[发明专利]高路堤下松软土地基加固结构

说明书

本发明公开了一种高路堤下松软土地基加固结构，包括设置于地基上且顶面与地基表面平齐的地梁、分别位于地基两侧下方且与地梁刚性连接的侧桩组以及设置于地基中部且位于两侧桩组之间的中桩组，中桩组顶部设置有承载板，且承载板与中桩组顶部之间设置有褥垫层，侧桩组顶部与路堤之间设置有垫层；整体性强、稳定性好、加工制作简易和节约造价，有效的解决了在高路堤荷载作用下复合地基中边侧桩在横向荷载作用下容易首先发生抗弯能力弱化而逐渐失去强度，从而导致复合地基桩体发生相继的破坏造成路基整体失稳的问题；同时解决了路堤边坡和路堤中心采用相同间距布置高强度桩，导致边侧桩竖向承载力安全储备过高、路堤中心总沉降相对较大的问题。

技术领域

本发明涉及路基工程技术领域，具体涉及一种高路堤下松软土地基加固结构。

背景技术

近几十年来，随着社会经济的迅猛发展，铁路和公路路基工程建设标准的大幅提高和建设周期的不断缩短，尤其是近年来高速铁路的大量兴建，路基工后沉降控制标准愈来愈严，大量采用CFG桩、钢筋混凝土桩、预应力管桩等高强度桩复合地基处理技术是我国高速铁路地基处理措施的必然选择。目前，我国在建的和即将建设的高铁线路无不以高强度桩复合地基处理方案为首选。

虽然现在大规模采用的高强度桩复合地基处理技术一般均能满足高速铁路和高速公路路基工后沉降控制要求，但因高强度桩复合地基处理失稳造成的工程事故时有发生。

对于松软土地基上的高路堤结构，由于地基土的抗剪强度较低，在高路堤荷载的作用下桩间土容易因为自身阻滑力不足而导致桩体承受更大的水平荷载，对于CFG桩和混凝土桩等无筋刚性桩而言，桩身弯矩过大时会造成截面拉应力达到极限抗拉强度后出现脆性断裂，部分桩体丧失抗弯承载力进而引起路堤失稳。因为路堤发生失稳破坏时是高强度桩不均匀破坏的过程，所以高强度桩在路堤失稳时并没有同时发挥其抗弯承载能力。除此之外，由于高路堤中心下的上覆荷载较大，软土地基竖向刚度和承载力较小，致使地基总沉降过大，桩体和土体的刚度差异明显而难以控制地基的沉降及不均匀沉降。

此外，在传统的设计方法中，路堤横截面中高强度桩都是等间距布置的，中部桩承受较大的路堤荷载作用，边侧桩则受到较小的路堤荷载作用，故若采用等间距的布桩方式会造成路堤边坡下边侧桩的竖向承载安全储备过高；路堤中心的总沉降较大，且桩体与土体间的刚度差异较大，等间距的布桩方式会导致路堤中心处较大的不均匀沉降，影响高速铁路工程中轨道结构的平顺性和高速公路工程中路面结构的平整性。

总而言之，如何合理地充分发挥路堤下各位置桩体组合结构的承载力和稳定性的同时控制建设成本，成为建设软弱地基高路堤结构的一个迫在眉睫的工程问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高路堤下松软土地基加固结构，以解决现有路基加固结构承载力和稳定性差且建设成本高的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：高路堤下松软土地基加固结构，包括设置于地基上且顶面与地基表面平齐的地梁、分别位于地基两侧下方且与地梁刚性连接的侧桩组以及设置于地基中部且位于两侧桩组之间的中桩组，所述中桩组顶部设置有承载板，且所述承载板与所述中桩组顶部之间设置有褥垫层，所述侧桩组顶部与路堤之间设置有垫层；

轨道两侧的路堤投影在所述地基上的区域被划分为位于两侧的Ⅰ区和位于中间的Ⅱ区，并且所述Ⅱ区为所述轨道的两边缘分别以30°-45°扩散角α向下延伸投影在所述地基上的区域；所述侧桩组布置在所述Ⅰ区内，所述中桩组布置在所述Ⅱ区内。

进一步，所述侧桩组包括多个与所述地梁刚性连接且间隔设置的边侧桩，所述边侧桩的桩顶与地基表面平齐，所述中桩组包括多个间隔设置的中部桩，所述中部桩的桩顶与所述地梁的底面平齐，且相邻所述边侧桩之间的桩间距大于相邻所述中部桩之间的桩间距。

进一步，所述边侧桩采用钢筋混凝土桩，混凝土强度不小于C30；所述地梁采用钢筋混凝土梁，混凝土强度不小于C30；所述中部桩采用试块抗压强度不低于15MPa的CFG桩。