一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法，涉及到铁路路基加固工程领域，包括从上到下依次设置的钢纤维混凝土封闭层、EPS保温板、级配碎石基床表层、防水土工布、水泥改良粉土基床底层、承载板、废弃橡胶改良粉土层、素混凝土垫层和钻孔灌注扩底桩。本发明专利技术通过独特的桩板结构可以有效的抑制季节性冻土融沉冻涨特性，当季节冻土随暖季升温而发生融沉时，被压缩变形的废弃废弃橡胶水泥改良粉土层产生回弹变形，同上部的钢筋混凝土承载板起到了减弱地基土融沉对路基造成的不均匀沉降影响。沉降影响。沉降影响。

【技术实现步骤摘要】
一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及铁路路基加固工程领域，特别涉及一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]伴随我国交通运输需求的日益增大，高速铁路建设飞速发展。而跨度大的高速铁路线路将不可避免的穿越一些有季节性冻土的区域。季节冻土具有在寒季期发生不均匀冻胀，影响轨道整体平顺性；在暖季期发生不均匀融沉，造成路基翻浆等不良工程特性。季节性冻土的冻胀融沉特性对高铁路基严格的变形控制造成很大阻碍。
[0003]此外，传统路基抗震设计方法是通过提高路基材料强度和抗变形能力来保证路基抗震稳定性的。但这会使路基造价成本升高，且不利于后期维护。而在地震波传播路径上设置隔震层减弱隔离地震能量，对上部路基的保护将起到事半功倍的效果。因此，提出一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法，以克服冻土冻胀融沉的不良影响并加强路基抗震能力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种季节性冻土路堑段桩板结构，包括从上到下依次设置的钢纤维混凝土封闭层、EPS保温板、级配碎石基床表层、防水土工布、水泥改良粉土基床底层、承载板、废弃橡胶改良粉土层、素混凝土垫层和钻孔灌注扩底桩，所述扩底桩与钢筋混凝土承载板固定连接，钻孔灌注扩底桩穿过废弃橡胶水泥改良粉土层与素混凝土垫层后延伸至稳定的地基持力层中。
[0006]优选的，所述钻孔灌注扩底桩呈矩形布置，其中纵向一联6跨，纵向间距5m，横向5跨，横向间距2.6m。
[0007]优选的，所述钢筋混凝土承载板厚度为0.6～0.8m，钢筋混凝土承载板拼接有多块，单块的钢筋混凝土承载板长宽为30
×
13m。
[0008]优选的，所述钻孔灌注扩底桩直径为0.8m，桩长不小于标准冻结深度，且钻孔灌注扩底桩的底端为圆台形，钻孔灌注扩底桩底部一体设置有扩底部分，扩底部分为圆台形结构，扩底部分底部的直径为钻孔灌注扩底桩直径的2倍，钻孔灌注扩底桩上扩底部分的底面为锅底形，扩底部分位于稳定的地基持力层，扩底部分侧面的斜率45
°
，扩底部分高度为0.4m。
[0009]本专利技术还公开了一种季节性冻土路堑段桩板结构的施工方法，包括如上任一所述的一种季节性冻土路堑段桩板结构，还包括以下步骤：
[0010]S1、按路堑横断面尺寸开挖至素混凝土底面设计标高，清理平整场地，接着按钻孔灌注扩底桩位布置图进行测量放样，准确的标注出每个桩位，根据标注出的桩位，测量标注桩位并埋设钢护筒；
[0011]S2、钻机移至钢护筒处进行正循环钻孔及扩底钻孔施工，制作并吊放钢筋笼，然后进行导管法水下混凝土浇筑，待混凝土终凝后拆除钢护筒；
[0012]S3、重复步骤S2直至完成所有钻孔灌注扩底桩浇筑施工；
[0013]S4、将PVC管固定于所有钻孔灌注扩底桩外侧，然后浇筑素混凝土垫层至设计的标准高度，待素混凝土垫层终凝后拔出PVC管；
[0014]S5、分层回填废弃橡胶水泥改良粉土，每次回填厚度为0.2m，然后人工配合压路机械碾压平整，分三次回填碾压平整完成施工，形成废弃橡胶水泥改良粉土层；
[0015]S6、制作并吊放钢筋混凝土承载板的钢筋笼，并与桩体钢筋接头搭接固定，灌注混凝土完成钢筋混凝土承载板浇筑施工；
[0016]S7、分层填筑水泥改良粉土基床底层，并压实平整，在水泥改良粉土基床底层表面铺设防水土工布；
[0017]S8、填筑级配碎石基床表层，压实平整级配碎石基床表层后在其上部铺设EPS保温板；
[0018]S9、搭设模板浇筑钢纤维混凝土封闭层，并且对其进行平整作业。
[0019]优选的，所述步骤S1中制备的钢护筒是由4
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8mm的钢板加工而成，内径0.7m，高度为0.72m，并在护筒顶部设置两个溢浆口。
[0020]优选的，所述步骤S4中的PVC管内径0.8m，高度0.3m，PVC管由桩体四周搭设的支架固定，安装时其中轴线需与桩体中轴线吻合。
[0021]优选的，所述步骤S5中废弃橡胶水泥改良粉土包括橡胶颗粒和水泥改良粉土，橡胶颗粒粒径1～5mm，橡胶颗粒由废弃橡胶轮胎回收制成，其中，橡胶颗粒与水泥改良粉土配比为3:7，水泥改良粉土水泥掺量为5％，该层回填厚度为0.6m。
[0022]本专利技术的技术效果和优点：
[0023]1、本专利技术通过独特的桩板结构可以有效的抑制季节性冻土融沉冻涨特性，首先是路基的钢纤维混凝土封闭层、防水土工布，可以阻断地表水渗透进入粉土中从而防止冻涨现象产生，其次EPS保温板可以有效地减小地基土温度变化，进而在大气温度下降时减小地基土冻结深度，最后是钻孔灌注扩底桩作为刚性桩可以约束周围土体发生侧向膨胀变形和竖向地基隆起变形，同时钻孔灌注扩底桩的扩底部分能提供较大的承载力并能有效避免冻土冻胀产生的整体拉拔破坏，而废弃废弃橡胶水泥改良粉土层可以产生一定的弹性压缩变形，从而释放地基土中的冻胀应力，避免的钻孔灌注扩底桩因过大的冻胀应力而发生局部拉拔破坏，同时通过自身收缩变形来减小地基土冻胀引起路基的上拱变形，当季节冻土随暖季升温而发生融沉时，被压缩变形的废弃废弃橡胶水泥改良粉土层产生回弹变形，同上部的钢筋混凝土承载板起到了减弱地基土融沉对路基造成的不均匀沉降影响。
[0024]2、此外，废弃废弃橡胶水泥改良粉土层具有较大的阻尼比和较小的动剪切模量，受外部地震作用时可通过橡胶颗粒变形与改良粉土内部颗粒间的相互摩擦而使地震波能量快速耗散，而废弃废弃橡胶水泥改良粉土层上下的钢筋混凝土承载板与素混凝土垫层具有较大的波阻抗，当向上传播的地震波经过土
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混凝土界面时将发生较大反射，从而减小传到上部路基的地震波能量，本专利技术中独特的桩板结构亦可作为减隔震屏障，以提高路基抗震能力。
附图说明
[0025]图1为本专利技术季节性冻土路堑段路基桩板结构横断面示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例中桩板结构桩基平面布置示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例中钻孔扩底桩示意图；
[0028]图4为本专利技术季节性冻土路堑段路基桩板结构的施工流程图。
[0029]图中：1、钢纤维混凝土封闭层；2、EPS保温板；3、级配碎石基床表层；4、防水土工布；5、水泥改良粉土基床底层；6、钢筋混凝土承载板；7、废弃废弃橡胶水泥改良粉土层；8、素混凝土垫层；9、钻孔灌注扩底桩。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]本专利技术提供了如图1
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图4所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种季节性冻土路堑段桩板结构，其特征在于：包括从上到下依次设置的钢纤维混凝土封闭层(1)、EPS保温板(2)、级配碎石基床表层(3)、防水土工布(4)、水泥改良粉土基床底层(5)、承载板、废弃橡胶改良粉土层、素混凝土垫层(8)和钻孔灌注扩底桩(9)，所述扩底桩与钢筋混凝土承载板(6)固定连接，钻孔灌注扩底桩(9)穿过废弃橡胶水泥改良粉土层(7)与素混凝土垫层(8)后延伸至稳定的地基持力层中。2.根据权利要求1所述的一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法，其特征在于：所述钻孔灌注扩底桩(9)呈矩形布置，其中纵向一联6跨，纵向间距5m，横向5跨，横向间距2.6m。3.根据权利要求1所述的一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法，其特征在于：所述钢筋混凝土承载板(6)厚度为0.6～0.8m，钢筋混凝土承载板(6)拼接有多块，单块的钢筋混凝土承载板(6)长宽为30
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13m。4.根据权利要求1所述的一种季节性冻土路堑段桩板结构及其施工方法，其特征在于：所述钻孔灌注扩底桩(9)直径为0.8m，桩长不小于标准冻结深度，且钻孔灌注扩底桩(9)的底端为圆台形，钻孔灌注扩底桩(9)底部一体设置有扩底部分，扩底部分为圆台形结构，扩底部分底部的直径为钻孔灌注扩底桩(9)直径的2倍，钻孔灌注扩底桩(9)上扩底部分的底面为锅底形，扩底部分位于稳定的地基持力层，扩底部分侧面的斜率45
°
，扩底部分高度为0.4m。5.一种季节性冻土路堑段桩板结构的施工方法，其特征在于：包括权利要求1
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4任一所述的一种季节性冻土路堑段桩板结构，还包括以下步骤：S1、按路堑横断面尺寸开挖至素混凝土底面设计标高，清理平整场地，接着按钻孔灌注扩底桩(9)位布置图进行测量放样，准确的标注出每个桩位，根据标注出的桩位，测量标注桩位并埋设钢护筒；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晶磊，夏彬，张伯扬，刘佳凡，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：