一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构的制作方法

本实用新型涉及高速无砟轨道铁路路堤技术领域，特别涉及一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构。

技术背景

随着中国高速铁路走出海外，高铁工程设计面临着各种复杂地质条件，富盐软弱盐渍土地基就是其中之一。盐渍土是指不同程度的盐碱化土体的统称，在全世界干旱、半干旱地区及滨海区域广泛分布。盐渍土与一般土不同，甚至比冻土、膨胀土和溶陷性黄土更特殊更复杂。盐渍土地基具有溶陷性、盐胀性和腐蚀性等不良特性，这种不良工程特性给全世界各种建筑物构成了严重危害，导致巨大的经济损失。我国“一带一路”发展规划中涉及大面积的盐渍土地区，在类似地区修建无砟轨道高速铁路，特别是软弱地基与富盐盐渍土地基并存地段，高速铁路路基病害多，对高速列车正常运营构成了严重威胁。

因此，针对富盐软弱盐渍土区域建设高速铁路无砟轨道路堤的情况，有必要结合现有技术，提出一种具有抗溶陷、抗盐胀、耐腐蚀并能满足沉降要求的路堤结构，为无砟轨道路堤盐渍土地基处理设计提供支撑。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构，以有效解决盐渍土地基的溶陷、盐胀、腐蚀等工程难题，满足高速铁路无砟轨道沉降控制要求。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

本实用新型的一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构，其特征是它包括：排水排盐层，设置于富盐软弱盐渍土地基表层；抗腐蚀加固桩，纵向、横向间隔设置在富盐软弱盐渍土地基中；抗溶陷加筋垫层，铺设在抗腐蚀加固桩上方；路堤，填筑在抗溶陷加筋垫层上方；反压护道，填筑在路堤两侧边坡坡脚外；排水系统，包括排水沟和倾斜排水排盐孔，排水沟设置在排水排盐层两侧外，倾斜排水排盐孔沿线路纵向间隔设置在排水排盐层与两侧排水沟交界处。

本实用新型的有益效果是，能有效解决富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤设计面临的技术难题，可及时排除地基表层富盐，防止路堤次生盐渍化，保证路堤结构的稳定性，满足高速无砟铁路变形控制要求，是一种具有抗溶陷、抗盐胀、耐腐蚀并能满足沉降要求的盐渍土地基处理技术。

附图说明

图1本实用新型一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构的示断面图；

图2本实用新型一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构中排水排盐层的结构示意图；

图3本实用新型本实用新型一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构中抗溶陷加筋垫层结构示意图。

图中示出技术特征及所对应的标记：排水排盐层1，中粗砂层11、碎石层12，抗腐蚀加固桩2，桩帽21，碎石垫层22，抗溶陷加筋垫层3，第一掺水泥碎石层31，钢塑加筋复合土工格栅32，第二掺水泥碎石层33，路堤4，基床以下路堤41、基床底层42、基床表层43，反压护道5，边坡坡面防护结构6，路堤边坡61，反压护道边坡62，排水系统7，排水沟 71，倾斜排水排盐孔72。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图进一步说明本实用新型。

参考如图1，本实用新型的一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构包括：排水排盐层1，设置于富盐软弱盐渍土地基表层；抗腐蚀加固桩 2，纵向、横向间隔设置在富盐软弱盐渍土地基中；抗溶陷加筋垫层3，铺设在抗腐蚀加固桩2上方；路堤4，填筑在抗溶陷加筋垫层3上方；反压护道5，填筑在路堤4两侧边坡坡脚外；排水系统7，包括排水沟71 和倾斜排水排盐孔72，排水沟71设置在排水排盐层1两侧外，倾斜排水排盐孔72沿线路纵向间隔设置在排水排盐层1与两侧排水沟71交界处。

参照图1，所述富盐软弱盐渍土地基表层是指表层土挖除后的坑底，排水排盐层1是设置在地基表层土挖除后的坑底上，表层土挖除厚度不少于0.5m，坑底由路基中心向两侧设置2％坡度；参照图2，所述排水排盐层1由从下至上依次铺设的中粗砂层11、碎石层12构成，中粗砂层11 厚度不少于0.1m，碎石层12厚度不少于0.4m。排水排盐层1的作用在于将富盐盐渍土地基中迁移至地基表层的水、盐排除至两侧排水沟71。排水排盐层1中碎石层12的作用在于降低地下水的毛细水上升高度，防止盐分聚集在路堤底部产生次生盐害。排水排盐层1还可作为变形缓冲层，消除或减少富盐盐渍土地基的盐胀变形。

参照图1，排水排盐层1设置后，在排水排盐层1面上施作抗腐蚀加固桩2，抗腐蚀加固桩2的桩体穿过排水排盐层1进入富盐软弱盐渍土地基中。抗腐蚀加固桩2采用具有耐酸碱腐蚀性能的括水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩)、管桩、素混凝土桩或钢筋混凝土桩等，由路基中心按2％坡度向两侧设置至路堤边坡与反压护道平台的交点，设计前应根据地基土腐蚀等级测试设计桩体的耐腐蚀性能。抗腐蚀加固桩2的桩长和桩间距按无砟轨道沉降控制标准设计且桩长不小于富盐盐渍土溶陷临界深度，同时桩长应满足单桩承载力及桩网结构整体稳定性要求。抗腐蚀加固桩2采用正三角形或矩形布置。抗腐蚀加固桩2在排水排盐层1面上采用正三角形或矩形布设，桩顶设有配置钢筋的桩帽21，桩帽21的形状为圆柱体形或长方体形，桩帽21配置的钢筋应满足抗冲切检算。桩帽21之间铺设有碎石垫层22，碎石垫层22的厚度不小于桩帽21的高度。

参照图1，所述抗溶陷加筋垫层3设置在桩帽21和碎石垫层22上方，以2％的坡度由路基中心向两侧铺设至抗腐蚀加固桩2最外侧桩帽21的边缘。参考图3，所述抗溶陷加筋垫层3由从下至上依次铺设的第一掺水泥碎石层31、钢塑加筋复合土工格栅32、第二掺水泥碎石层33构成。参照图1，钢塑加筋复合土工格栅32在抗腐蚀加固桩2最外侧桩帽21边缘的回折长度不少于2.5m。第一掺水泥碎石层31和第二掺水泥碎石层33 中按体积掺入5～7％具有耐酸碱腐蚀性能的水泥。

钢塑加筋复合土工格栅32的作用在于降低加固桩2桩间盐渍土溶陷对路基面影响，确保路基长期服役功能。根据理论计算方法确定钢塑加筋复合土工格栅3.2的抗拉强度，可避免不同高度路堤盲目采用高强土工格栅，既保证工程安全，也可有效减少材料用量，节约工程投资。抗溶陷加筋垫层3的钢塑加筋复合土工格栅33的抗拉强度按考虑“卸荷拱”效应的计算方法确定。具体按下式计算：

ζ_s＝βH

式中，T为土工格栅抗拉力，kN/m；f_c为格栅蠕变折减系数，取3.6～ 4.0；f_m为材料生产稳定性可信系数，取1.05～1.10；f_d为施工损伤系数，取1.2～1.4；f_e为环境-酸碱-微生物影响系数，取1.8～2.0；[s_f]为无砟轨道铁路路基面允许沉降量，单位mm；r为桩边缘至桩间土中心或形心的距离，单位m；ζ_s为卸载系数(0≤ζ_s＜1)；E_g为格栅抗拉刚度，单位kN/m；β为衰减系数，单位1/m，β取值与路堤填料有关，由现场试验确定。

参照图1，在抗溶陷加筋垫层3上方填筑路堤4，从下至上铺筑的基床以下路堤41、基床底层42和基床表层43，材料类型及压实标准应满足《高速铁路设计规范》。在路堤两侧边坡61坡脚外填筑反压护道5，反压护道5顶面宽度不少于3m、高度不小于1.0m。反压护道5的材料类型及压实标准与基床以下路堤41相同，也应满足《高速铁路设计规范》。反压护道5的作用在于延长雨水入渗路径，一定程度上避免了雨水入渗引发桩间盐渍土溶陷。

参照图1，所述路堤4、反压护道5两侧的路堤边坡61、反压护道边坡6.2上铺设有边坡坡面防护结构6，边坡坡面防护结构6可采用土工网垫客土撒草籽、人字形截水骨架或空心砖等形式。

参照图1，所述倾斜排水排盐孔72沿线路纵向按1.0m进行等间距开孔，倾斜排水排盐孔72由排水排盐层1向两侧排水沟71倾斜，倾斜坡度不小于6％，孔径不小于100mm，孔口与排水沟沟底高差不小于0.4m。倾斜排水排盐孔72的作用在于及时将排水排盐层1的水盐排出，并通过排水沟72排除，避免水盐聚集在表层地基产生路基病害。

参照图1，通常，排水沟71沟底宽度不少于0.4m，沟深不少于0.8m；一般地段，排水沟71纵向排水坡度不应小于8‰，单面排水坡长度不大于800m；汇水地段，排水沟71纵向排水坡度不应小于12‰，单面排水坡长度不大于600m，排水沟71采用钢筋混凝土预制拼装，应具有抵抗硫酸盐、氯盐、碳酸盐腐蚀并具有抗老化特征。排水沟71的作用在于及时排除沟底积水、积盐，避免沟底积水由倾斜排水排盐孔71侵入排水排盐层，导致盐渍土地基浸泡溶陷。

本实用新型的优点主要体现在如下几个方面：

(1)排水排盐层1设置在桩帽21及抗溶陷加筋垫层3下方，将盐渍土地基中迁移至表层土的水盐排除至两侧排水沟71，可以降低地下水的毛细水上升高度，甚至消除毛细水上升，防止有害盐聚集在路堤底部产生次生盐害；排水排盐层1还可作为变形缓冲层，消除或减少盐渍土地基的盐胀变形。

(2)钢塑加筋复合土工格栅32能有效避免降低加固桩2桩间盐渍土溶陷对路基面影响，确保路基长期服役功能；根据考虑“卸荷拱”效应的计算方法确定钢塑加筋复合土工格栅3.2的抗拉强度，可避免不同高度路堤盲目采用高强土工格栅，既保证工程安全，也可有效减少材料用量，节约工程投资。

(3)在路堤防水功能上，反压护道5可延长雨水入渗路径，避免雨水入渗引发桩间盐渍土溶陷；排水沟71可及时排除沟底积水、积盐，避免沟底积水由倾斜排水排盐孔侵入排水排盐层，导致盐渍土地基浸泡溶陷；倾斜排水排盐孔72可及时将排水排盐层1的水盐排出，并通过排水沟7.2排除，避免水盐聚集在表层地基产生盐害。

(4)本实用新型设计流程清晰，施工顺序明确，结构安全可靠，路基质量易于保障，不仅在国内具有较强的推广应用价值，也可解决中国高铁“走出去”面临的盐渍土地基处理难题。

以上所述只是采用用图解说明本实用新型一种富盐软弱盐渍土地区无砟轨道路堤结构的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。