多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基及其施工方法技術

技術編號：44242457 閱讀：10 留言：0更新日期：2025-02-11 13:41

本發明專利技術公開一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基及其施工方法，涉及鐵路路基技術領域，片塊石樁板結構路基包括樁板結構樁基、樁板結構托梁、樁板結構承臺板、片塊石路基和基床表層，片塊石路基包括自下而上依次設置的砂礫石下墊層、片石層、碎石上墊層、中粗砂反濾層和路基填土層。本發明專利技術通過在樁板結構承臺板下方鋪設片塊石路基，起到了主動保護多年凍土的目的；通過樁板結構和下部的片塊石路基協同承載，部分荷載通過樁板結構承臺板與樁板結構托梁傳遞到樁板結構樁體，再擴散到基底，部分荷載通過樁板結構承臺板與樁板結構托梁傳遞至片塊石路基，在擴散到地基土體，從而達到控制片塊石路基沉降變形的目的，確保了鐵路路基的平穩性。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鐵路路基，尤其涉及一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基及其施工方法。

技術介紹

1、中國是世界上第三大凍土國，多年凍土約占我國國土面積的22.4％，主要分布在青藏高原、大興安嶺以及天山等高緯度和高海拔地區。嚴寒的氣候條件和多年凍土的存在，使得多年凍土地區的路基工程病害與一般地區有所不同，多年凍土地區路基的病害種類多。路基活動層土體每年一次的凍、融循環過程，是多年凍土地區路基凍、融病害產生的根本原因。因多年凍土融化而引起的融沉是多年凍土區路基變形和破壞的主要原因。其中鐵路工程施工過程中，人為活動不可避免地使進入多年凍土層的熱量增加，引起地溫升高，導致多年凍土層的融化，直接威脅到鐵路路基的穩定，尤其在高溫凍土區和厚層地下冰發育地區極有可能發生融沉病害。

2、凍土區工程中目前應用最廣泛的設計原則是保護多年凍土設計原則。片石氣冷路基是在青藏鐵路多年凍土路段已廣泛應用的一種主動保護多年凍土路基。它是通過改變路堤結構而改變傳熱方式，使傳入堤中的熱量，不僅只依靠土顆粒接觸的導熱傳熱，還通過人為制造的堤中介質間的空隙而形成以對流傳熱為主的傳熱機制。利用高原凍土區負積溫遠大于正積溫的氣候特征，改變堤中的溫度場，達到降低基底溫度，保護多年凍土的目的。

3、高速鐵路設計需要考慮其高行車速度，還要保證工后沉降控制達到毫米級的要求。而現有的片石氣冷路基則無法滿足施工要求，為此，亟需提供一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基及其施工方法，以解決現有技術中的不足。

技術實現思路</p>

1、本專利技術的目的是提供一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基及其施工方法，以解決上述現有技術存在的問題。

2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，包括：

3、樁板結構樁基，沿線路縱向間隔設置，所述樁板結構樁基的下部埋置于多年凍土上限以下；

4、樁板結構托梁，設置于所述樁板結構樁基的頂部，所述樁板結構托梁沿線路橫向設置；

5、樁板結構承臺板，水平設置在所述樁板結構托梁的上方，且所述樁板結構承臺板位于天然地面的上方；

6、片塊石路基，設置于所述樁板結構承臺板與所述天然地面之間，所述片塊石路基包括自下而上依次設置的砂礫石下墊層、片石層、碎石上墊層、中粗砂反濾層和路基填土層；

7、基床表層，設置于所述樁板結構承臺板的頂部。

8、優選的，所述樁板結構樁基的樁徑為1.25m，沿線路縱向間距為7m，沿線路橫向間距為3.5m。

9、優選的，所述樁板結構樁基的縱筋通長布置，且在靠近凍土天然上限的一端通過箍筋進行加筋處理。

10、優選的，所述樁板結構樁基與所述樁板結構托梁剛性連接；所述樁板結構托梁與所述樁板結構承臺板在中跨處位置剛性連接，所述樁板結構托梁與所述樁板結構承臺板在邊跨處位置鉸接。

11、優選的，所述片石層中所采用的片塊石單軸飽和抗壓強度不小于30mpa，壓碎值不大于25％，粒徑為100mm～300mm，最小邊長不小于150mm，且長細比不大于3。

12、優選的，所述片石層的鋪砌厚度不小于1.0m。

13、優選的，所述片塊石路基的高度≤2.5m時，所述片石層鋪筑在天然地面以下0.3m～0.5m；

14、所述片塊石路基的高度＞2.5m時，所述片石層鋪筑在天然地面以上0.3m～0.5m。

15、優選的，所述砂礫石下墊層的填料砂礫石粒徑為30mm～50mm，所述砂礫石下墊層的厚度為0.2m；所述碎石上墊層的填料碎石粒徑為10mm～30mm，所述碎石上墊層的厚度為0.2m。

16、優選的，相鄰兩所述樁板結構承臺板之間設置有承臺板伸縮縫，所述承臺板伸縮縫與所述樁板結構托梁對應設置。

17、本專利技術提供了一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基的施工方法，包括以下步驟：

18、樁板結構樁基、樁板結構托梁和樁板結構承臺板的預制，根據預制構件的預制、運輸和吊裝工藝，規劃和布置預制場地；

19、對天然地面進行平整、壓實；

20、采用沉入樁施工方式進行樁板結構樁基的施工；

21、分層填筑片塊石路基，其中，片石層采用傾填方式，并一次性填筑至設計高度，找平填塞后壓實；

22、確定樁板結構托梁的安裝方式，其中，安裝方式包括整體預制安裝和/或分節段預制安裝；樁板結構托梁安裝前，檢查樁板結構托梁上的安裝位是否與樁板結構樁基上的安裝位是否位置一致，并將片塊石路基上對應的樁板結構托梁的安裝位置處填筑體挖空；

23、樁板結構承臺板的安裝；

24、樁板結構承臺板上方的基床表層填筑壓實合格后鋪設鐵軌。

25、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：

26、1、本專利技術提供的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，樁板結構和下部的片塊石路基協同承載，部分荷載通過樁板結構承臺板與樁板結構托梁傳遞到樁板結構樁體，再擴散到基底，部分荷載通過樁板結構承臺板與樁板結構托梁傳遞至片塊石路基，在擴散到地基土體，從而達到控制片塊石路基沉降變形的目的。片塊石路基的片石層的“熱半導體”作用和強迫對流作用，使得淺層地基冷儲量增加，地溫降低，進而保護多年凍土，多年凍土上限抬升有利于維持淺層樁板結構樁基的側摩阻，以及減弱淺層凍土退化對樁板結構樁基產生負摩阻的不利影響。

27、2、樁板結構整體性強、穩定性好，具有設計相對簡單、施工方便等優點，由于片石層的片塊石對于樁板結構樁基熱穩定性的維持以及片塊石路基對于上覆荷載的分擔可以適當降低樁板結構樁基樁長，大大減小施工難度以及樁板結構樁基施工對于凍土的熱擾動，并且減少工程造價。

28、3、沿線路方向滿鋪的片塊石，其主動冷卻地溫作用可以減少片塊石路基縱向不均勻沉降導致的路面平整性受損問題，樁板結構的剛性承臺板可以避免片塊石路基橫向不均勻變形導致的片塊石路基開裂。

29、4、將樁板結構應用于多年凍土地區的路基，控制了地基沉降與變形破壞問題。同時，在樁板結構承臺板下方鋪設片塊石路基，起到了主動保護多年凍土的目的。二者共同作用，確保了鐵路路基的平穩性。

本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述樁板結構樁基(1)的樁徑為1.25m，沿線路縱向間距為7m，沿線路橫向間距為3.5m。

3.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述樁板結構樁基(1)的縱筋通長布置，且在靠近凍土天然上限的一端通過箍筋進行加筋處理。

4.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述樁板結構樁基(1)與所述樁板結構托梁(2)剛性連接；所述樁板結構托梁(2)與所述樁板結構承臺板(3)在中跨處位置剛性連接，所述樁板結構托梁(2)與所述樁板結構承臺板(3)在邊跨處位置鉸接。

5.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述片石層(7)中所采用的片塊石單軸飽和抗壓強度不小于30MPa，壓碎值不大于25％，粒徑為100mm～300mm，最小邊長不小于150mm，且長細比不大于3。

6.根據權利要求5所述的多年凍土區高

7.根據權利要求6所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述片塊石路基(4)的高度≤2.5m時，所述片石層(7)鋪筑在天然地面以下0.3m～0.5m；

8.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述砂礫石下墊層(6)的填料砂礫石粒徑為30mm～50mm，所述砂礫石下墊層(6)的厚度為0.2m；所述碎石上墊層(8)的填料碎石粒徑為10mm～30mm，所述碎石上墊層(8)的厚度為0.2m。

9.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，相鄰兩所述樁板結構承臺板(3)之間設置有承臺板伸縮縫(11)，所述承臺板伸縮縫(11)與所述樁板結構托梁(2)對應設置。

10.一種權利要求1-9任一項所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基的施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

...

【技術特征摘要】

1.一種多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，包括：

5.根據權利要求1所述的多年凍土區高速鐵路片塊石樁板結構路基，其特征在于，所述片石層(7)中所采用的片塊石單軸飽和抗壓強度不小于30mpa，壓碎值不大于25％，粒徑為100mm～300mm，最小邊長不小于150mm，且長細比不...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅斌，冉鑒華，徐志豪，陳明杰，李泓樞，肖瀚墨，鄧平，曹山峰，張嬌，雷達，
申請(專利權)人：四川農業大學，
類型：發明
國別省市：

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