CN110565449A - 一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明是提供一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，以解决现有高速铁路膨胀土路堑加固结构存在的桩基下沉较深或数量较多的问题，涉及膨胀岩土工程技术领域。一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，包括桩基、托梁、承载板以及轨道结构，还包括与桩基外径适配的滑动层；所述滑动层套设在桩基上端并伸入膨胀土地基中一定深度，所述膨胀土地基与承载板之间留有间距以形成脱空层。本发明降低了工程投资费用。
Description
技术领域
本发明涉及膨胀岩土工程技术领域，具体是一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构。
背景技术
高速铁路对变形控制非常严格，当其以深路堑形式通过膨胀岩土地区时，受开挖卸荷裂隙及地下水的影响，膨胀岩土将对轨道板及附属构件产生较大的上拱力，所造成的上拱变形极难修复且成本极高，严重影响高速铁路的运营安全。
为了避免高速铁路通过膨胀土路堑发生上拱变形，专利CN207130539U公开了一种无砟轨道高速铁路膨胀土路堑加固结构，该结构包括桩基、缓冲层、承载板、轨道结构排水侧沟等，桩基成排间隔设置在膨胀土地基中，缓冲层设置在膨胀土地基上，承载板设置在缓冲层顶部且与桩基固定连接，轨道结构固设在承载板顶部，排水侧沟设置在路堑结构两侧。该结构通过桩基与地基的摩擦力抵抗部分膨胀土的上拱力，再依靠缓冲层缓冲吸收部分膨胀力，从而减小承载板的上拱变形。该种构造中承载板所受的上拱变形力虽然有所减小，但依旧存在，并会传递给桩基，上述结构除一部分力被缓冲层吸收外其余大部分主要靠桩基抵消，因此需设置非常多或下沉深度深的桩基，这大大增加工程投资。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，以解决现有高速铁路膨胀土路堑加固结构存在的桩基下沉较深或数量较多的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，包括桩基、托梁、承载板以及轨道结构，所述桩基成排间隔设置在膨胀土地基中，所述托梁固设于桩基上，所述承载板固设于托梁上，所述轨道结构固设于承载板上，还包括与桩基外径适配的滑动层；所述滑动层套设在桩基上端并伸入膨胀土地基中一定深度，所述膨胀土地基与承载板之间留有间距以形成脱空层。
进一步地，所述膨胀土地基包括设置在表层的封闭层。
进一步地，所述滑动层包括聚乙烯塑料层。
进一步地，所述滑动层包括设置在聚乙烯塑料层外侧的弹性防水层。
进一步地，所述弹性防水层包括弹性体SBS改性沥青层。
进一步地，所述托梁两侧设有放置线缆槽的支腿。
进一步地，所述脱空层高度为10～20cm。
进一步地，所述封闭层包括纤维细石混凝土层。
本发明的有益效果是：本发明在桩基一定深度范围内设置滑动层，降低了膨胀土对桩基的上拱摩擦力，在承载板与地基之间预留了脱空层，膨胀岩土上拱变形不影响对上拱变形敏感的轨道板，桩基所承受的上拔力较小，如此可以减少桩基数量或长度，从而降低了工程投资费用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1沿A-A的剖视示意图；
图3是图1沿B-B的剖视示意图；
图中所示：桩基1，托梁2、承载板3，轨道结构4，膨胀土地基5，线缆槽6，滑动层7，大气影响线8，支撑板9，脱空层10，支腿21，封闭层51，聚乙烯塑料层71，弹性防水层72。
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。
如图1至图3所示，本发明的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，包括桩基1、托梁2、承载板3以及轨道结构4，所述桩基1成排间隔设置在膨胀土地基5中，所述托梁2固设于桩基1上，所述承载板3固设于托梁2上，所述轨道结构4固设于承载板3上。上述结构与现有结构相同。为了防止承载板上拱以及减少桩基所受上拔力，还包括与桩基1外径适配的滑动层7。所述滑动层7套设在桩基1上端并伸入膨胀土地基5中一定深度，所述膨胀土地基5与承载板3之间留有间距以形成脱空层10。
滑动层7与桩基1外径适配，即滑动层7内径稍大于桩基1外径，这样滑动层7可沿桩基1上下滑动。滑动层7具体伸入膨胀土地基5的深度通常与当地受大气影响的膨胀土层厚度相当。滑动层7的主要作用是降低膨胀土对桩基的上拱力，滑动层7可采用表面光滑的且具有一定硬度的材质。本发明的滑动层由成本低、防腐蚀性好的聚乙烯塑料板弯折而成(弯折成筒状)，即滑动层7包括聚乙烯塑料层71。膨胀土地基5与承载板3之间的间距，即脱空层10的厚度需高于当地受大气影响的膨胀土层上升的最大高度，为了减少不必要的材料浪费(避免桩基过高)，脱空层10的厚度通常为10～20cm。
当位于大气影响线8以上的膨胀土向上膨胀时，膨胀土产生的上拱力会使得滑动层7上滑，同时由于膨胀土地基5与承载板3之间留有间距以形成脱空层10，这样承载板3不会受到膨胀土的上拱力，同时桩基1所受的上拔力大大减小，桩基的设置数量或者埋设长度只需满足承载要求即可，如此可以减少桩基数量或下沉深度，从而降低了工程投资费用。由于现有结构中承载板通过缓冲层与膨胀土地基表面接触，缓冲层的缓冲作用通常有限，当膨胀岩土膨胀力达到100-400kpa时，易造成承载板上拱变形而被破坏，本发明由于采用脱空式结构，承载板3悬空，结构的可靠性也更高。
为了防止雨水沿桩基1下渗，滑动层包括设置在聚乙烯塑料层71外侧的弹性防水层72，弹性防水层72包裹在聚乙烯塑料层71上。这样在膨胀土膨胀时缩弹性防水层72可被压缩，在膨胀土收缩时弹性防水层72又可回弹，膨胀土与滑动层7之间不会出现缝隙，从而防止雨水沿桩基1下渗。本发明的弹性防水层72优选采用延伸率高、抗撕裂性强的弹性体SBS改性沥青板弯折而成(弯折成筒状)，即弹性防水层72包括弹性体SBS改性沥青层，以提高防水效果。
为了防止雨水下渗造成的上拱变形的风险，膨胀土地基5包括设置在表层的封闭层51。封闭层51可采用混泥土、塑料膜以及各种防水卷材等，本发明的封闭层51采用抗裂性能优良的纤维细石混凝土层，其厚度通常为5～15cm。
如图2所示，托梁2两侧设有放置线缆槽6的支腿21，支腿21上可预留连接钢筋用于浇注支撑线缆槽6的支撑板9。如此，膨胀土上拱变形也不会影响上部不易修复的电缆槽等构件，从而可降低后期设备维护费用。
本发明的上述桩板结构施工方法，其包括以下步骤：
步骤一：在膨胀土地基5上开挖桩井，放置滑动层7，下放桩基钢筋笼，灌注钢筋混凝土，形成桩基1；
步骤二：待桩基1的钢筋混凝土达到设计强度后，立模浇筑托梁混凝土，形成托梁2；
步骤三：在托梁2上立模浇筑承载板3，承载板3与膨胀土地基5与之间留有间距以形成脱空层10，待承载板3达到设计强度后，施工轨道结构4。
Claims (8)
1.一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，包括桩基(1)、托梁(2)、承载板(3)以及轨道结构(4)，所述桩基(1)成排间隔设置在膨胀土地基(5)中，所述托梁(2)固设于桩基(1)上，所述承载板(3)固设于托梁(2)上，所述轨道结构(4)固设于承载板(3)上，其特征在于：还包括与桩基(1)外径适配的滑动层(7)；所述滑动层(7)套设在桩基(1)上端并伸入膨胀土地基(5)中一定深度，所述膨胀土地基(5)与承载板(3)之间留有间距以形成脱空层(10)。
2.如权利要求1所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述膨胀土地基(5)包括设置在表层的封闭层(51)。
3.如权利要求1所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述滑动层(7)包括聚乙烯塑料层(71)。
4.如权利要求3所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述滑动层(7)包括设置在聚乙烯塑料层(71)外侧的弹性防水层(72)。
5.如权利要求4所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述弹性防水层(72)包括弹性体SBS改性沥青层。
6.如权利要求1所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述托梁(2)两侧设有放置线缆槽(6)的支腿(21)。
7.如权利要求1所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述脱空层(10)高度为10～20cm。
8.如权利要求2所述的一种高速铁路抗隆起脱空式桩板结构，其特征在于：所述封闭层(51)包括纤维细石混凝土层。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |