本发明涉及岩土工程，特别涉及一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构。
背景技术：
在喀斯特地区受岩溶水波动、侵蚀作用影响，基岩面常风化和掏蚀成波浪状、蜂窝状、漏斗状，基岩面高低起伏、高程变化剧烈、局部倾斜陡峭的坡度常陡于1:2.5，这种情况下如果受承载力或工后变形的要求铁路基底需采取地基加固时，常规无法进入基岩的地基加固如CFG桩、水泥搅拌桩、管桩等的桩底会放置在倾斜的基岩面上，在上部填料等荷载作用下会发生滑移、侧偏，进而影响基底加固效果和出现较大的变形，严重时将影响到铁路的运营安全。钻孔桩虽然可打入基岩，但是全基底使用工程造价高，且同样存在发生侧移的风险。故需要一种岩溶发育基底基岩面倾斜陡峭地段的抗倾覆地基加固结构来解决存在的问题，同时需具有经济、环保和施工方便等特点。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构，以有效提高岩溶发育基底基岩面倾斜陡峭地段地基和加固效果，避免其基底发生滑移、侧偏或者倾覆，确保线路运营安全。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种喀斯特地区铁路基底抗倾覆地基加固结构，其特征是包括：不打入基岩桩桩群，由纵向横向间隔设置于地基内的不打入基岩桩构成，各不打入基岩桩的桩底位于完整基岩面上；打入基岩桩桩群，设置于不打入基岩桩桩群旁侧的地基内，由纵向横向间隔设置的打入基岩桩构成，各打入基岩桩的下部穿过完整基岩面嵌入弱风化可溶岩地层一定深度；桩顶构筑体，于地基表面下位于打入基岩桩桩群的顶部，与各打入基岩桩的桩顶固结形成群桩；缓冲垫层，于各不打入基岩桩桩群、桩顶构筑体之上铺设于地基表面上，铁路路基填筑体填筑于缓冲垫层上。
本发明的有益效果是，可有效提高岩溶发育基底基岩面倾斜陡峭地段地基和加固效果，打入基岩桩群桩和桩顶构筑体形成的群桩为不打入基岩桩桩群提供侧向约束力，避免基底发生滑移、侧偏和倾覆，抗倾覆效果良好，可确保线路运营安全；以打入基岩桩桩群、不打入基岩桩桩群共同加固地基，可有效降低地基加固成本，具有良好的经济性；施工方便，具有广阔推广应用前景。
附图说明
本说明书包括如下五幅附图：
图1是本发明一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构的断面图；
图2是本发明一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构中打入基岩桩群桩的平面图；
图3是本发明一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构中打入基岩桩群桩的平面图；
图4是本发明一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构中缓冲垫层的结构示意图；
图5是本发明一种喀斯特地区铁路路基基底抗倾覆地基加固结构的受力方式示意图。
图中示出构件名称及所对应的标记：打入基岩桩10、不打入基岩桩20、地梁31、承载板32、缓冲垫层33、下碎石垫层331、土工格栅332、上碎石垫层331、土地基A、弱风化可溶岩地层B、铁路路基填筑体C、完整基岩面D。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1，一种喀斯特地区铁路基底抗倾覆地基加固结构包括：不打入基岩桩桩群，由纵向横向间隔设置于地基内的不打入基岩桩20构成，各不打入基岩桩20的桩底位于完整基岩面D上；打入基岩桩桩群，设置于不打入基岩桩桩群旁侧的地基内，由纵向横向间隔设置的打入基岩桩10构成，各打入基岩桩10的下部穿过完整基岩面D嵌入弱风化可溶岩地层一定深度；桩顶构筑体，于地基表面下位于打入基岩桩桩群的顶部，与各打入基岩桩10的桩顶固结形成群桩；缓冲垫层33，于各不打入基岩桩桩群、桩顶构筑体之上铺设于地基表面上，铁路路基填筑体C填筑于缓冲垫层33上。
参照图1，地基由不打入基岩桩桩群、打入基岩桩桩群共同进行加固，可有效降低地基加固成本，具有良好的经济性。于不打入基岩桩桩群侧的地基内设置打入基岩桩桩群，打入基岩桩桩群的顶部与桩顶构筑体固结为一体形成群桩，各打入基岩桩10的下部嵌入弱风化可溶岩地层一定深度。打入基岩桩群桩和桩顶构筑体形成的群桩为不打入基岩桩桩群提供侧向约束力，避免基底发生滑移、侧偏和倾覆，抗倾覆效果良好，可确保线路运营安全
所述不打入基岩桩20可采用水泥粉煤灰碎石桩、水泥搅拌桩或者管桩等，造价较低。所述打入基岩桩10采用钢筋混凝土钻孔桩，其嵌入弱风化可溶岩地层的深度应满足铁路沉降控制要求及承担上部荷载要求，通常不小于3m。
参照图2，所述桩顶构筑体为钢筋混凝土结构的地梁31。地梁31将打入基岩桩桩群中各打入基岩桩10的桩顶横向、纵向相连，各打入基岩桩10的桩顶预留钢筋伸入地梁31内一定长度，并与地梁31主筋绑接或焊接，最终通过浇筑地梁31混凝土实现打入基岩桩桩群与地梁31的固结。成形后的地梁31将打入基岩桩10相连形成一个抗倾覆群桩整体，并给旁侧基岩面较平坦的不打入基岩桩20提供侧向约束。
参照图3，所述桩顶构筑体也可以采用钢筋混凝土结构的承载板32。各打入基岩桩10与承载板52固结，其桩顶预留钢筋伸入承载板32内一定长度并与承载板32主筋绑接或焊接，最终通过浇筑承载板32的混凝土实现打入基岩桩10与承载板32的固结。成形后的承载板32将打入基岩桩10相连形成一个抗倾覆群桩整体，并给旁侧基岩面较平坦的不打入基岩桩20提供侧向约束。
打入基岩桩10与不打入基岩桩20桩间距应结合上部荷载和变形要求检算确定。极端工况下为了保障抗倾覆效果，所述桩顶构筑体的设置范围可横向延伸至不打入基岩桩群桩的上方，部分覆盖或者全部覆盖不打入基岩桩群桩，且与其下的不打入基岩桩20固结形成群桩。
参照图4，地基加固施作完成后在地基表面上铺设缓冲垫层33，将上部铁路路基填筑体C荷载和其他荷载均匀传递到基底的地基上。所述缓冲垫层33厚度一般不小于0.4m，由从下而上依次铺设的下碎石垫层331、土工格栅332和上碎石垫层331构成。
参照图5，本发明抗倾覆地基加固结构的工作原理为：上部荷载F3通过缓冲垫层33均匀传递于基底地基各加固桩桩顶，通过一定桩间距的打入基岩桩10和不打入基岩桩20提供F2、F3，保障承载力和竖向变形要求；在上部荷载作用下桩间土会挤压、沿倾斜基岩面产生一个斜向的作用力F3和一个沿基岩面的转向M，打入基岩桩群桩桩顶与桩项构筑体刚性连接形成整体，提供一个抗拔和抗剪的力以抵消倾覆作用。该结构可以有效解决基岩面倾斜陡峭地段的基底加固抗倾覆的问题，尤其适用于喀斯特地区岩溶发育基底加固，具有抗倾覆效果好、施工方便、经济等特点，具有广阔推广应用前景。
以上所述只是用图解说明一种喀斯特地区基底抗倾覆地基加固结构的一些原理,并非是要将本发明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，均属于本发明所申请的专利范围。