[发明专利]一种轻质土路基结构、路基系统及设计方法

说明书

本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种轻质土路基结构、路基系统及设计方法,其中,轻质土路基结构包括：U型槽体，为轻质土制成的结构件；土质填料层，土质填料层填筑在U型槽体内；支撑板，设置于U型槽体底部；支撑梁，设置于支撑板底部；加固桩组件，连接于支撑梁底部，加固桩组件包括若干根加固桩。本发明的一种轻质土路基结构，结合U型槽体具有的轻质土材料及直立特征，以减少了加固桩组件上部载荷，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，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；而且大幅节省了建设用地，减少了生态环境破坏。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种轻质土路基结构、路基系统及设计方法。

背景技术

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新兴的岩土热点问题，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采取的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：

挖除换填极易显著增大土石方开挖量，大量的取土、弃土将严重破坏生态环境；

桩板结构与地基采用面接触，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，从而导致工程投资急剧增大；

群桩地基在抗隆起方面取得较显著的效果，但桩间土地基剩余隆起量如何准确确定及其影响效果目前尚不明确，设计不确定因素较多。

而现有轻质土来浇筑成型结构件，其抗弯抗剪能力差，无法直接作为减轻上部载荷的手段来运用。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的:用于抗隆起变形的挖除换填严重破坏生态环境；桩板结构工程投资高；需要的桩结构承载要求高，群桩地基桩间土隆起难以彻底消除，轻质土无法直接作为减轻上部载荷的手段来运用的问题，提供一种轻质土路基结构、路基系统及设计方法，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；节省了建设用地，减少生态环境破坏。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种轻质土路基结构，包括：

顶部敞口设置的U型槽体，为轻质土浇筑制成的结构件；

土质填料层，由土质材料填充而成，所述土质填料层填筑在所述U型槽体内；

支撑板，设置于所述U型槽体底部，用于支撑所述U型槽体；

支撑梁，沿线路方向间隔设置若干个，所述支撑梁设置于所述支撑板底部，用于支撑所述支撑板，相邻所述支撑梁之间的所述支撑板与地基之间具有空隙；

加固桩组件，连接于所述支撑梁底部，所述加固桩组件包括若干根加固桩，所有所述加固桩沿所述支撑梁长度方向间隔布置。

本发明所述的一种轻质土路基结构，顶部敞口设置的U型槽体用于放置土质填料层，以作为上部轨道结构的基础，而U型槽体由轻质土填充而成，而由于成型的轻质土抗弯抗剪能力差，而两支撑梁之间为脱空状态，故采用具有抗弯刚度的支撑板用于支撑所述U型槽体，以达到U型槽体能够使用轻质土作为原料制成的目的，从而大大减少了加固桩组件的上部载荷，避免因加固桩组件上部载荷过大，导致显著增大加固桩桩长的情况发生；而土质填料层填筑土质填料，用于消散列车动应力，防止频繁列车荷载作用导致下部用于制作U型槽体的轻质土出现裂化。