經濟的加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的就是要解決上述【背景技術】的不足，提供一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構，對巖溶地基進行鉆孔灌注粧加固和壓力注漿處理，不僅保證了巖溶地基的長期穩定，也有效控制了工后沉降，同時滿足了巖溶地基高速鐵路路基的穩定性和變形控制的要求。
[0006]本實用新型的技術方案為:一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構，其特征在于，包括設置在軟土層頂部的板梁、鋪設在板梁頂部的路基，所述板梁下方設有沿線路縱向的多排鉆孔灌注粧，所述鉆孔灌注粧粧底均穿透軟土層、硬土層至巖溶層，所述鉆孔灌注粧粧頂與板梁底部固定連接形成粧板結構，所述粧板結構兩側巖溶地基的硬土層與巖溶層結合處設有沿線路縱向的連續注漿加固區。
[0007]優選的，所述鉆孔灌注粧、板梁同采用鋼筋混凝土澆筑而成，所述鉆孔灌注粧粧頂向上伸入板梁底部10-15cm且鉆孔灌注粧與板梁的受力鋼筋焊接綁扎。
[0008]優選的，所述多排鉆孔灌注粧中相鄰兩排鉆孔灌注粧之間的距離相等，為4-5m;所述每排鉆孔灌注粧中并排的相鄰兩鉆孔灌注粧之間的距離相等，為4-5m。
[0009]優選的，所述鉆孔灌注粧粧徑相等，為1.0-1.5m。
[0010]優選的，所述板梁沿線路縱向設置時，縱向相鄰兩塊板梁間預留有伸縮縫，所述伸縮縫內填塞有瀝青麻筋。
[0011]優選的，所述板梁沿線路橫向由多塊小型板梁以線路中心線對稱連接而成。
[0012]優選的，所述注漿加固區在土石分界面以上硬土層內的厚度范圍為3-5m，在土石分界面以下巖溶層內厚度的范圍為6-7m，所述注漿加固區的總厚度范圍為9-12m。
[0013]優選的，所述注漿加固區中注漿孔按正三角形或正方形陣列布置，注漿孔孔間距5_6m0
[0014]優選的，粧板結構兩側注漿加固區的加固范圍從平齊于同側板梁橫向端部起，路堤地段注漿加固區的加固范圍沿線路橫向向外至路堤坡腳外5.0m，路塹地段注漿加固區的加固范圍沿線路橫向向外至側溝平臺外邊緣。
[0015]本實用新型的原理為:
[0016]首先對地基表層的深厚軟土采用鉆孔灌注粧進行地基處理，粧長穿透軟土層、硬土層至巖溶層，形成具有整體性、水穩性和一定強度的復合地基，從而提高地基承載力，減少地基不均勻沉降和工后沉降，達到軟土加固地基的目的。然后，對深厚軟土地基下的巖溶土石分界面采用注漿加固，達到了對深厚軟土巖溶地基的處理，保證路基的長期穩定性及沉降要求。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018]通過粧板結構對巖溶地基及上部土質覆蓋層進行了加固，提高了地基承載力，有效控制了路基工后沉降；通過壓力注漿充填了巖溶裂隙、溶洞，堵塞了地下水活動空間，形成隔水層，從而防止了因地下水位波動而引起的巖溶塌陷，保證了巖溶地基的長期穩定性。且此地基加固結構形式并不復雜，經濟合理，今后可廣泛應用于高速鐵路巖溶地基加固中。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型沿線路橫向的結構示意圖
[0020]圖2為本實用新型注漿孔正三角形排列布置示意圖
[0021]圖3為本實用新型注漿孔正方形排列布置示意圖
[0022]其中:1.路基2.軟土層3.硬土層4.巖溶層5.土石分界面6.注漿加固區7.鉆孔灌注粧8.板梁9.注漿孔。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0024]如圖1所示，本實用新型提供一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構，所在的巖溶地基結構包括巖溶層4、位于巖溶層4上方的硬土層3、位于硬土層3上方的軟土層2，路基結構包括設置在軟土層2頂部的板梁8、鋪設在板梁8頂部的路基I，板梁8沿線路縱向且以線路中心線橫向對稱設置，線路中心線即為路基中心線，板梁8橫向兩端分別位于路基I同側的路肩與坡腳之間(如板梁8的左側橫向端部位于路基I左側的路肩與坡腳間，板梁8的右側橫向端部同理)。板梁8底部的軟土層2中設有沿線路縱向的多排鉆孔灌注粧7，鉆孔灌注粧7粧底均穿透軟土層2、硬土層3至巖溶層4，鉆孔灌注粧7粧頂與板梁8底部固定連接形成粧板結構，粧板結構兩側巖溶地基的硬土層3與巖溶層4結合處設有沿線路縱向的連續注漿加固區6。本實用新型中的線路中心線指的是線路橫截面中心線。
[0025]鉆孔灌注粧7、板梁8同采用鋼筋混凝土澆筑而成，鉆孔灌注粧7粧頂向上伸入板梁8底部10-15cm且鉆孔灌注粧7與板梁8的受力鋼筋焊接綁扎。鉆孔灌注粧7粧徑相等，直徑d為1-1.5m，粧間距D為4-5m，有效粧長18-22m，可視現場巖溶勘探情況而定，且滿足沉降檢算要求。本實施例中的板梁8橫向由厚1-1.2m，橫向尺寸為14m，縱向尺寸為7.2m的兩塊小型板梁連接形成，沿線路縱向相鄰兩塊小型板梁之間留寬2cm的伸縮縫，縫內填塞瀝青麻筋，伸縮縫位置宜位于兩排粧的中間位置。多排鉆孔灌注粧7中相鄰兩排鉆孔灌注粧7之間的距離相等，為4-5m，每排鉆孔灌注粧7中相鄰鉆孔灌注粧7之間的距離相等，為4-5m。本實施例同排相鄰鉆孔灌注粧7粧間距5.0m，相鄰排鉆孔灌注粧7的間距4.0m，即粧間距橫向5.0m，縱向4.0m0
[0026]注漿加固區6在土石分界面5以上硬土層3內的厚度范圍為3-5m，在土石分界面5以下巖溶層4內厚度的范圍為6-7m，注漿加固區6的總厚度范圍為9-12m。注漿加固區6中注漿孔9按正三角形或正方形布置如圖2-3所示，注漿孔9孔間距5-6m。板梁兩側的注漿加固區6的加固范圍從平齊于同側板梁8橫向端部起沿線路橫向向外(遠離線路方向)延伸，該結構同時適用與路堤地段和路塹地段:當為路堤地段時，注漿加固區6的加固范圍沿線路橫向向外至路堤坡腳外5.0m，當為路塹地段時，注漿加固區6的加固范圍沿線路橫向向外至側溝平臺外邊緣。
[0027]上述的加固處理巖溶地基的路基結構具體施工過程為:
[0028]a.采用鋼筋混凝土現場澆筑沿線路縱向的多排鉆孔灌注粧7，鉆孔灌注粧7粧身一般采用C35鋼筋混凝土現場澆筑，一次灌注完成，不得中途停頓。同排相鄰鉆孔灌注粧7粧間距5.0m，相鄰排鉆孔灌注粧7的間距4.0m，S卩粧間距橫向5.0m，縱向4.0m。鉆孔灌注粧7粧徑相等，為1.0-1.5m，有效粧長18-22m(本實施例優選粧徑1.2m，有效粧長20m)，如遇有溶洞，鉆孔灌注粧7應穿過溶洞進入巖層不少于2m，且粧底巖層厚度不小于3m，具體可視現場巖溶勘探情況而定，且要滿足沉降檢算要求。鉆孔灌注粧7上方、軟土層2頂部沿線路縱向鋪設C35鋼筋混凝土的板梁8，板梁8以線路中心線橫向對稱設置，鉆孔灌注粧7粧體伸入板梁8內10-15cm(本實施例優選15cm)且鉆孔灌注粧7與板梁8的受力鋼筋焊接綁扎，采用剛性連接形成粧板結構。板梁8沿線路橫向由一整塊直接鋪設或多塊小型板梁以線路中心線對稱連接而成，本實施例中的板梁8橫向由厚1-1.2m，橫向尺寸為14m，縱向尺寸為7.2m的兩塊小型板梁連接形成，沿線路縱向相鄰兩塊小型板梁之間留寬2cm的伸縮縫，縫內填塞瀝青麻筋，伸縮縫位置宜位于兩排粧的中間位置。
[0029]b.粧板結構兩側巖溶地基采用壓力注漿加固，對土石分界面5進行封閉處理，形成注漿加固區6(隔水層)。注漿加固區6總厚度不小于9m，其中土石分界面5以上硬土層3內厚度不小于3m，以下巖溶層4內不小于6m。注漿加固區6，充填了巖溶裂隙、溶洞，堵塞了地下水活動空間，能夠防止因地下水位波動引起巖溶塌陷。注漿孔9正三角形或正方形布置如圖2-3所示(圖2-3中左右向為沿線路縱向，上下向為沿線路橫向)，孔間距5-6m(本實施例優選5.0m)，從平齊于同側板梁8橫向端部起，路堤地段加固范圍至設計的路基I路堤坡腳外約5.0m，路塹地段加固范圍至側溝平臺外邊緣。注漿加固深度根據先導勘探孔揭示巖溶發育情況，一般加固深度為土石分界面5以下6m，如在6m范圍內巖溶頂板巖體破碎、或遇溶洞以及巖溶很發育時，應加大注漿厚度，應至溶洞底板以下不小于Im;注漿套管嵌入基巖0.5m，用水泥砂漿固結成一體。注漿孔遇到空洞或較大裂隙時，視具體情況采用中粗砂材料等回填至溶洞充填后才能進行注漿。注漿結束注漿口及時采用C15混凝土回填封閉。
[0030]c.板梁8頂部按設計鋪設路基I，板梁8橫向兩端分別位于同側路基I的路肩與坡腳之間。
[0031]綜上所述，通過粧板結構對巖溶地基及上部土質覆蓋層進行了加固，提高了地基承載力，有效控制了路基工后沉降；通過壓力注漿充填了巖溶裂隙、溶洞，堵塞了地下水活動空間，形成隔水層，從而防止了因地下水位波動而引起的巖溶塌陷，保證了巖溶地基的長期穩定性。且此地基加固結構及施工方式并不復雜，經濟合理，今后可廣泛應用于高速鐵路巖溶地基加固中。
【主權項】
1.一種加固處理新建鐵路巖溶地基的路基結構，其特征在于，包括設置在軟土層(2)頂部的板梁(8)、鋪設在板梁(8)頂部的路基(I)，所述板梁(8)下方設有沿線路縱向的多排鉆孔灌注粧(7)，所述鉆孔灌注粧(7)粧底均穿透軟土層(2)、硬土層(3)至巖溶層(4)，所述鉆孔灌注粧(7)粧頂與板梁(8)底部固定連接形成粧板結構，所述粧板結構兩側巖溶地基的硬土層(3)與巖溶層(4)結合處設有沿線路縱向的連續注漿加固區(6)。2.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，所述鉆孔灌注粧(7)、板梁(8)同采用鋼筋混凝土澆筑而成，所述鉆孔灌注粧(7)粧頂向上伸入板梁(8)底部10-15cm且鉆孔灌注粧(7)與板梁(8)的受力鋼筋焊接綁扎。3.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，多排所述鉆孔灌注粧(7)中相鄰兩排鉆孔灌注粧(7)之間的距離相等，為4-5m;每排所述鉆孔灌注粧(7)中并排的相鄰兩鉆孔灌注粧(7)之間的距離相等，為4-5m。4.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，所述鉆孔灌注粧(7)粧徑相等，為1.Ο-?.5m， 有效粧長 18-22m。5.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，所述板梁(8)沿線路縱向設置時，縱向相鄰兩塊板梁(8)間預留有伸縮縫，所述伸縮縫內填塞有瀝青麻筋。6.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，所述板梁(8)沿線路橫向由多塊小型板梁以線路中心線對稱連接而成。7.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，所述注漿加固區(6)在土石分界面(5)以上硬土層(3)內的厚度范圍為3-5m，在土石分界面(5)以下巖溶層(4)內厚度的范圍為6-7m，所述注漿加固區(6)的總厚度范圍為9-12m。8.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，所述注漿加固區(6)中注漿孔(9)為按正三角形或正方形陣列布置，注漿孔(9)孔間距5-6m。9.如權利要求1所述的路基結構，其特征在于，粧板結構兩側注漿加固區(6)的加固范圍從平齊于同側板梁(8)橫向端部起，路堤地段注漿加固區(6)的加固范圍沿線路橫向向外至路堤坡腳外5.0m，路塹地段注漿加固區(6)的加固范圍沿線路橫向向外至側溝平臺外邊緣。
【文檔編號】E02D5/34GK205576638SQ201620278194
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】王祥, 晏軍, 陳占, 顧湘生, 熊林墩, 李小和, 倪岳艷, 席亞麗, 趙新益, 熊朝輝, 田浩萍, 李添翼, 陳世剛, 王勇剛, 楊松
【申請人】中鐵第四勘察設計院集團有限公司