CN112111997A - 一种泡沫混凝土铁路路基结构及其施工方法 - Google Patents

一种泡沫混凝土铁路路基结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种泡沫混凝土铁路路基结构，自下而上依次设置有：若干旋喷桩或微型钢管桩、垫层、防渗层和泡沫混凝土层，其中，泡沫混凝土层是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土预制块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构；施工方法：(1)提前预制泡沫混凝土块体，备用；(2)埋入若干旋喷桩或微型钢管桩；(3)形成垫层；(4)形成防渗层；(5)在防渗层上浇筑泡沫混凝土，或先砌筑泡沫混凝土块体填充再浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层，即得。本发明泡沫混凝土施工时无需振捣压实，对原有路基不会产生扰动；采用“预制+现浇”的施工工艺，可以大幅缩短施工时间，降低工程综合造价。

Description

一种泡沫混凝土铁路路基结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及铁路路基工程技术领域，更具体的说是涉及一种泡沫混凝土铁路路基结构及其施工方法。
背景技术
铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。路基是一种土石结构，处于各种地形地貌、地质、水文和气候环境中，有时还遭受各种灾害，如洪水、泥石流、崩塌、地震等。
沉降控制是铁路路基在设计和施工时需要考虑的重要因素，但是国内外对此研究较少。随着铁路建设规模不断扩大，原有铁路线路已无法满足运营需要，因此需要进行铁路路基帮宽处理。传统处理方式为打桩+填AB组填料，但是打桩对原有铁路路基产生扰动较大，造成原有新旧路基差异沉降大，进而影响铁路运行安全。
因此，如何提供一种能够有效控制铁路路基沉降的路基结构是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种泡沫混凝土铁路路基结构及其施工方法，可有效控制铁路路基沉降，以解决现有技术中的不足。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种泡沫混凝土铁路路基结构，自下而上依次设置有：若干旋喷桩或微型钢管桩、垫层、防渗层和泡沫混凝土层；
其中，泡沫混凝土层是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构。
本发明的有益效果在于，泡沫混凝土在施工时无需振捣碾压，因此可以有效减少因新路基填充的振捣而造成原有路基的差异沉降，从而保证原有铁路路基的运行安全。
进一步，上述泡沫混凝土的干密度为300-1200kg/m3，厚度不小于0.5m。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，由于泡沫混凝土具有轻质高强的特性，作为填充材料使用可有效降低对下层路基的荷载，进而减少底部桩基的铺设数量和深度，降低工程造价。
更进一步，上述框架结构为阶梯式，优选为正梯形或倒梯形，如果坡度较大还可打抗滑锚固件。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，阶梯式框架结构与原路基的连接方式更加稳定，从而保证新旧路基的整体性。
进一步，所述旋喷桩或微型钢管桩的长度不小于1m。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，旋喷桩或微型钢管桩用于提高底部地基承载力，在保证铁路运行安全的前提下，最大程度地降低了工程造价。
进一步，上述垫层的材料为碎石和/或砂石，垫层的厚度不小于5cm。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，垫层主要起到调整地基不均匀沉降的作用，达到找平效果，同时可以隔绝部分水分，加速排水。
进一步，上述防渗层的材料为土工布和/或土工膜，防渗层的抗拉强度不低于2kN/m，密度为不小于100g/m2。
采用上述进一步技术方案的有益效果在于，防渗层能够阻止水分进入路基填充体(泡沫混凝土)内部，从而保证填充体(泡沫混凝土)内部质量的稳定性，提高其使用寿命。
一种泡沫混凝土铁路路基结构的施工方法，具体包括以下步骤：
(1)预制泡沫混凝土块体，备用；
(2)在地基上打桩，埋入若干旋喷桩或微型钢管桩；
(3)在旋喷桩或微型钢管桩上铺设垫层；
(4)在垫层上铺设防渗层；
(5)在防渗层上浇筑泡沫混凝土，或先用泡沫混凝土块体填充再浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层，即得泡沫混凝土铁路路基结构。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、有效减少桩基的数量和深度，大幅节约工程造价；
2、泡沫混凝土施工时无需振捣压实，对原有路基不会产生扰动，进而可减少原有铁路路基的差异沉降，保证原有路基的运行安全；
3、采用“预制+现浇”的施工工艺，可以大幅缩短施工时间，降低工程综合造价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的结构示意图。
其中，1-旋喷桩或微型钢管桩，2-垫层，3-防渗层，4-泡沫混凝土层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明提供了一种泡沫混凝土铁路路基结构，如图1所示，自下而上依次设置有：若干旋喷桩或微型钢管桩1、垫层2、防渗层3和泡沫混凝土层4；其中，泡沫混凝土层4是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构。
在一个实施例中，泡沫混凝土的干密度为500kg/m3，厚度为6m；在另一个实施例中，泡沫混凝土的干密度为300kg/m3，厚度为0.5m；在其他实施例中，泡沫混凝土的干密度还可为1200kg/m3，厚度为1m。由于泡沫混凝土具有轻质高强的特性，作为填充材料使用可有效降低对下层路基的荷载，进而减少底部桩基的铺设数量和深度，降低工程造价。
在一个实施例中，框架结构为正梯形；在另一个实施例中，框架结构为倒梯形；在其他实施例中，坡度较大还可打抗滑锚固件。阶梯式框架结构与原路基的连接方式更加稳定，从而保证新旧路基的整体性。
在一个实施例中，旋喷桩或微型钢管桩1的长度为4m；在另一个实施例中，旋喷桩或微型钢管桩1的长度为1m。旋喷桩或微型钢管桩1用于提高底部地基承载力，在保证铁路运行安全的前提下，最大程度地降低了工程造价。
在一个实施例中，垫层2的材料为碎石，厚度为50cm；在另一个实施例中，垫层2的材料为砂石，厚度为5cm。垫层2主要起到调整地基不均匀沉降的作用，达到找平效果，同时可以隔绝部分水分，加速排水。
在一个实施例中，防渗层3的材料为土工布，抗拉强度为13kN/m，密度为400g/m2；在另一个实施例中，防渗层3的的材料为土工膜，抗拉强度为2kN/m，密度为100g/m2。防渗层3能够阻止水分进入路基填充体(泡沫混凝土)内部，从而保证填充体(泡沫混凝土)内部质量的稳定性，提高其使用寿命。
上述泡沫混凝土铁路路基结构的施工方法，具体包括以下步骤：
(1)预制泡沫混凝土块体，备用；
(2)在地基上打桩，埋入若干旋喷桩或微型钢管桩1；
(3)在旋喷桩或微型钢管桩1上铺设垫层2；
(4)在垫层2上铺设防渗层3；
(5)在防渗层3上浇筑泡沫混凝土，或先砌筑泡沫混凝土砌块再浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层4，即得泡沫混凝土铁路路基结构。
性能测试
按照“建筑行业标准JG/T266-2011《泡沫轻质土》”的规定，测定本发明实施例制得的泡沫混凝土铁路路基结构的7天产品强度指标和28天产品强度指标。测定结果如表1所示。
表1泡沫混凝土铁路路基结构的性能测试结果
Figure BDA0002728502630000061
由表1可知，本发明制得的泡沫混凝土铁路路基结构的7天产品强度指标和28天产品强度指标都达到相应标准。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，自下而上依次设置有：若干旋喷桩或微型钢管桩、垫层、防渗层和泡沫混凝土层；
所述泡沫混凝土层是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述泡沫混凝土的干密度为300-1200kg/m3，厚度不小于0.5m。
3.根据权利要求2所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述框架结构为阶梯式。
4.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述旋喷桩或微型钢管桩的长度不小于1m。
5.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述垫层的材料为碎石和/或砂石。
6.根据权利要求5所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述垫层的厚度不小于5cm。
7.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述防渗层的材料为土工布和/或土工膜。
8.根据权利要求7所述的一种泡沫混凝土铁路路基结构，其特征在于，所述防渗层的抗拉强度不低于2kN/m，密度不小于100g/m2。
9.一种如权利要求1-8任一项所述泡沫混凝土铁路路基结构的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)预制预制泡沫混凝土块体，备用；
(2)在地基上打桩，埋入若干旋喷桩或微型钢管桩；
(3)在旋喷桩或微型钢管桩上铺设垫层；
(4)在垫层上铺设防渗层；
(5)在防渗层上浇筑泡沫混凝土，或先用泡沫混凝土块体填充再浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层，即得所述泡沫混凝土铁路路基结构。
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