本發(fā)明涉及高速無砟軌道鐵路路堤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)。

技術(shù)背景

隨著中國(guó)高速鐵路走出海外，高鐵工程設(shè)計(jì)面臨著各種復(fù)雜地質(zhì)條件，富鹽軟弱鹽漬土地基就是其中之一。鹽漬土是指不同程度的鹽堿化土體的統(tǒng)稱，在全世界干旱、半干旱地區(qū)及濱海區(qū)域廣泛分布。鹽漬土與一般土不同，甚至比凍土、膨脹土和溶陷性黃土更特殊更復(fù)雜。鹽漬土地基具有溶陷性、鹽脹性和腐蝕性等不良特性，這種不良工程特性給全世界各種建筑物構(gòu)成了嚴(yán)重危害，導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)“一帶一路”發(fā)展規(guī)劃中涉及大面積的鹽漬土地區(qū)，在類似地區(qū)修建無砟軌道高速鐵路，特別是軟弱地基與富鹽鹽漬土地基并存地段，高速鐵路路基病害多，對(duì)高速列車正常運(yùn)營(yíng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

因此，針對(duì)富鹽軟弱鹽漬土區(qū)域建設(shè)高速鐵路無砟軌道路堤的情況，有必要結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，提出一種具有抗溶陷、抗鹽脹、耐腐蝕并能滿足沉降要求的路堤結(jié)構(gòu)，為無砟軌道路堤鹽漬土地基處理設(shè)計(jì)提供支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)，以有效解決鹽漬土地基的溶陷、鹽脹、腐蝕等工程難題，滿足高速鐵路無砟軌道沉降控制要求。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)，其特征是它包括：排水排鹽層，設(shè)置于富鹽軟弱鹽漬土地基表層；抗腐蝕加固樁，縱向、橫向間隔設(shè)置在富鹽軟弱鹽漬土地基中；抗溶陷加筋墊層，鋪設(shè)在抗腐蝕加固樁上方；路堤，填筑在抗溶陷加筋墊層上方；反壓護(hù)道，填筑在路堤兩側(cè)邊坡坡腳外；排水系統(tǒng)，包括排水溝和傾斜排水排鹽孔，排水溝設(shè)置在排水排鹽層兩側(cè)外，傾斜排水排鹽孔沿線路縱向間隔設(shè)置在排水排鹽層與兩側(cè)排水溝交界處。

本發(fā)明的有益效果是，能有效解決富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤設(shè)計(jì)面臨的技術(shù)難題，可及時(shí)排除地基表層富鹽，防止路堤次生鹽漬化，保證路堤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，滿足高速無砟鐵路變形控制要求，是一種具有抗溶陷、抗鹽脹、耐腐蝕并能滿足沉降要求的鹽漬土地基處理技術(shù)。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)的示斷面圖；

圖2本發(fā)明一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)中排水排鹽層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明本發(fā)明一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)中抗溶陷加筋墊層結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中示出技術(shù)特征及所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記：排水排鹽層1，中粗砂層1——碎石層12，抗腐蝕加固樁2，樁帽21，碎石墊層22，抗溶陷加筋墊層3，第一摻水泥碎石層31，鋼塑加筋復(fù)合土工格柵32，第二摻水泥碎石層33，路堤4，基床以下路堤41、基床底層42、基床表層43，反壓護(hù)道5，邊坡坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)6，路堤邊坡61，反壓護(hù)道邊坡62，排水系統(tǒng)7，排水溝71，傾斜排水排鹽孔72。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

參考如圖1，本發(fā)明的一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)包括：排水排鹽層1，設(shè)置于富鹽軟弱鹽漬土地基表層；抗腐蝕加固樁2，縱向、橫向間隔設(shè)置在富鹽軟弱鹽漬土地基中；抗溶陷加筋墊層3，鋪設(shè)在抗腐蝕加固樁1上方；路堤4，填筑在抗溶陷加筋墊層3上方；反壓護(hù)道5，填筑在路堤4兩側(cè)邊坡坡腳外；排水系統(tǒng)7，包括排水溝71和傾斜排水排鹽孔72，排水溝71設(shè)置在排水排鹽層1兩側(cè)外，傾斜排水排鹽孔72沿線路縱向間隔設(shè)置在排水排鹽層1與兩側(cè)排水溝71交界處。

參照?qǐng)D1，所述富鹽軟弱鹽漬土地基表層是指表層土挖除后的坑底，排水排鹽層1是設(shè)置在地基表層土挖除后的坑底上，表層土挖除厚度不少于0.5m，坑底由路基中心向兩側(cè)設(shè)置2％坡度；參照?qǐng)D2，所述排水排鹽層1由從下至上依次鋪設(shè)的中粗砂層11、碎石層12構(gòu)成，中粗砂層11厚度不少于0.1m，碎石層12厚度不少于0.4m。排水排鹽層1的作用在于將富鹽鹽漬土地基中遷移至地基表層的水、鹽排除至兩側(cè)排水溝71。排水排鹽層1中碎石層12的作用在于降低地下水的毛細(xì)水上升高度，防止鹽分聚集在路堤底部產(chǎn)生次生鹽害。排水排鹽層1還可作為變形緩沖層，消除或減少富鹽鹽漬土地基的鹽脹變形。

參照?qǐng)D1，排水排鹽層1設(shè)置后，在排水排鹽層1面上施作抗腐蝕加固樁2，抗腐蝕加固樁2的樁體穿過排水排鹽層1進(jìn)入富鹽軟弱鹽漬土地基中?？垢g加固樁2采用具有耐酸堿腐蝕性能的括水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)、管樁、素混凝土樁或鋼筋混凝土樁等，由路基中心按2％坡度向兩側(cè)設(shè)置至路堤邊坡與反壓護(hù)道平臺(tái)的交點(diǎn)，設(shè)計(jì)前應(yīng)根據(jù)地基土腐蝕等級(jí)測(cè)試設(shè)計(jì)樁體的耐腐蝕性能?？垢g加固樁2的樁長(zhǎng)和樁間距按無砟軌道沉降控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)且樁長(zhǎng)不小于富鹽鹽漬土溶陷臨界深度，同時(shí)樁長(zhǎng)應(yīng)滿足單樁承載力及樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性要求?？垢g加固樁2采用正三角形、正方形或矩形布置。抗腐蝕加固樁2在排水排鹽層1面上采用正三角形、正方形或矩形布設(shè)，樁頂設(shè)有配置鋼筋的樁帽21，樁帽21的形狀為圓柱體形或長(zhǎng)方體形，樁帽21配置的鋼筋應(yīng)滿足抗沖切檢算。樁帽21之間鋪設(shè)有碎石墊層22，碎石墊層22的厚度不小于樁帽22的高度。

參照?qǐng)D1，所述抗溶陷加筋墊層3設(shè)置在樁帽21和碎石墊層22上方，以2％的坡度由路基中心向兩側(cè)鋪設(shè)至抗腐蝕加固樁2最外側(cè)樁帽21的邊緣。參考圖3，所述抗溶陷加筋墊層3由從下至上依次鋪設(shè)的第一摻水泥碎石層31、鋼塑加筋復(fù)合土工格柵32、第二摻水泥碎石層33構(gòu)成。參照?qǐng)D1，鋼塑加筋復(fù)合土工格柵32在抗腐蝕加固樁2最外側(cè)樁帽21邊緣的回折長(zhǎng)度不少于2.5m。第一摻水泥碎石層31和第二摻水泥碎石層33中按體積摻入5～7％具有耐酸堿腐蝕性能的水泥。

鋼塑加筋復(fù)合土工格柵32的作用在于降低加固樁2樁間鹽漬土溶陷對(duì)路基面影響，確保路基長(zhǎng)期服役功能。根據(jù)理論計(jì)算方法確定鋼塑加筋復(fù)合土工格柵3.2的抗拉強(qiáng)度，可避免不同高度路堤盲目采用高強(qiáng)土工格柵，既保證工程安全，也可有效減少材料用量，節(jié)約工程投資?？谷芟菁咏顗|層3的鋼塑加筋復(fù)合土工格柵33的抗拉強(qiáng)度按考慮“卸荷拱”效應(yīng)的計(jì)算方法確定。具體按下式計(jì)算：

ζ_s＝βH

式中，T為土工格柵抗拉力，kN/m；f_c為格柵蠕變折減系數(shù)，取3.6～4.0；f_m為材料生產(chǎn)穩(wěn)定性可信系數(shù)，取1.05～1.10；f_d為施工損傷系數(shù)，取1.2～1.4；f_e為環(huán)境-酸堿-微生物影響系數(shù)，取1.8～2.0；[s_f]為無砟軌道鐵路路基面允許沉降量，單位mm；r為樁邊緣至樁間土中心或形心的距離，單位m；ζ_s為卸載系數(shù)(0≤ζ_s＜1)；E_g為格柵抗拉剛度，單位kN/m；β為衰減系數(shù)，單位1/m，β取值與路堤填料有關(guān)，由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

參照?qǐng)D1，在抗溶陷加筋墊層3上方填筑路堤4，從下至上鋪筑的基床以下路堤41、基床底層42和基床表層43，材料類型及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》。在路堤兩側(cè)邊坡61坡腳外填筑反壓護(hù)道5，反壓護(hù)道5頂面寬度不少于3m、高度不小于1.0m。反壓護(hù)道5的材料類型及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與基床以下路堤41相同，也應(yīng)滿足《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》。反壓護(hù)道5的作用在于延長(zhǎng)雨水入滲路徑，一定程度上避免了雨水入滲引發(fā)樁間鹽漬土溶陷。

參照?qǐng)D1，所述路堤4、反壓護(hù)道5兩側(cè)的路堤邊坡61、反壓護(hù)道邊坡6.2上鋪設(shè)有邊坡坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)6，邊坡坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)6可采用土工網(wǎng)墊客土撒草籽、人字形截水骨架或空心磚等形式。

參照?qǐng)D1，所述傾斜排水排鹽孔72沿線路縱向按1.0m進(jìn)行等間距開孔，傾斜排水排鹽孔72由排水排鹽層1向兩側(cè)排水溝71傾斜，傾斜坡度不小于6％，孔徑不小于100mm，孔口與排水溝溝底高差不小于0.4m。傾斜排水排鹽孔72的作用在于及時(shí)將排水排鹽層1的水鹽排出，并通過排水溝72排除，避免水鹽聚集在表層地基產(chǎn)生路基病害。

參照?qǐng)D1，通常，排水溝71溝底寬度不少于0.4m，溝深不少于0.8m；一般地段，排水溝71縱向排水坡度不應(yīng)小于8‰，單面排水坡長(zhǎng)度不大于800m；匯水地段，排水溝71縱向排水坡度不應(yīng)小于12‰，單面排水坡長(zhǎng)度不大于600m，排水溝71采用鋼筋混凝土預(yù)制拼裝，應(yīng)具有抵抗硫酸鹽、氯鹽、碳酸鹽腐蝕并具有抗老化特征。排水溝71的作用在于及時(shí)排除溝底積水、積鹽，避免溝底積水由傾斜排水排鹽孔71侵入排水排鹽層，導(dǎo)致鹽漬土地基浸泡溶陷。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

(1)排水排鹽層1設(shè)置在樁帽21及抗溶陷加筋墊層3下方，將鹽漬土地基中遷移至表層土的水鹽排除至兩側(cè)排水溝71，可以降低地下水的毛細(xì)水上升高度，甚至消除毛細(xì)水上升，防止有害鹽聚集在路堤底部產(chǎn)生次生鹽害；排水排鹽層1還可作為變形緩沖層，消除或減少鹽漬土地基的鹽脹變形。

(2)鋼塑加筋復(fù)合土工格柵32能有效避免降低加固樁2樁間鹽漬土溶陷對(duì)路基面影響，確保路基長(zhǎng)期服役功能；根據(jù)考慮“卸荷拱”效應(yīng)的計(jì)算方法確定鋼塑加筋復(fù)合土工格柵3.2的抗拉強(qiáng)度，可避免不同高度路堤盲目采用高強(qiáng)土工格柵，既保證工程安全，也可有效減少材料用量，節(jié)約工程投資。

(3)在路堤防水功能上，反壓護(hù)道5可延長(zhǎng)雨水入滲路徑，避免雨水入滲引發(fā)樁間鹽漬土溶陷；排水溝71可及時(shí)排除溝底積水、積鹽，避免溝底積水由傾斜排水排鹽孔侵入排水排鹽層，導(dǎo)致鹽漬土地基浸泡溶陷；傾斜排水排鹽孔72可及時(shí)將排水排鹽層1的水鹽排出，并通過排水溝7.2排除，避免水鹽聚集在表層地基產(chǎn)生鹽害。

(4)本發(fā)明設(shè)計(jì)流程清晰，施工順序明確，結(jié)構(gòu)安全可靠，路基質(zhì)量易于保障，不僅在國(guó)內(nèi)具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值，也可解決中國(guó)高鐵“走出去”面臨的鹽漬土地基處理難題。

以上所述只是采用用圖解說明本發(fā)明一種富鹽軟弱鹽漬土地區(qū)無砟軌道路堤結(jié)構(gòu)的一些原理，并非是要將本發(fā)明局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明所申請(qǐng)的專利范圍。