[发明专利]复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路路基工程领域，具体地指一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法。

背景技术

工程界常称膨胀土为灾害性土，其主要特性有：胀缩牲、裂隙性、超固结性，这三种特性复杂的共同作用使得其的工程性质极差，常常对各类工程建设造成巨大的危害，且其危害往往具多发性、反复性和长期潜在性。

我国是膨胀土分布最广的国家之一，尤其是在长江与黄河的中下游，以及南部沿海和西南地区，膨胀土最为发育，分布最为普遍。以正在新建的蒙华铁路为例，其线路在三门峡至荆门段共分布膨胀土约211.3km，占线路总长约45.5％；其中强膨胀土约34.8km、中等膨胀土约109.8km、弱膨胀土约66.7km。三荆段膨胀土地段路基长度约155.83km，约占路基全长的63.3％。沿线膨胀土分布广泛，其中邓州至襄阳约120km范围内无优质填料可取，不可避免利用膨胀土填料，膨胀土改良土填方约1581万方。

在全国膨胀土地区已修建的公路与铁路，路基普遍产生下沉外挤，基床翻浆冒泥，边坡冲蚀溜塌、塌滑与滑坡等严重病害，有的滑坡不仅造成路基成片破坏，甚至连同路基防护加固工程也一起毁坏，严重影响行车安全。每年因整治膨胀土地区路基病害，花费的投资均在5亿元以上，而且各种膨胀土路基的新生病害还在不断发生。

通常情况下膨胀土分别区域修建铁路多采用桥梁形式通过。当受到某些条件限制，必须采用路基形式时，由于膨胀土的区域性分布，不可避免的要使用部分膨胀性较弱的填料来进行路基填筑施工，若路基全部直接采用膨胀土填料施工则很容易发生上述病害，所以目前采用膨胀土填筑路基多将其进行化学改良后填筑，改良剂的选择多为石灰或水泥，按照室内试验配合比确定改良剂的掺量进行试验段填筑，试验合格后推广全线使用，但改良土填筑存在施工工艺复杂、合格填料产量低不便于连续填筑、施工质量不易控制的困难，因此路基设计必须采用特殊的结构形式，从而达到既消除膨胀土填筑的不利特性，保证路基安全又能简化路基施工工艺，提高经济效益。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法，以解决采用部分膨胀土填筑路基雨季无法施工问题、膨胀土填料含水率变化产生胀缩破坏等质量问题，本发明不仅可以使得采用膨胀土填筑路基施工后满足质量要求，还可大大减少膨胀土改良处理费用，达到技术合理、费用经济的目的，且路堤填高越大，则越能体现出该路基结构的经济性。

为实现上述目的，本发明一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，从上至下依次包括基床表层、基床底层、路基本体，其特殊之处在于，所述基床表层的两侧设置有护肩，所述基床底层的顶部两侧设置有上镶边，所述路基本体的底部两侧设置有下镶边，所述下镶边的底部设置有支撑护脚，所述路基本体的顶部、底部和边坡为改良土填筑区域，中部由膨胀土填筑区域和改良土填筑区域上下分层间隔分布组成；所述路基本体两侧边坡上下分层设置有防溜滑格栅，所述基床表层、基床底层底部以及路基本体两侧边坡均设横向排水坡，所述路基本体的横向排水坡内埋设斜向泄水孔，所述斜向泄水孔周围设置有反滤层。

进一步地，所述路基本体的顶部改良土填筑区域中设置有防变形加筋层，所述膨胀土填筑区域的底部设置有隔水垫层。防变形加筋层设置于路基本体的顶部，防止整体失稳变形。隔水垫层使膨胀土填筑区域的渗水保持在膨胀土填筑区域中通过斜向泄水孔排出而不进入下方改良土填筑区域引起基床灾害。

更进一步地，所述基床底层中采用AB填料填筑或者改良土填筑，采用改良土填筑时，在基床底层的顶部设置隔水垫层；采用AB填料填筑时，在基床底层的底部设置隔水垫层。如果基床底层填筑改良土，路基本体的顶层一般为膨胀土，费用比较经济；如果基床底层填筑AB组填料，路基本体的顶层应该为改良土防止产生基床病害。

更进一步地，所述隔水垫层为中粗砂垫层，并在中粗砂垫层中部夹一层复合土工膜或者毛细排水板。

更进一步地，所述防溜滑格栅由双向土工格栅水平铺设，外侧边缘为回折结构。

更进一步地，所述基床表层、基床底层底部以及路基本体两侧边坡的横向排水坡的倾斜率为4％。

更进一步地，所述路基本体的最上层膨胀土填筑区域中也设置有防变形加筋层。

一种根据上述夹层法改良加固的膨胀土路堤结构的施工方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：1)制作改良土；2)检测地基承载力；3)分层填筑路基本体；4)填筑基床底层；5)填筑基床表层；其中步骤3)的具体步骤包括：