專利名稱：處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及路基施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，用于解決運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)問(wèn)題的技術(shù)手段主要有側(cè)向約束樁結(jié)合基底注衆(zhòng)技術(shù)、置換輕型材料技術(shù)、基床下長(zhǎng)螺旋CFG樁(Cement Fly-ash Grave,水泥粉煤灰碎石樁)技術(shù)和基床下鉆孔樁技術(shù)等?，F(xiàn)有的側(cè)向約束樁結(jié)合基底注漿技術(shù)需在路堤兩側(cè)坡腳附近施工3 4排旋噴樁或管樁進(jìn)行側(cè)向約束，在邊坡及坡腳附近引孔對(duì)路堤基底采用靜壓注漿加固，具有可提高路堤結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、減小地基沉降和對(duì)既有路基破壞小的優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)過(guò)程可控性差，加固效果有待時(shí)間檢驗(yàn)，不能徹底解決軟土路基沉降超標(biāo)問(wèn)題?，F(xiàn)有的置換輕型材料技術(shù)是通過(guò)分段開(kāi)挖路基后采用氣泡混合輕質(zhì)土等輕型填料置換原路基填料，可減輕地基的荷載，從而減少地基沉降和提高地基的穩(wěn)定性，質(zhì)量可控性高。但該技術(shù)對(duì)既有路基破壞大，對(duì)路基面上設(shè)有電纜槽等難以拆除的結(jié)構(gòu)物的路基方案可實(shí)施性差?；蚕麻L(zhǎng)螺旋CFG樁和鉆孔樁結(jié)構(gòu)技術(shù)需拆除軌道結(jié)構(gòu)、接觸網(wǎng)線等，要求開(kāi)挖至路肩下一定深度，通過(guò)在路基面范圍內(nèi)施工CFG樁或鉆孔樁徹底根治解決沉降超標(biāo)及路基穩(wěn)定問(wèn)題。該技術(shù)對(duì)既有路基的破壞有限，但工期要求較長(zhǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)施工便道和泵送料困難時(shí)，可實(shí)施性差。目前，尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)既有路基破壞小、可實(shí)施性好、質(zhì)量易于控制且能在較短工期內(nèi)徹底根治運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)問(wèn)題的技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要提供一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對(duì)既有路基破壞小、可實(shí)施性好、質(zhì)量易于控制且能在較短工期內(nèi)徹底根治運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)此目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，包括路基、開(kāi)設(shè)在路基頂部的基坑，所述基坑上設(shè)有垂直插入路基內(nèi)部的多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，所述每個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁的頂端設(shè)置樁帽，所述相鄰樁帽之間設(shè)置連接鋼筋和混凝土，所述樁帽的頂部鋪設(shè)復(fù)合土工膜，在復(fù)合土工膜上方鋪設(shè)中粗砂層，所述中粗砂層上鋪設(shè)第一層級(jí)配碎石層，所述第一層級(jí)配碎石層上鋪設(shè)高強(qiáng)土工格柵墊層，所述高強(qiáng)土工格柵墊層上鋪設(shè)第二層級(jí)配碎石層；所述樁帽與路基之間設(shè)置樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器，所述路基上還設(shè)置有貫穿樁帽、復(fù)合土工膜、中粗砂層、第一層級(jí)配碎石層、高強(qiáng)土工格柵墊層和第二層級(jí)配碎石層的路基本體沉降監(jiān)測(cè)器，所述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器的底端插入路基內(nèi)。[0010]所述基坑內(nèi)設(shè)置依次相互連通的豎向注漿管、橫向注漿管和縱向注漿管。所述基坑的兩端設(shè)置通向邊坡的泄水管，所述泄水管的一端插入中粗砂層，泄水管的另一端通向邊坡。所述多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁在路基上均勻布置，橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁間的間距相等，縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁間的間距也相等，所述橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁間的間距為2 3m ;所述縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁間的間距為2 3m。所述邊坡兩側(cè)路肩處設(shè)有路肩沉降監(jiān)測(cè)器；所述樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器包括單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)、錨頭、法蘭盤(pán)和第一安裝管；所述路基上開(kāi)設(shè)有監(jiān)測(cè)器安裝槽，在監(jiān)測(cè)器安裝槽的底層鋪設(shè)槽底中粗砂墊層，在監(jiān)測(cè)器安裝槽內(nèi)設(shè)置第一安裝管，在第一安裝管內(nèi)設(shè)置單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)的頂端通過(guò)錨頭插入樁帽內(nèi)，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)的底端設(shè)有法蘭盤(pán)，所述法蘭盤(pán)連接槽底中粗砂墊層，所述第一安裝管與監(jiān)測(cè)器安裝槽之間填充槽內(nèi)回填砂；所述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器包括沉降板底座、沉降測(cè)桿、第二安裝管和管帽，其中，所述第二安裝管的頂端連接管帽，第二安裝管的底端設(shè)置于沉降板底座上，所述第二安裝管內(nèi)設(shè)置沉降測(cè)桿，所述沉降測(cè)桿的頂端伸出第二安裝管且低于管帽，沉降測(cè)桿的底端連接沉降板底座，所述沉降板底座與路基連接；所述路肩沉降監(jiān)測(cè)器包括螺紋鋼釬和孔內(nèi)灌注水泥漿，所述路肩處開(kāi)設(shè)有垂直槽，所述垂直槽內(nèi)設(shè)置螺紋鋼釬，所述垂直槽和螺紋鋼釬之間設(shè)置灌注水泥漿。本實(shí)用新型的有益效果為:1、本實(shí)用新型僅需拆除軌道、接觸網(wǎng)線及路基開(kāi)挖至路肩下f 2m，對(duì)路基的破壞程度相對(duì)較小，主體結(jié)構(gòu)施工工期短，且質(zhì)量易于控制。2、本實(shí)用新型所采用的加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)將列車、軌道和基床約50%的荷載傳遞至由預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁+樁帽組成的主要承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，由于預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁伸入有效持力層，大大減少了路基本體承受的荷載，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁由于群樁效應(yīng)對(duì)路基本體的沉降又能起到約束作用，從而可從根本上控制軟土路基沉降，保證了軌道的平順性和列車的安全運(yùn)營(yíng)。3、本實(shí)用新型設(shè)置的基床排水系統(tǒng)可有效排除基床內(nèi)部水，防止產(chǎn)生基床病害。4、本實(shí)用新型的預(yù)留注漿系統(tǒng)可根據(jù)沉降觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)選擇合理時(shí)機(jī)對(duì)樁帽下路基本體局部脫空部位進(jìn)行補(bǔ)注漿處理，從而避免樁帽受力條件惡化，確保了路基的整體性，本專利提出的新型結(jié)構(gòu)型式能更好的適用于處理運(yùn)營(yíng)前工期緊張的鐵路軟土路基沉降超標(biāo)問(wèn)題?？傮w來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型的加固結(jié)構(gòu)由主要承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、基床排水系統(tǒng)、沉降觀測(cè)系統(tǒng)和預(yù)留注漿系統(tǒng)五大部分組成，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)既有路基破壞大、工期長(zhǎng)、可實(shí)施性差、質(zhì)量不易控制及無(wú)法根治軟土路基沉降超標(biāo)的問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型中軟土路基沉降處治新型結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖；圖2為本實(shí)用新型中原路基開(kāi)挖上部形成基坑后橫斷面示意圖；[0025]圖3為本實(shí)用新型中樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型中樁帽沉降監(jiān)測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型中路肩沉降監(jiān)測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型中路基本體沉降監(jiān)測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I一主要承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、1.1一預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁、1.2—樁帽、2—加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、2.1—高強(qiáng)土工格柵墊層、2.2—第一層級(jí)配碎石層、2.3—連接鋼筋、
2.4一混凝土、2.5一第二層級(jí)配碎石層、3—基床排水系統(tǒng)、3.1一復(fù)合土工膜、3.2一泄水管、3.3—中粗砂層、4一沉降觀測(cè)系統(tǒng)、4.1一樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器、4.1.1一單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)、4.1.2—監(jiān)測(cè)器安裝槽、4.1.3—錨頭、4.1.4一法蘭盤(pán)、4.1.5—第一安裝管、4.1.6—槽內(nèi)回填砂、4.1.7—槽底中粗砂墊層、4.2—樁帽沉降監(jiān)測(cè)器、4.2.1一鋼釬，
4.2.2—鋼套管，4.2.3—紋管帽、4.3—路肩沉降監(jiān)測(cè)器、4.3.1一螺紋鋼釬、4.3.2—水泥漿、4.4一路基本體沉降監(jiān)測(cè)器、4.4.1一沉降板底座、4.4.2—沉降測(cè)桿、4.4.3—第二安裝管、4.4.4一管帽、5.1—豎向注漿管、5.2—橫向注漿管、5.3—縱向注漿管、6—路基結(jié)構(gòu)、
6.1一路基、6.2一邊坡、6.3一基坑。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固方法，如圖1飛所示，它包括如下步驟:步驟1:拆除需要加固鐵路軟土路基區(qū)域的軌道結(jié)構(gòu)和接觸網(wǎng)線，然后挖除路基
6.1上部基床，形成基坑6.3，在基坑6.3上設(shè)置垂直插入路基6.1內(nèi)部的多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1施工完成后，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1與孔壁間及時(shí)采用細(xì)石混凝土充填密實(shí)；步驟2:在基坑6.3內(nèi)預(yù)埋依次相互連通的豎向注漿管5.1、橫向注漿管5.2和縱向注漿管5.3，上述豎向注漿管5.1、橫向注漿管5.2和縱向注漿管5.3用來(lái)對(duì)樁帽下路基本體局部脫空部位進(jìn)行補(bǔ)注漿處理，可避免樁帽受力條件惡化，確保路基的整體性，在開(kāi)挖后路基6.1的基坑6.3底部預(yù)埋樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1和路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4，然后吊裝預(yù)先綁扎好的多個(gè)樁帽鋼筋籠至對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1上，在相鄰樁帽鋼筋籠間安裝連接鋼筋2.3，在樁帽鋼筋籠內(nèi)灌注樁帽混凝土，待樁帽混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后形成樁帽1.2，所述相鄰樁帽1.2間充填混凝土 2.4，最好選用C25素混凝土，所述樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1位于樁帽1.2與路基6.1之間；步驟3:在樁帽1.2的上方鋪設(shè)復(fù)合土工膜3.1，該復(fù)合土工膜3.1，在復(fù)合土工膜
3.1上方鋪設(shè)0.1m厚的中粗砂層3.3，在中粗砂層3.3上鋪設(shè)第一層級(jí)配碎石層2.2，在第一層級(jí)配碎石層2.2上鋪設(shè)高強(qiáng)土工格柵墊層2.1，在高強(qiáng)土工格柵墊層2.1上鋪設(shè)第二層級(jí)配碎石層2.5，步驟2中預(yù)埋的路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4貫穿樁帽1.2、復(fù)合土工膜3.1、中粗砂層3.3、第一層級(jí)配碎石層2.2、高強(qiáng)土工格柵墊層2.1和第二層級(jí)配碎石層2.5，所述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4的底端插入路基6.1內(nèi)；上述高強(qiáng)土工格柵層2.1設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度不小于250kN/m，延伸率< 10%，第一層級(jí)配碎石層2.2和第二層級(jí)配碎石層2.5厚度均為0.4 0.6m,上述復(fù)合土工膜3.1的CBR (承載比)頂破強(qiáng)度不小于2.5kN ；[0035]步驟4:在所述基坑6.3的兩端設(shè)置通向邊坡6.2的泄水管3.2，該泄水管3.2為PVC (polyvinylchloride，聚氯乙烯)泄水管，該P(yáng)VC泄水管的直徑為10cm，泄水管3.2的一端插入中粗砂層3.3，泄水管3.2的另一端通向邊坡6.2，即形成運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降的加固結(jié)構(gòu)。上述技術(shù)方案中，多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1在開(kāi)挖后的路基上均勻布置，橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距相等，縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距也相等。上述技術(shù)方案中，橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距為2 3m ;縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距為2 3m，近似成正方形布置。上述技術(shù)方案中，在步驟2中，在開(kāi)挖后的路基6.1上還預(yù)埋樁帽沉降監(jiān)測(cè)器
4.2，樁帽沉降監(jiān)測(cè)器4.2的底端插入樁帽1.2，樁帽沉降監(jiān)測(cè)器4.2的頂端貫穿復(fù)合土工膜3.1、中粗砂層3.3、第一層級(jí)配碎石層2.2、高強(qiáng)土工格柵墊層2.1和第二層級(jí)配碎石層
2.5o上述方案在步驟I中，開(kāi)挖路基6.1至路肩下廣2m，形成基坑6.3，步驟2中，在兩側(cè)邊坡6.2路肩位置預(yù)埋路肩沉降監(jiān)測(cè)器4.3。上述技術(shù)方案中，所述樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1包括單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1、錨頭4.1.3、法蘭盤(pán)4.1.4和第一安裝管4.1.5 ;步驟2中，預(yù)埋樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1前在路基6.1的基坑6.3底部開(kāi)挖監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2，在監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2的底層鋪設(shè)并搗實(shí)槽底中粗砂墊層4.1.7，在監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2內(nèi)設(shè)置第一安裝管4.1.5，在第一安裝管4.1.5內(nèi)設(shè)置單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1的頂端通過(guò)錨頭4.1.3插入樁帽1.2內(nèi)，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1的底端設(shè)有法蘭盤(pán)4.1.4，所述法蘭盤(pán)4.1.4連接槽底中粗砂墊層4.1.7，所述第一安裝管4.1.5與監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2之間填充槽內(nèi)回填砂4.1.6。上述技術(shù)方案中，所述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4包括沉降板底座4.4.1、沉降測(cè)桿4.4.2、第二安裝管4.4.3和管帽4.4.4，其中，所述第二安裝管4.4.3的頂端連接管帽4.4.4，第二安裝管4.4.3的底端設(shè)置于沉降板底座4.4.1上，所述第二安裝管4.4.3內(nèi)設(shè)置沉降測(cè)桿4.4.2，所述沉降測(cè)桿4.4.2的頂端伸出第二安裝管4.4.3且低于管帽4.4.4，沉降測(cè)桿4.4.2的底端連接沉降板底座4.4.1，所述沉降板底座4.4.1與路基6.1連接。上述技術(shù)方案中，所述路肩沉降監(jiān)測(cè)器4.3包括螺紋鋼釬4.3.1和孔內(nèi)灌注水泥漿4.3.2，在路肩處開(kāi)設(shè)有垂直槽，所述垂直槽內(nèi)設(shè)置螺紋鋼釬4.3.1，所述垂直槽和螺紋鋼釬4.3.1之間設(shè)置灌注水泥漿4.3.2。如圖1飛所示的一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，包括路基
6.1、開(kāi)設(shè)在路基6.1頂部的基坑6.3，基坑6.3上設(shè)有垂直插入路基6.1內(nèi)部的多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1，每個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1的頂端設(shè)置樁帽1.2，相鄰樁帽1.2之間設(shè)置連接鋼筋2.3和混凝土 2.4，樁帽1.2的頂部鋪設(shè)復(fù)合土工膜3.1，在復(fù)合土工膜
3.1上方鋪設(shè)中粗砂層3.3，中粗砂層3.3上鋪設(shè)第一層級(jí)配碎石層2.2，第一層級(jí)配碎石層
2.2上鋪設(shè)高強(qiáng)土工格柵墊層2.1，高強(qiáng)土工格柵墊層2.1上鋪設(shè)第二層級(jí)配碎石層2.5 ；上述樁帽1.2與路基6.1之間設(shè)置樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1，路基6.1上還設(shè)置有貫穿樁帽1.2、復(fù)合土工膜3.1、中粗砂層3.3、第一層級(jí)配碎石層2.2、高強(qiáng)土工格柵墊層2.1和第二層級(jí)配碎石層2.5的路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4，路基本體沉降監(jiān)測(cè)器
4.4的底端插入路基6.1內(nèi)。上述技術(shù)方案中，基坑6.3內(nèi)設(shè)置依次相互連通的豎向注漿管5.1、橫向注漿管
5.2和縱向注漿管5.3。上述技術(shù)方案中，基坑6.3的兩端設(shè)置通向邊坡6.2的泄水管3.2，泄水管3.2的一端插入中粗砂層3.3，泄水管3.2的另一端通向邊坡6.2。上述技術(shù)方案中，多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1在路基6.1上均勻布置，橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距相等，縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距也相等，橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距為2 3m ;縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1間的間距為2 3m。上述技術(shù)方案中，邊坡6.2兩側(cè)路肩處設(shè)有路肩沉降監(jiān)測(cè)器4.3 ；上述所述樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1包括單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1、錨頭4.1.3、法蘭盤(pán)4.1.4和第一安裝管4.1.5 ;所述路基6.1上開(kāi)設(shè)有監(jiān)測(cè)器安裝槽
4.1.2，在監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2的底層鋪設(shè)槽底中粗砂墊層4.1.7，在監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2內(nèi)設(shè)置第一安裝管4.1.5，在第一安裝管4.1.5內(nèi)設(shè)置單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1的頂端通過(guò)錨頭4.1.3插入樁帽1.2內(nèi)，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1的底端設(shè)有法蘭盤(pán)4.1.4，所述法蘭盤(pán)4.1.4連接槽底中粗砂墊層4.1.7，所述第一安裝管4.1.5與監(jiān)測(cè)器安裝槽4.1.2之間填充槽內(nèi)回填砂4.1.6 ;上述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4包括沉降板底座4.4.1、沉降測(cè)桿4.4.2、第二安裝管4.4.3和管帽4.4.4，其中，所述第二安裝管4.4.3的頂端連接管帽4.4.4，第二安裝管
4.4.3的底端設(shè)置于沉降板底座4.4.1上，所述第二安裝管4.4.3內(nèi)設(shè)置沉降測(cè)桿4.4.2，所述沉降測(cè)桿4.4.2的頂端伸出第二安裝管4.4.3且低于管帽4.4.4，沉降測(cè)桿4.4.2的底端連接沉降板底座4.4.1，所述沉降板底座4.4.1與路基6.1連接；上述所述路肩沉降監(jiān)測(cè)器4.3包括螺紋鋼釬4.3.1和孔內(nèi)灌注水泥漿4.3.2，所述路肩處開(kāi)設(shè)有垂直槽，所述垂直槽內(nèi)設(shè)置螺紋鋼釬4.3.1，所述垂直槽和螺紋鋼釬4.3.1之間設(shè)置灌注水泥漿4.3.2。上述技術(shù)方案中，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)4.1.1的量程選選用15mm，法蘭盤(pán)4.1.4的直徑為10cm，第一安裝管4.1.5為PVC管，其直徑為5cm，螺紋鋼釬4.3.1直徑為28mm，上述技術(shù)方案中，路基6.1、邊坡6.2和基坑6.3構(gòu)成路基結(jié)構(gòu)6。上述技術(shù)方案中，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1和樁帽1.2構(gòu)成主要承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
1上述技術(shù)方案中，高強(qiáng)土工格柵墊層2.1、第一層級(jí)配碎石層2.2、連接鋼筋2.3、混凝土 2.4和第二層級(jí)配碎石層2.5構(gòu)成加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)2。上述技術(shù)方案中，復(fù)合土工膜3.1、泄水管3.2和中粗砂層3.3構(gòu)成基床排水系統(tǒng)3。上述技術(shù)方案中，樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1、樁帽沉降監(jiān)測(cè)器4.2、路肩沉降監(jiān)測(cè)器4.3、路基本體沉降監(jiān)測(cè)器4.4構(gòu)成沉降觀測(cè)系統(tǒng)4。上述技術(shù)方案中，鋼釬4.2.1、鋼套管4.2.2和內(nèi)螺紋管帽4.2.3構(gòu)成樁帽沉降監(jiān)測(cè)器4.2。其中，鋼套管4.2.2的頂端連接內(nèi)螺紋帽4.2.3，鋼套管4.2.2的底端設(shè)置與樁帽1.2上；鋼釬4.2.1頂端高出鋼套管4.2.2且低于內(nèi)螺紋管帽4.2.3，鋼釬4.2.1底端伸入樁帽1.2并與樁帽鋼筋焊接。采用上述加固方法和結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型易于工程實(shí)施、對(duì)既有路基破壞小、能適應(yīng)較短工期要求且能徹底根治軟土路基沉降超標(biāo)問(wèn)題。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)部分主要由承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、基床排水系統(tǒng)、沉降觀測(cè)系統(tǒng)和預(yù)留注漿系統(tǒng)五大部分組成。其主體結(jié)構(gòu)施工工期短，施工質(zhì)量易于控制。該結(jié)構(gòu)要求拆除軌道結(jié)構(gòu)、接觸網(wǎng)線和路基開(kāi)挖至路肩下1.5m左右，不影響路肩處的接觸網(wǎng)立柱及其基礎(chǔ)和通信信號(hào)電纜槽等設(shè)施，對(duì)既有路基的破壞相對(duì)較小。主要承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1+鋼筋混凝土樁帽結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1樁底進(jìn)入可靠的持力層，承受由加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)傳遞至樁帽1.2的列車和軌道荷載以及基床約50%的荷載。由于承載結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，自身沉降小，保證了軌道的平順性和列車的安全運(yùn)營(yíng)，具有較高的可靠度；另外，在承載結(jié)構(gòu)與加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)的作用發(fā)揮下，樁間土幾乎不承載，大大減小了路基本體承受的荷載；同時(shí)多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1的群樁效應(yīng)對(duì)路基本體的沉降又能起到約束作用，從而能夠有效控制軟土路基沉降。與傳統(tǒng)的管樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)置于地基面不同，該新型結(jié)構(gòu)設(shè)置于路基面下1.5m左右，設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1考慮了路基本體沉降引起的負(fù)摩擦力。加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用級(jí)配碎石層+高強(qiáng)土工格柵墊層2.1+樁帽間連接鋼筋2.3+樁帽間充填C25素混凝土 2.4，大大增強(qiáng)了群樁的整體協(xié)調(diào)變形作用?；才潘到y(tǒng)組成如下:由樁帽頂面設(shè)置4%的雙面排水坡，上覆0.1m厚中粗砂層3.3+復(fù)合土工膜3.1，兩端設(shè)置Φ IOcmPVC泄水管3.2伸出至路肩下路基兩側(cè)邊坡的排水槽內(nèi)，可有效排除基床內(nèi)部水，防止廣生基床病害。沉降觀測(cè)系統(tǒng)由粧帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器4.1、樁帽沉降監(jiān)測(cè)器4.2和路肩沉降監(jiān)測(cè)器4.3組成，分別用于監(jiān)測(cè)樁帽與路基本體的相對(duì)位移、樁帽沉降和路肩沉降。由于預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁
1.1伸入可靠持力層，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1沉降很小，路基本體與預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1結(jié)構(gòu)存在沉降差異，路基本體與預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁1.1結(jié)構(gòu)之間的脫空雖然不影響列車的安全運(yùn)營(yíng)，但會(huì)惡化樁帽的受力條件。因此采用由豎向注漿管5.1、橫向注漿管5.2和縱向注漿管5.3組成的預(yù)留注漿系統(tǒng)，用于對(duì)樁帽1.2下路基本體局部脫空部位進(jìn)行補(bǔ)注漿處理，其補(bǔ)注漿時(shí)機(jī)應(yīng)根據(jù)沉降觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)選擇在沉降穩(wěn)定后進(jìn)行，從而避免樁帽1.2受力條件惡化，確保了路基的整體性。本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，包括路基(6.1)、開(kāi)設(shè)在路基(6.1)頂部的基坑(6.3)，其特征在于:所述基坑(6.3)上設(shè)有垂直插入路基(6.1)內(nèi)部的多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.1)，所述每個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.D的頂端設(shè)置樁帽(1.2)，所述相鄰樁帽(1.2)之間設(shè)置連接鋼筋(2.3)和混凝土(2.4)，所述樁帽(1.2)的頂部鋪設(shè)復(fù)合土工膜(3.1)，在復(fù)合土工膜(3.1)上方鋪設(shè)中粗砂層(3.3)，所述中粗砂層(3.3)上鋪設(shè)第一層級(jí)配碎石層(2.2)，所述第一層級(jí)配碎石層(2.2)上鋪設(shè)高強(qiáng)土工格柵墊層(2.1)，所述高強(qiáng)土工格柵墊層(2.1)上鋪設(shè)第二層級(jí)配碎石層(2.5)； 所述樁帽(1.2)與路基(6.1)之間設(shè)置樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器(4.1)，所述路基(6.1)上還設(shè)置有貫穿樁帽(1.2)、復(fù)合土工膜(3.1)、中粗砂層(3.3)、第一層級(jí)配碎石層(2.2)、高強(qiáng)土工格柵墊層(2.1)和第二層級(jí)配碎石層(2.5)的路基本體沉降監(jiān)測(cè)器(4.4)，所述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器(4.4)的底端插入路基(6.1)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基坑(6.3)內(nèi)設(shè)置依次相互連通的豎向注漿管(5.1)、橫向注漿管(5.2)和縱向注漿管(5.3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基坑(6.3)的兩端設(shè)置通向邊坡(6.2)的泄水管(3.2)，所述泄水管(3.2)的一端插入中粗砂層(3.3)，泄水管(3.2)的另一端通向邊坡(6.2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述多個(gè)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.1)在路基(6.1)上均勻布置，橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.1)間的間距相等，縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.1)間的間距也相等，所述橫向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.1)間的間距為2 3m;所述縱向相鄰的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(1.D間的間距為2 3m。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述邊坡(6.2)兩側(cè)路肩處設(shè)有路肩沉降監(jiān)測(cè)器(4.3)； 所述樁帽與路基本體相對(duì)位移監(jiān)測(cè)器(4.1)包括單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)(4.1.1)、錨頭(4.1.3)、法蘭盤(pán)(4.1.4)和第一安裝管(4.1.5);所述路基(6.1)上開(kāi)設(shè)有監(jiān)測(cè)器安裝槽(4.1.2)，在監(jiān)測(cè)器安裝槽(4.1.2)的底層鋪設(shè)槽底中粗砂墊層(4.1.7)，在監(jiān)測(cè)器安裝槽(4.1.2)內(nèi)設(shè)置第一安裝管(4.1.5)，在第一安裝管(4.1.5)內(nèi)設(shè)置單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)(4.1.1)，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)(4.1.1)的頂端通過(guò)錨頭(4.1.3)插入樁帽(1.2)內(nèi)，單點(diǎn)沉降測(cè)縫位移計(jì)(4.1.1)的底端設(shè)有法蘭盤(pán)(4.1.4)，所述法蘭盤(pán)(4.1.4)連接槽底中粗砂墊層(4.1.7)，所述第一安裝管(4.1.5)與監(jiān)測(cè)器安裝槽(4.1.2)之間填充槽內(nèi)回填砂(4.1.6)； 所述路基本體沉降監(jiān)測(cè)器(4.4)包括沉降板底座(4.4.1)、沉降測(cè)桿(4.4.2)、第二安裝管(4.4.3)和管帽(4.4.4)，其中，所述第二安裝管(4.4.3)的頂端連接管帽(4.4.4)，第二安裝管(4.4.3)的底端設(shè)置于沉降板底座(4.4.1)上，所述第二安裝管(4.4.3)內(nèi)設(shè)置沉降測(cè)桿(4.4.2)，所述沉降測(cè)桿(4.4.2)的頂端伸出第二安裝管(4.4.3)且低于管帽(4.4.4)，沉降測(cè)桿(4.4.2)的底端連接沉降板底座(4.4.1)，所述沉降板底座(4.4.1)與路基(6.1)連接； 所述路肩沉降監(jiān)測(cè)器(4.3)包括螺紋鋼釬(4.3. 1)和孔內(nèi)灌注水泥漿(4.3.2)，所述路肩處開(kāi)設(shè)有垂直槽，所述垂直槽內(nèi)設(shè)置螺紋鋼釬(4.3.1)，所述垂直槽和螺紋鋼釬(4.3.1)之間設(shè)置灌注水泥漿(4. 3.2)。
專利摘要本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種處理運(yùn)營(yíng)前鐵路軟土路基沉降超標(biāo)的加固結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型由主要承載結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、加強(qiáng)型墊層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、基床排水系統(tǒng)、沉降觀測(cè)系統(tǒng)和預(yù)留注漿系統(tǒng)五大部分組成，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)既有路基破壞大、工期長(zhǎng)、可實(shí)施性差、質(zhì)量不易控制及無(wú)法根治軟土路基沉降超標(biāo)的問(wèn)題。
文檔編號(hào)E02D1/08GK203034326SQ201220638178
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者周青爽, 李小和, 趙新益, 曾長(zhǎng)賢, 張守周, 姚洪錫 申請(qǐng)人:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司