本發(fā)明涉及高速鐵路領(lǐng)域，特別是涉及一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基及其施工方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大、路網(wǎng)不斷加密，出現(xiàn)了越來(lái)越多新建無(wú)砟軌道高速鐵路，這些無(wú)砟軌道高速鐵路與既有高鐵存在交叉、并行與接入等情況。既有運(yùn)營(yíng)高鐵對(duì)軌道平順性的要求非常嚴(yán)格，軌面差異沉降控制在2mm以內(nèi)，因此，新建鐵路對(duì)臨近既有高鐵的影響直接關(guān)系到其運(yùn)營(yíng)的安全性與舒適性。

現(xiàn)階段，新建鐵路對(duì)既有高鐵影響的研究不系統(tǒng)、不深入，現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范尚無(wú)明確考慮新建鐵路路基填筑高度、填筑寬度及填筑施工過(guò)程等路基自身變形對(duì)既有高鐵影響的計(jì)算模型和分析方法，設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)的理論支撐，使得臨近既有高鐵的新建鐵路路基工程設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)多樣性和不確定性，存在工程風(fēng)險(xiǎn)和措施過(guò)度等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種路基自身變形對(duì)既有高鐵沒(méi)有影響的新建鐵路剛性路基。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述新建鐵路剛性路基的施工方法。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基，包括臨近既有高鐵線路路基設(shè)置的至少一排抗彎樁、在所述抗彎樁遠(yuǎn)離既有高鐵線路路基一側(cè)間隔設(shè)置的多排剛性樁以及設(shè)置在所述抗彎樁和剛性樁上的剛性路基頂板，所述剛性樁由位于地基內(nèi)的剛性樁基和位于剛性樁基上部的預(yù)留剛性樁組成，所述預(yù)留剛性樁和所述剛性路基頂板剛性連接，連接采用鋼筋砼芯樁連接。

所述剛性樁為鋼筋砼樁或預(yù)應(yīng)力管樁。

當(dāng)所述剛性樁為鋼筋砼樁時(shí)，所述新建鐵路剛性路基還包括鋼筋砼承臺(tái)，所述鋼筋砼承臺(tái)建在所述地基上，所述鋼筋砼承臺(tái)的樁板鋼筋穿過(guò)所述預(yù)留剛性樁的鋼筋。

當(dāng)所述剛性樁為預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)，所述預(yù)留剛性樁內(nèi)設(shè)置有鋼筋砼芯樁，所述鋼筋砼芯樁伸入地基以下的深度＞2.0m。

所述鋼筋砼芯樁可以是鋼筋砼樁，所述鋼筋砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁托盤、砼芯樁主筋和砼芯樁箍筋，所述鋼筋砼樁錨入所述剛性路基頂板內(nèi)的錨筋長(zhǎng)度≥所述鋼筋砼樁直徑的35倍。

所述鋼筋砼芯樁可以是格構(gòu)槽鋼砼樁，所述格構(gòu)槽鋼砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁鋼托盤、兩根砼芯樁槽鋼以及連接所述砼芯樁槽鋼的多根槽鋼連接筋。

所述抗彎樁為鋼筋砼樁或灌芯預(yù)應(yīng)力管樁，所述抗彎樁全長(zhǎng)采用砼灌芯處理。

所述鋼筋砼承臺(tái)為連梁或連扳。

一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的剛性樁基的施工，控制預(yù)應(yīng)力管樁端部和路基底部的設(shè)計(jì)標(biāo)高；

(2)待所述預(yù)應(yīng)力管樁靜壓或錘擊至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，控制預(yù)留預(yù)應(yīng)力管樁頂部標(biāo)高，進(jìn)行剛性樁基及抗彎樁鋼筋砼芯樁的施工；

(3)進(jìn)行剛性路基頂板的施工，施工時(shí)做好鋼筋砼芯樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。

一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)進(jìn)行鋼筋砼樁的剛性樁基施工，控制鋼筋砼樁端部和路基底部設(shè)計(jì)標(biāo)高；

(2)待鋼筋砼樁施工至路基底部標(biāo)高后，進(jìn)行連梁或連板的施工，同時(shí)將鋼筋砼樁的鋼筋籠預(yù)留至剛性路基頂板標(biāo)高，并使預(yù)留鋼筋錨入頂板的錨筋長(zhǎng)度≥鋼筋砼樁直徑的35倍，且連梁或連板鋼筋穿過(guò)鋼筋砼樁的鋼筋籠；

(3)待連梁或連板施工完成后，進(jìn)行輔助支模，完成預(yù)留鋼筋砼樁部分的施工；

(4)進(jìn)行剛性路基頂板施工，施工時(shí)做好預(yù)留剛性樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。

本發(fā)明通過(guò)設(shè)置剛性樁、頂板的抗彎樁來(lái)替代傳統(tǒng)的填土路基，上部荷載經(jīng)由剛性路基傳遞至剛性樁復(fù)合地基深度處。其有益效果如下：

1、本發(fā)明的剛性路基解決了路基填料需求的工程問(wèn)題，具有較大的經(jīng)濟(jì)性；

2、本發(fā)明解決了路基自身變形對(duì)臨近既有高鐵影響的工程問(wèn)題，根據(jù)新建鐵路與既有高鐵間的臨近型式(交叉、并行與接入等情況)，選擇剛性路基的加固方案，確定力學(xué)模型，依照橋梁墩基結(jié)構(gòu)聯(lián)合剛性體作用于半無(wú)限空間地基理論進(jìn)行力學(xué)分析計(jì)算，徹底忽略了傳統(tǒng)填土路堤自身變形及底部粗糙度引起的影響作用，解決了臨近既有高鐵的新建鐵路路基設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的盲目性和不確定性。

3、本發(fā)明的剛性路基大大提高了路基工程的施工效率，有效降低了新建鐵路路基建設(shè)過(guò)程對(duì)臨近既有高鐵應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的影響，保證了無(wú)砟軌道高速鐵路與既有線運(yùn)營(yíng)的安全性和舒適性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的路基結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施例的路基結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，鋼筋砼芯樁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a是本發(fā)明另一實(shí)施例中，鋼筋砼芯樁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b是圖4a中鋼筋砼芯樁的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a-5c是本發(fā)明中預(yù)應(yīng)力管樁不同施工階段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、剛性樁基；2、抗彎樁；3、預(yù)留剛性樁；4、剛性路基頂板；5、鋼筋砼承臺(tái)。

具體實(shí)施方式

剛性路基是通過(guò)在新建鐵路路基中設(shè)置預(yù)留剛性樁、頂板及抗彎樁來(lái)替代傳統(tǒng)的填土路基，上部荷載經(jīng)由剛性路基傳遞至剛性樁復(fù)合地基深度處。忽略了路基自身變形、底部粗糙度及其填筑過(guò)程等對(duì)臨近既有高鐵的影響。剛性路基包括兩種型式，一種是預(yù)應(yīng)力管樁型式，另一種是鋼筋砼樁型式，當(dāng)采用鋼筋砼樁型式時(shí)，需要考慮設(shè)置剛性承臺(tái)(連梁或連板)基礎(chǔ)。

抗彎樁是指剛性樁復(fù)合地基臨近既有高鐵一側(cè)的單排或多排剛性樁，型式為鋼筋混凝土灌注樁和灌芯預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，抗彎樁的功能體現(xiàn)在兩個(gè)方面：(1)當(dāng)出現(xiàn)新建高鐵與既有線交叉、并行與接入等情況時(shí)，其要承擔(dān)新建高鐵荷載對(duì)既有線影響的隔離控制責(zé)任，阻斷或減小新建鐵路路基建設(shè)過(guò)程等對(duì)既有高鐵的影響，需要進(jìn)行抗彎、抗剪布筋設(shè)計(jì)。(2)若新建鐵路與既有高鐵并行間距大于一定值，且對(duì)其安全運(yùn)營(yíng)無(wú)影響時(shí)，則該抗彎樁退化為一般的剛性樁，根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定鋼筋砼芯樁的長(zhǎng)度。

剛性路基力學(xué)模型及分析方法：

剛性路基由預(yù)留剛性樁聯(lián)合剛性頂板組合而成，其力學(xué)模型全部進(jìn)行剛性處理，分析時(shí)采取等效的橋梁墩基結(jié)構(gòu)聯(lián)合剛性體作用于半無(wú)限空間地基理論進(jìn)行計(jì)算。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1-圖5a，本發(fā)明的臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基包括：臨近既有高鐵線路路基設(shè)置的至少一排抗彎樁2、在所述抗彎樁2遠(yuǎn)離既有高鐵線路路基一側(cè)間隔設(shè)置的多排剛性樁以及設(shè)置在所述抗彎樁和剛性樁上的剛性路基頂板4，所述剛性樁由位于地基內(nèi)的剛性樁基1和位于剛性樁基1上部的預(yù)留剛性樁3組成，所述預(yù)留剛性樁3和所述剛性路基頂板4剛性連接。

所述剛性樁為鋼筋砼樁或預(yù)應(yīng)力管樁。

當(dāng)所述剛性樁為鋼筋砼樁時(shí)，所述新建鐵路剛性路基還包括鋼筋砼承臺(tái)5，所述鋼筋砼承臺(tái)5建在所述地基上，所述鋼筋砼承臺(tái)5的樁板鋼筋穿過(guò)所述預(yù)留剛性樁3的鋼筋。

當(dāng)所述剛性樁為預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)，所述預(yù)留剛性樁3內(nèi)設(shè)置有鋼筋砼芯樁，所述鋼筋砼芯樁伸入地基以下的深度＞2.0m，具體依據(jù)路基高度及設(shè)計(jì)計(jì)算確定。

所述鋼筋砼芯樁可以是鋼筋砼樁，所述鋼筋砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁托盤、砼芯樁主筋和砼芯樁箍筋，所述鋼筋砼樁錨入所述剛性路基頂板4內(nèi)的錨筋長(zhǎng)度≥所述鋼筋砼樁直徑的35倍。

所述鋼筋砼芯樁可以是格構(gòu)槽鋼砼樁，所述格構(gòu)槽鋼砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁鋼托盤、兩根砼芯樁槽鋼以及連接所述砼芯樁槽鋼的多根槽鋼連接筋。

所述抗彎樁2為鋼筋砼樁或灌芯預(yù)應(yīng)力管樁，所述抗彎樁全長(zhǎng)采用砼灌芯處理，增強(qiáng)其抗彎和抗剪性能。

所述鋼筋砼承臺(tái)5的設(shè)置可以充分考慮樁間土的效用，分擔(dān)剛性樁的部分豎向荷載，鋼筋砼承臺(tái)的型式依據(jù)工程實(shí)際，可選用連梁或連板。

剛性路基頂板的構(gòu)成須滿足上部靜-動(dòng)荷載組合的要求，其型式為鋼筋混凝土板。剛性路基頂板的設(shè)置一方面是充分將剛性路基進(jìn)行整體剛度調(diào)平，減少不均勻沉降，另一方面是將上部荷載向剛性樁復(fù)合地基深度處傳遞，降低新建鐵路對(duì)既有高鐵的不良影響。

剛性路基的施工技術(shù)本質(zhì)上有別于一般的上提式樁板式剛性樁復(fù)合地基，其工藝、工法更加的詳細(xì)，新建鐵路路基建設(shè)過(guò)程對(duì)臨近既有高鐵應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的影響可以較好地予以控制。

本發(fā)明的一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)如圖5a所示，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的剛性樁基的施工，控制預(yù)應(yīng)力管樁端部和路基底部的設(shè)計(jì)標(biāo)高，施工至路基底部設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，將預(yù)應(yīng)力管樁預(yù)留至頂板設(shè)計(jì)標(biāo)高；

(2)如圖5b所示，控制預(yù)留預(yù)應(yīng)力管樁頂部標(biāo)高，進(jìn)行剛性樁基及抗彎樁鋼筋砼芯樁的施工，將鋼筋砼芯樁施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)對(duì)抗彎樁進(jìn)行全長(zhǎng)灌芯施工；

(3)如圖5c所示，進(jìn)行剛性路基頂板的施工，施工時(shí)做好剛性樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。

本發(fā)明的另一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)進(jìn)行鋼筋砼樁的剛性樁基施工，控制鋼筋砼樁端部和路基底部設(shè)計(jì)標(biāo)高；

(2)待鋼筋砼樁施工至路基底部標(biāo)高后，進(jìn)行連梁或連板的施工，同時(shí)將鋼筋砼樁的鋼筋籠預(yù)留至剛性路基頂板標(biāo)高，并使預(yù)留鋼筋錨入頂板的錨筋長(zhǎng)度≥鋼筋砼樁直徑的35倍，且連梁或連板鋼筋穿過(guò)鋼筋砼樁的鋼筋籠；

(3)待連梁或連板施工完成后，進(jìn)行輔助支模，完成預(yù)留鋼筋砼樁部分的施工；

(4)進(jìn)行剛性路基頂板施工，施工時(shí)做好預(yù)留剛性樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。