[发明专利]一种用于高速铁路加固结构、路基组件、路基系统及施工方法

说明书

本发明涉及高速铁路路基工程领域，特别是一种用于高速铁路加固结构、路基组件、路基系统及施工方法，其中加固结构包括第一加固桩基组件，在第一加固桩基组件的两侧分别设置有第二加固桩基组件，第二加固桩基组件包括第一支撑桩部件和与第一支撑桩部件刚性连接的支撑架，支撑架设置于第一支撑桩部件顶部，支撑架为整体结构。本发明的一种用于高速铁路加固结构，有效降低了路基两侧边坡覆盖范围的地基中，第一支撑桩部件抗滑受力的不均匀性，显著提高低强度软土地基的抗滑破坏能力，从而增加低强度软土地基路基整体稳定性，降低了路基失稳的概率。

技术领域

本发明涉及高速铁路路基工程领域，特别是一种用于高速铁路加固结构、路基组件、路基系统及施工方法。

背景技术

目前，由于我国地质条件复杂多样，在修建铁路时，有时会在软土地基上修筑路基，尤其对于以海相软土为主、软基深厚的东南沿海地区，但其地基承载力不足和路基沉降变形较大一直是该地区高速铁路建设的难点问题。因此，必须采取有效的工程措施对低强度软土地基进行加固处理。

由于高速铁路对路基施工后沉降控制要求甚高，传统的以排水固结、堆载预压法和以碎石桩、挤密砂桩为主的散体材料桩复合地基加固方法已难以满足工程需要，以水泥搅拌桩、水泥砂浆桩为主的柔性桩复合地基因其承载能力偏低、沉降相对较大等问题而限制了其应用范围，采用C15及以上强度的高强度桩复合地基已成为我国高速铁路路基工程地基加固处理的主型措施。然而，低强度软土地基即使采用高强度桩加固，因地基软弱、加固结构整体稳定性不足而引发的路基失稳坍塌工程事故也时有发生。已有研究表明，对于CFG桩(Cement Fly-ash Gravel，水泥粉煤灰碎石桩)、素混凝土桩等刚性桩复合地基，路基失稳时位于边坡附近桩体首先发生弯折破坏，进而引发周围桩体的渐进破坏。通过数值模拟与离心试验发现，路基下刚性桩复合地基破坏模式因桩体位置不同而存在差异，其中边坡附近桩体主要为弯折破坏，靠近路基中心处桩体主要发生轴压破坏。故低强度软土地基的抗侧滑破坏能力是提高加固结构整体稳定性最终要的因素之一，因此，如何提升低强度软土地基的抗侧滑破坏能力已成为一项关键技术。然而，目前工程界普遍采用的桩-帽结构，虽能充分发挥桩体承载性能，协调桩土荷载分担，提高地基承载力，但对提高低强度软土地基、尤其是坡脚附近地基的抗滑移破坏能力有限。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的在低强度软土地基即使采用高强度桩加固，有时也会因地基软弱、加固结构整体稳定性不足而引发的路基失稳的问题，提供一种用于高速铁路加固结构、路基组件、路基系统及施工方法，提高边坡附近桩体的抗滑移破坏能力，从而增加低强度软土地基路基整体稳定性，降低低强度软土地基因地基软弱、加固结构整体稳定性不足而引发的路基失稳的概率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于高速铁路加固结构，包括第一加固桩基组件，在所述第一加固桩基组件的两侧分别设置有第二加固桩基组件，所述第二加固桩基组件包括第一支撑桩部件和与所述第一支撑桩部件刚性连接的支撑架，所述支撑架设置于所述第一支撑桩部件顶部，所述支撑架为整体结构。

本发明所述的一种用于高速铁路加固结构，使用时，将第一加固桩基组件设置在路基顶面覆盖范围的地基中，用于支撑路基中间的部分；将所述支撑架铺设于路基两侧边坡覆盖范围的地基中，并用第一支撑桩部件支撑所述支撑架，从而使支撑架能够支撑路基两侧的边坡部分；支撑架与第一支撑桩部件刚性连接，且所述支撑架为整体结构，从而使得边坡底部至少一部分的第一支撑桩部件的顶部连接为一个整体，从而降低边坡附件单个支撑桩的弯拉应力、均化支撑桩的弯拉应力、促进支撑桩协同抗滑等作用，有效降低了路基两侧边坡覆盖范围的地基中，第一支撑桩部件抗滑受力的不均匀性，显著提高低强度软土地基的抗滑破坏能力，从而增加低强度软土地基路基整体稳定性，降低低强度软土地基因地基软弱、加固结构整体稳定性不足而引发的路基失稳的概率。

优选地，所述第一支撑桩部件包括若干根竖向间隔设置的第一支撑桩，所述第一支撑桩与所述支撑架刚性连接。