一种控制高铁宽大路堤横向不均匀沉降的微型桩加固方法与流程

本发明涉及一种高铁宽大路堤桩加固方法，尤其是涉及一种控制高铁宽大路堤横向不均匀沉降的微型桩加固方法。

背景技术：

路基是高速铁路车站的常用形式，特等、一等站的到发线数量多，路基横向宽度大，对应的路堤横向宽度也大。高速铁路的车站沿线路横向，宽大路堤的中部为不停站车辆快速通过的正线，两边则为靠近站台的车辆应减速通过或停站的到发线。正线车辆的允许时速可达350km，而到发线车辆的允许时速不足160km，允许时速越高的线路对沉降量要求越苛刻，因此上述宽大路堤的允许沉降量沿线路横向中部小、两端大。

传统的高速铁路路堤为满足中部正线的最大允许沉降量要求，往往将整个路堤的沉降控制标准都按照中部取值，即全断面按高铁正线标准填筑。显然，对于上述的高速铁路宽大路堤来说，中部正线所占的宽度较之于整个路堤的宽度只占有很小的一部分，中部和两端均采用高等级的优质填料过于浪费，徒增路堤的总造价。随着更多更宽大车站工程建设的要求，这种不经济的方法将对高速铁路建设带来不可估量的经济负担。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制高铁宽大路堤横向不均匀沉降的微型桩加固方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种控制高铁宽大路堤横向不均匀沉降的微型桩加固方法，所述的加固方法包括如下步骤：

s1：整平高速铁路的地基表面；

s2：在高速铁路的地基上填筑路堤本体，使填筑后的路堤本体满足路堤本体压实标准；

s3：在路堤本体上设计微型桩的桩点位置和对应桩径，并根据桩点位置确定各个桩点位置微型桩的深度，使设计后的路堤本体各区域满足相应的压实标准；

s4：钻机在桩点位置钻孔至设计深度，并对钻好的桩孔进行清孔；

s5：在桩孔中放入与桩孔深度相同的钢筋笼；

s6：在微型桩内注入微型桩浆液，直到孔口冒出微型桩浆液，进行封孔，完成该桩点位置的微型桩施工；

s7：重复步骤s4～s6对下一桩点位置进行施工，直到所有桩点位置都完成微型桩施工；

s8：在路堤本体上铺设垫层和基床。

所述的s2中填筑路堤本体的填筑材料为化学改良土。

s2中所述的路堤本体压实标准为压实系数不小于0.90及7d饱和无侧限抗压强度不小于200kpa。

所述的s3具体为：

s31：将路堤本体划分为正线加固区、过渡加固区和到发线不加固区；

s32：设计正线加固区微型桩的桩点位置和对应桩径，正线加固区微型桩的桩点位置密度相同；

s33：计算设计后的正线加固区的复合路堤模量是否满足正线下压实标准，若是，进入步骤s34，否则，重新设计正线加固区微型桩的桩点位置和对应桩径，返回s33；

s34：确认正线加固区微型桩的深度，正线加固区微型桩的深度与路堤本体高度相同；

s35：计算正线加固区和到发线不加固区的差异沉降，根据路堤本体的排水横坡设计值与最小值之差确定允许的附加坡度，并根据附加坡度和差异沉降确定过渡加固区宽度；

s36：设计过渡加固区微型桩的桩点位置和对应桩径，过渡加固区的桩点位置密度随着桩点位置与正线加固区距离的增大而减小；

s37：确认过渡加固区微型桩的深度，过渡加固区的微型桩深度随着桩点位置与正线加固区距离的增大而线性减小，使正线加固区与过渡加固区的微型桩呈倒等腰梯形分布。

所述的s31中路堤本体位于正线下的区域为正线加固区，所述的路堤本体位于到发线下的区域划分为过渡加固区和到发线不加固区，所述的过渡加固区靠近正线加固区，所述的到发线不加固区远离正线加固区。

s33中所述的正线下压实标准为压实系数不小于0.92及地基系数不小于130mpa/m。

所述的s3中所述的桩点位置布置形式采用三角形或正方形。

所述的微型桩的长细比大于30，微型桩桩径的范围为100～300mm。

所述的步骤s8具体为：

s81：铺设垫层，即在路堤本体上铺设第一级配碎石层，然后在第一级配碎石层上铺设土工格栅层，然后在土工格栅层上铺设第二级配碎石层；

s82：铺设基床，即在垫层上铺设基床底层，然后在基床底层上铺设基床表层。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明利用经济成本低、控制沉降能力差的化学改良土作为路堤本体的填筑材料，并且在路堤本体中打入微型桩，降低路堤建筑的经济成本，并且保证控制高铁宽大路堤的横向不均匀沉降的效果；

(2)本发明在正线下布置密度均匀、长度贯穿路堤本体的微型桩，保障对沉降量要求较为苛刻的正线下路堤符合沉降标准；

(3)本发明的将到发线下路堤本体分为过渡加固区和到发线不加固区，在过渡加固区布置密度和深度均随与正线加固区距离的增大而线性减小的微型桩，确保到发线下路堤符合沉降标准，并且减少微型桩数和深度，降低经济成本；

(4)本发明采用微型桩作为加固桩，微型桩施工安全迅速，施工机具小而灵活，适用于施工条件及空间受限的地方，施工噪音小，可在居民集中的地带开展施工。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明实施后高速铁路宽大路堤的结构示意图；

其中，1、路堤本体，2、微型桩，3、垫层，4、正线加固区，5、过渡加固区，6、到发线不加固区，7、到发线，8、正线，9、基床表层，10、基床底层，11、地基。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。

实施例

一种控制高铁宽大路堤横向不均匀沉降的微型桩加固方法，如图1所示，该加固方法包括如下步骤：

s1：整平高速铁路的地基11表面。

s2：在高速铁路的地基上以化学改良土为材料填筑路堤本体1，使填筑后的路堤本体1满足路堤本体压实标准，路堤本体压实标准为压实系数不小于0.90及7d饱和无侧限抗压强度不小于200kpa。

s3：在路堤本体1上设计微型桩2的桩点位置和对应桩径，并根据桩点位置确定各个桩点位置微型桩2的深度，使设计后的路堤本体1各区域满足相应的压实标准。

s3具体为：

s31：将路堤本体1划分为正线加固区4、过渡加固区5和到发线不加固区6；

s32：设计正线加固区4微型桩2的桩点位置和对应桩径，正线加固区4微型桩2的桩点位置密度相同；

s33：计算设计后的正线加固区4的复合路堤模量是否满足正线下压实标准，正线下压实标准为压实系数不小于0.92和地基系数不小于130mpa/m，若是，进入步骤s34，否则，重新设计正线加固区4微型桩2的桩点位置和对应桩径，返回步骤s33；

s34：确认正线加固区4微型桩2的深度，正线加固区4微型桩2的深度与路堤本体1高度相同；

s35：计算正线加固区4和到发线不加固区6的差异沉降，根据路堤本体1的排水横坡设计值与最小值之差确定允许的附加坡度，并根据附加坡度和差异沉降确定过渡加固区5宽度，具体地，本实施采用mindlin-boussinesq联合求解应力法和e-lgp曲线法计算正线加固区4的沉降，得到正线加固区4和到发线不加固区6的差异沉降，根据排水横坡设计值与最小值之差确定允许的附加坡度，并根据附加坡度和差异沉降确定过渡加固区5宽度。

s36：设计过渡加固区5微型桩2的桩点位置和对应桩径，过渡加固区5的桩点位置密度随着桩点位置与正线加固区4距离的增大而减小；

s37：确认过渡加固区5微型桩2的深度，过渡加固区5的微型桩2深度随着桩点位置与正线加固区4距离的增大而线性减小，使正线加固区4与过渡加固区5的微型桩2呈倒等腰梯形分布。

如图2所示，s31中路堤本体1位于正线8下的区域为正线加固区4，所述的路堤本体1位于到发线7下的区域划分为过渡加固区5和到发线不加固区6，所述的过渡加固区5靠近正线加固区4，所述的到发线不加固区6远离正线加固区4。

设计微型桩2的桩点位置、桩径和深度时，桩点位置布置形式采用三角形或正方形，微型桩2的长细比大于30，微型桩2桩径的范围为100～300mm，微型桩2的桩间距不超过桩径的3.5倍。

s4：钻机在桩点位置钻孔至设计深度，并对钻好的桩孔进行清孔。

s5：在桩孔中放入与桩孔深度相同的钢筋笼。

s6：在微型桩2内注入微型桩浆液，直到孔口冒出微型桩浆液，进行封孔，完成该桩点位置的微型桩2施工。

s7：重复步骤s4～s6对下一桩点位置进行施工，直到所有桩点位置都完成微型桩2施工。

s8：在路堤本体1上铺设垫层3和基床。

步骤s8具体为：

s81：铺设垫层3，即在路堤本体1上铺设第一级配碎石层，然后在第一级配碎石层上铺设土工格栅层，然后在土工格栅层上铺设第二级配碎石层；

s82：铺设基床，即在垫层3上铺设基床底层10，然后在基床底层10上铺设基床表层9。

本发明方法利用经济成本低、控制沉降能力差的化学改良土作为路堤本体1的填筑材料，并且在路堤本体1中打入微型桩2，在路堤本体1的正线8下区域形成密度均匀、长度贯穿路堤本体的多个微型桩2，在到发线7的过渡加固区形成密度和深度均随与正线加固区距离的增大而线性减小的多个微型桩2，微型桩2总体呈成倒梯形，降低路堤本体1的经济成本的同时保证控制高铁宽大路堤的横向不均匀沉降的效果。

上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。