一种抗隆起U型路基结构及其设计方法技术

本发明专利技术涉及岩土工程领域，特别是一种抗隆起U型路基结构及其设计方法，其中，抗隆起U型路基结构包括U型槽体，U型槽体底部设置有若干根支撑梁，支撑梁底部连接有加固桩组件，加固桩组件包括若干根加固桩，U型槽体内从上至下依次设置有第一填充层和第二填充层，第一填充层由土质材料填充而成，第二填充层由轻质土填充而成。本发明专利技术的一种抗隆起U型路基结构，减少了加固桩组件上部载荷，使大部分在加固桩侧壁的隆起作用力可通过桩体锚固作用回传递至下部地基，使其不仅能有效控制路基隆起变形，还能有效承受结构整体荷载并控制沉降变形；大幅节省了建设用地，不仅可为节约用地，而且减少了生态环境破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种抗隆起U型路基结构及其设计方法
本专利技术涉及岩土工程领域，特别是一种抗隆起U型路基结构及其设计方法。
技术介绍
在高速铁路路基(特别是低路堤或路堑基床)与隧道工程领域，岩土地基的隆起变形是时下很多工程待解决的重点问题，如冻土的冻胀、膨胀岩(土)膨胀、红层软质岩上拱、盐渍土(岩)盐胀以及其他因素造成地基上拱均是铁路建设者面临的新型难题，这与高速无砟铁路变形控制要求极其严格有关。地基隆起变形超限极易引发高速铁路无砟轨道板开裂，造成重大的无砟轨道病害，影响列车运行的平稳舒适性，甚至可能危及高速行车安全。目前高速铁路通过隆起性岩土地段所采取的抗隆起变形工程处置措施包括挖除换填、桩板结构与群桩地基，有效解决了地基承载力和沉降控制问题，但在隆起变形控制方面，其存在各种不足，其具体为：挖除换填：其极易显著增大土石方开挖量，导致存在大量的取土、弃土作业，将严重破坏生态环境；桩板结构：其与地基采用面接触，隆起作用力难以根据外部环境及时释放，对结构产生了极大的向上作用力，若采用桩板结构强行控制隆起变形，将明显增长桩基、加厚承载板，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗隆起U型路基结构，其特征在于：包括顶部敞口设置的U型槽体(4)，所述U型槽体(4)底部设置有若干根用于支撑所述U型槽体(4)的支撑梁(2)，所有所述支撑梁(2)沿所述U型槽体(4)长度方向间隔布置，所述支撑梁(2)底部连接有加固桩组件(1)，所述加固桩组件(1)包括若干根加固桩(11)，同一所述加固桩组件(1)中的所有所述加固桩(11)沿所述支撑梁(2)长度方向间隔布置，所述加固桩(11)伸入地基(8)，所述U型槽体(4)内从上至下依次设置有第一填充层(6)和第二填充层(5)，所述第一填充层(6)由土质材料填充而成，所述第二填充层(5)由轻质土填充而成，相邻所述支撑梁(2)之间的U型...

【技术特征摘要】
1.一种抗隆起U型路基结构，其特征在于：包括顶部敞口设置的U型槽体(4)，所述U型槽体(4)底部设置有若干根用于支撑所述U型槽体(4)的支撑梁(2)，所有所述支撑梁(2)沿所述U型槽体(4)长度方向间隔布置，所述支撑梁(2)底部连接有加固桩组件(1)，所述加固桩组件(1)包括若干根加固桩(11)，同一所述加固桩组件(1)中的所有所述加固桩(11)沿所述支撑梁(2)长度方向间隔布置，所述加固桩(11)伸入地基(8)，所述U型槽体(4)内从上至下依次设置有第一填充层(6)和第二填充层(5)，所述第一填充层(6)由土质材料填充而成，所述第二填充层(5)由轻质土填充而成，相邻所述支撑梁(2)之间的U型槽体(4)与所述地基(8)之间具有间隙。


2.根据权利要求1所述的一种抗隆起U型路基结构，其特征在于，所述支撑梁(2)与对应每个所述加固桩(11)之间均连接有连接钢筋(3)。


3.根据权利要求2所述的一种抗隆起U型路基结构，其特征在于，所述支撑梁(2)两端均伸出所述U型槽体(4)的侧壁外。


4.一种采用权利要求1-3任意一项所述的抗隆起U型路基结构，其特征在于，所述加固桩(11)设置于所述地基(8)内，所述支撑梁(2)设置于所述地基(8)上。


5.一种用于权利要求4所述的路基结构的设计方法，其特征在于：包含以下步骤：
S1：引入所述第二填充层(5)的设计参数，并基于所述第二填充层(5)的设计参数建立桩组件上部结构模型，其中，所述桩组件上部结构模型包括所述U型槽体(4)、所述支撑梁(2)、所述第一填充层(6)和所述第二填充层(5)；
S2：根据所述桩组件上部结构模型拟定加固桩组件(1)的尺寸参数，并计算出所述加固桩组件(1)的上部承载重量Wn，所述加固桩组件(1)给予所述支撑梁(2)的锚固力Fk，以及所述支撑梁(2)与所述地基(8)接触面的隆起作用力Fs；
S3：根据所述加固桩组件(1)的上部承载重量Wn，所述加固桩组件(1)给予所述支撑梁(2)的锚固力Fk，以及所述支撑梁(2)与所述地基(8)接触面的隆起作用力Fs确定所述路基结构的安全系数K；
S4：根据所述安全系数K调整所述桩组件上部结构模型，直至计算得到的安全系数K满足抗隆起要求，得到最终的所述第二填充层(5)的设计参数和加固桩组件(1)的尺寸参数，即获得了所述抗隆起U型路基结构的设计参数。


6.根据权利要求5所述的一种抗隆起U型路基结构的设计方法，其特征在于，步骤S2包含以下步骤：
S21：根据所述U型槽体(4)、支撑梁(2)、第一填充层(6)和第二填充层(5)的尺寸参数，确定所述加固桩组件(1)的上部承载重量Wn；
S22：根据所述加固桩(11)的尺寸和所述上部承载重量Wn拟定所述加固桩组件(1)的尺寸参数；
S23：根据所述加固桩组件(1)的尺寸参数和所述支撑梁(2)的尺寸确定所述支撑梁(2)与所述地基(8)接触面的隆起作用力Fs；
S24：根据所述加固桩组件(1)的尺寸参数确定所述加固桩组件(1)给予所述支撑梁(2)的锚固力Fk。


7.根据权利要求5所述的一种抗隆起U型路基结构的设计方法，其特征在于，步骤S4具体为：
当1.1≤K≤1.2时，所述安全系数K满足抗隆起要求，得到并输出最终的桩组件上部结构模型的设计参数和加固桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟志，蒋关鲁，姚裕春，叶世斌，孙晓，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51