專利名稱：一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工程結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鄭西鐵路客運專線是我國，也是世界上在黃土地區(qū)修建的第一條設(shè)計時速350公 里的無砟軌道客運專線。濕陷性黃土是該線遇到的主要特殊巖土問題，在全線均有分布，其 濕陷程度從輕微(I級)到很嚴(yán)重(IV級)，涵蓋了我國濕陷性黃土的全部等級。全線鋪設(shè) 無砟軌道，要求路基工后沉降不得大于15mm，如此嚴(yán)格的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)是前所未有的，因此 路基地段的濕陷性黃土地基處理是鄭西客專的關(guān)鍵技術(shù)難題。新華山、新臨潼站地層上部為濕陷性黃土，下部為厚層粉質(zhì)黏土，且地下水位較 高，埋深為4 10m，經(jīng)分析常規(guī)的地基處理方法不能滿足無砟軌道工后沉降控制的要求。道岔是客運專線鐵路運輸?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)，如果道岔區(qū)設(shè)置在橋上及路橋過渡段，溫 度應(yīng)力引起梁的收縮變形、列車荷載作用于梁產(chǎn)生的撓曲變形、制動力在道岔區(qū)疊加，將影 響道岔的正常功能。樁板結(jié)構(gòu)在國外已有應(yīng)用，荷蘭_比利時高速鐵路阿姆斯特丹至布魯塞爾線、德 國紐倫堡-英戈爾施塔特高速鐵路、意大利米蘭_都靈高速鐵路都有工程實例；國內(nèi)在高速 鐵路上也采用了幾處樁板結(jié)構(gòu)，遂渝鐵路在無砟軌道綜合試驗段采用了樁板結(jié)構(gòu)(《遂渝 鐵路無碴軌道樁板結(jié)構(gòu)路基大比例動態(tài)模型試驗研究》(鐵道建筑技術(shù).2007 (1). -1-5)、 《樁板路基結(jié)構(gòu)及雙塊式無碴軌道施工技術(shù)》(鐵道建筑.2007 (2). -92-94))，京津城際鐵路 有樁板結(jié)構(gòu)，在鄭西客專靈寶 省界區(qū)間地段也有樁板結(jié)構(gòu)(“深厚濕陷性黃土路基地基結(jié) 構(gòu)”公開(公告)號:CN101173495)。這些樁板結(jié)構(gòu)的型式都不盡相同，主要用于區(qū)間路基。其頂板的設(shè)置位置主要有 以下三種情況軌道承載板下、軌道水硬性支承層下和路提基底；頂板板長受結(jié)構(gòu)受力、混 凝土張縮變形及施工等因素控制，一般10 60m ；板與板的連接采用構(gòu)造連接、搭接、托梁 連接和斷開形式。頂板位于軌道水硬性支承層下時，板必須與軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜連接，施工 工序多，難度大；頂板位于路基底地面時，樁受力條件較好，施工簡易，但路提填土較高時， 處理范圍較寬，樁板工程數(shù)量較大，其經(jīng)濟(jì)性相對較差。為了將溫度變化引起的混凝土伸縮變形限定在可控制范圍內(nèi)，目前的樁板結(jié)構(gòu)將 樁板結(jié)構(gòu)中的單塊板長一般控制在30m左右，其短板間的接縫較多。無砟軌道由于結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，對其下部結(jié)構(gòu)的剛度及變形極為敏感，在短板接縫處板端產(chǎn)生的水平向位移、豎向轉(zhuǎn)角 和豎向差異沉降無疑會對無砟軌道的正常使用產(chǎn)生影響。而車站不同于區(qū)間的主要問題在 于增加了道岔，同時并行的軌道較多，道岔對其基礎(chǔ)的剛度、變形均勻性要求更加嚴(yán)格，因 此這些結(jié)構(gòu)形式并不完全適用于高速鐵路的車站路基。因此這些結(jié)構(gòu)形式并不完全適用于高速鐵路的車站路基。
實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種用于深厚層濕陷性黃土、松軟土地基的 結(jié)構(gòu)簡單、工程造價低的埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)。為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案本實用新型的特殊之處在于包括沿地基縱向連續(xù)布設(shè)的鋼筋混凝土頂板、設(shè)置 在鋼筋混凝土頂板下方且與之連接的支撐鋼筋混凝土樁基，鋼筋混凝土頂板采用一塊沒有 斷縫的鋼筋混凝土板，鋼筋混凝土頂板設(shè)置在于基床表層的下部，鋼筋混凝土頂板與無砟 軌道之間設(shè)置有級配碎石緩沖層。上述的鋼筋混凝土頂板的頂面設(shè)置有排水人字坡。上述的鋼筋混凝土頂板連續(xù)長度為1km，寬度為10. 5m 23m。上述的支撐鋼筋混凝土樁基直徑為1 1. 25m,長度為38 50m，間距為7 9m。上述的樁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土頂板通過設(shè)置在橋臺臺背的牛腿連接，鋼筋混凝土 頂板與臺背之間設(shè)置有伸縮縫，其內(nèi)設(shè)置有彈性材料層；所述的樁板結(jié)構(gòu)的端部增設(shè)一根 樁。上述的樁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土頂板設(shè)置在涵洞的上部，且兩者之間設(shè)置有土層或 混凝土層。上述的的樁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土頂板通過設(shè)置分別在涵洞兩側(cè)的涵背的牛腿連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果本實用新型的鋼筋混凝土頂板的接縫很少，滿足道岔區(qū)無砟軌道技術(shù)要求；結(jié)構(gòu) 剛度大，抗變形能力強(qiáng)，連續(xù)結(jié)構(gòu)的變形均勻，對列車的平穩(wěn)運行非常有利；鋼筋混凝土頂 板上部設(shè)置級配碎石緩沖層，埋入式結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)不均勻沉降，也不致直接反映至無砟軌 道系統(tǒng)上。在無砟軌道鐵路客運專線建設(shè)中，本實用新型適用于區(qū)間及車站范圍所有填、挖 方路基，尤其對沉降難以控制的深厚層濕陷性黃土、松軟土地基，以及兩橋之間或橋隧之 間剛度和不均勻沉降差異大的短路基效果更為顯著，同時，本實用新型工程費用可比橋梁 工程低20%以上，具有很好的推廣應(yīng)用前景。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)橫斷面圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)縱斷面圖；圖3為本實用新型與橋臺連接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型與涵洞連接的實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型與橋臺連接的實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型與橋臺連接的實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1 2，本實用新型包括沿地基縱向間隔布設(shè)的鋼筋混凝土頂板2、設(shè)置在 鋼筋混凝土頂板2下方且與之連接的支撐鋼筋混凝土樁基1，鋼筋混凝土頂板2采用一塊沒有斷縫的鋼筋混凝土板，鋼筋混凝土頂板2設(shè)置在于基床表層3的下部，鋼筋混凝土頂板2 與無砟軌道之間設(shè)置有級配碎石緩沖層4。簡化了無砟軌道系統(tǒng)與樁板結(jié)構(gòu)的聯(lián)接方式，無砟軌道結(jié)構(gòu)形式與路基地段相 同，有利于無砟軌道鋪設(shè)施工和維修；鋼筋混凝土頂板2設(shè)置于級配碎石緩沖層4下部， 正線和道岔區(qū)軌道結(jié)構(gòu)不同的高度要求可以通過級配碎石緩沖層4厚度調(diào)整，使結(jié)構(gòu)頂面 縱、橫向保持平順、一致；車站內(nèi)股道、道岔較多，鋼筋混凝土頂板2設(shè)置于級配碎石緩沖層 4下部，基床表層3在站區(qū)范圍可保持連續(xù)性，下部結(jié)構(gòu)寬度可以根據(jù)道岔位置和線間距靈 活調(diào)整，既滿足道岔區(qū)的技術(shù)要求，又可保證列車過渡運行的平穩(wěn)、安全性；鋼筋混凝土頂板2埋設(shè)于級配碎石緩沖層4底面下，溫度變化對連續(xù)結(jié)構(gòu)的影響 會大幅度減小，對采用較長的連續(xù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件，而連續(xù)結(jié)構(gòu)無論是在構(gòu)造處理，還是在 調(diào)整地基不均勻沉降方面都是最佳的結(jié)構(gòu)形式，由于鋼筋混凝土頂板2的接縫很少，滿足 道岔區(qū)無砟軌道技術(shù)要求；結(jié)構(gòu)剛度大，抗變形能力強(qiáng)，連續(xù)結(jié)構(gòu)的變形均勻，對列車的平 穩(wěn)運行非常有利；鋼筋混凝土頂板2上部設(shè)置級配碎石緩沖層4，埋入式結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)不均 勻沉降，也不致直接反映至無砟軌道系統(tǒng)上。鋼筋混凝土頂板2的頂面設(shè)置有排水人字坡，，排除路基面有可能出現(xiàn)的滲水。鋼筋混凝土頂板2的厚度、支撐鋼筋混凝土樁基1的間距通過結(jié)構(gòu)受力分析計算 確定，在最不利荷載組合情況下，結(jié)構(gòu)內(nèi)受彎、拉、壓、剪切、沖切等承載力及變形、裂縫等均 應(yīng)滿足規(guī)范要求，同時要經(jīng)濟(jì)適用，否則需調(diào)整樁結(jié)構(gòu)布置。支撐鋼筋混凝土樁基1的長度由單樁承載力和沉降來控制。鋼筋混凝土頂板2埋入級配碎石層下后，溫度變化對頂板的影響大大減少，混凝 土的收縮可以通過調(diào)整混凝土配合比、摻入添加劑、改變施工工序等方式加以調(diào)整和限制， 以此實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的超長連續(xù)。樁板結(jié)構(gòu)與橋臺搭接使路橋過渡段結(jié)構(gòu)剛度趨近一致，但還須滿足兩相鄰不同結(jié) 構(gòu)物差異沉降和撓度要求，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)跨度、懸臂段長度、樁間距、改變涵洞基礎(chǔ)形式和 設(shè)置牛腿等方式，滿足無砟軌道對下部不同結(jié)構(gòu)的剛度、變形的要求，解決樁板結(jié)構(gòu)與橋梁 的連接關(guān)鍵問題，邊跨長度按撓度計算控制。遇立交、灌溉涵洞時涵洞孔徑較小，涵頂標(biāo)高低于頂板，只需在布樁時避開涵洞 即可；涵頂標(biāo)高高于鋼筋混凝土頂板2時，采用適當(dāng)方式來降低涵洞頂標(biāo)高；涵洞孔徑較 大，涵洞位于非道岔區(qū)，結(jié)構(gòu)在此斷開，增強(qiáng)涵洞基底處理措施；孔徑較大涵洞位于道岔區(qū) 時，調(diào)整涵頂標(biāo)高，使其位于頂板下，對樁板結(jié)構(gòu)頂板起到支撐作用，涵洞基底增加鉆孔樁 ■石出。參見圖3，本實用新型與橋臺的連接方式本實用新型與橋臺5搭接使路橋過渡段結(jié)構(gòu)剛度趨近一直，但還須滿足兩相鄰不 同結(jié)構(gòu)物差異沉降不大于5mm，板端向上撓度不大于1mm。為使沉降變形均勻，除滿足計算要求外，在臺背增設(shè)供支承頂板的牛腿6 ；樁板結(jié) 構(gòu)的端部增設(shè)一根樁，以增加結(jié)構(gòu)剛度，約束縱向位移；鋼筋混凝土頂板2與臺背之間設(shè)置 有伸縮縫7，縫內(nèi)充填彈性材料，減小縱向變形對橋臺的影響；邊跨長度按撓度計算控制。參見圖4、5、6，本實用新型與涵洞的連接方式樁板結(jié)構(gòu)范圍涵洞密集，均為箱形框架，根據(jù)各類涵洞的孔跨、標(biāo)高和處于車站的位置(是否位于道岔區(qū))，與樁板結(jié)構(gòu)的聯(lián)接主要有以下幾種情況a.涵洞孔徑較小參見圖4，樁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土頂板2設(shè)置在涵洞8的上部， 且兩者之間設(shè)置有土層或混凝土層。涵頂標(biāo)高低于頂板，只需在布樁時避開涵洞即可，當(dāng)涵洞頂與板底之間填土較薄 時，改填混凝土 ；涵頂標(biāo)高高于頂板，采用適當(dāng)方式來降低涵洞頂標(biāo)高，使涵頂標(biāo)高低于頂 板。b.涵洞孔徑較大，位于非道岔區(qū)參見圖5，樁板結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土頂板2通過設(shè)置分別在涵洞8兩側(cè)的涵背的牛腿 6連接。涵洞孔徑較大時，樁板結(jié)構(gòu)無法正?？缭剑Y(jié)構(gòu)在此斷開，在涵洞基底增加鉆孔樁 基礎(chǔ)，在涵背增加牛腿，邊跨樁結(jié)構(gòu)也類同橋臺側(cè)。c.涵洞孔徑較大，位于道岔區(qū)參見圖6，由于道岔區(qū)無砟軌道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜和特殊性，對下部結(jié)構(gòu)的剛度和變形極 為敏感，軌道結(jié)構(gòu)為整體，因而下部結(jié)構(gòu)也應(yīng)保持連續(xù)，否則會引起與軌道上部結(jié)構(gòu)的相對 縱向變形和豎向撓度，最終導(dǎo)致在鋼軌內(nèi)產(chǎn)生附加應(yīng)力超過其允許值。采取的連接方式為 調(diào)整涵頂標(biāo)高，使其位于鋼筋混凝土頂板2下，對樁板結(jié)構(gòu)頂板起到支撐作用，涵洞基底增 加鉆孔樁基礎(chǔ)，保持沉降均勻。
權(quán)利要求一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于包括沿地基縱向連續(xù)布設(shè)的鋼筋混凝土頂板(2)、設(shè)置在鋼筋混凝土頂板(2)下方且與之連接的支撐鋼筋混凝土樁基(1)，鋼筋混凝土頂板(2)采用一塊沒有斷縫的鋼筋混凝土板，鋼筋混凝土頂板(2)設(shè)置在于基床表層(3)的下部，鋼筋混凝土頂板(2)與無砟軌道之間設(shè)置有級配碎石緩沖層(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的鋼筋混凝土 頂板(2)的頂面設(shè)置有排水人字坡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的鋼筋混 凝土頂板⑵連續(xù)長度為1km，寬度為10. 5m 23m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的支撐鋼筋混 凝土樁基(1)直徑為1 1. 25m,長度為38 50m，間距為7 9m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的樁板結(jié)構(gòu)的 鋼筋混凝土頂板(2)通過設(shè)置在橋臺(5)臺背的牛腿(6)連接，鋼筋混凝土頂板(2)與臺 背之間設(shè)置有伸縮縫(7)，其內(nèi)設(shè)置有彈性材料層；所述的樁板結(jié)構(gòu)的端部增設(shè)一根樁。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的樁板結(jié)構(gòu)的 鋼筋混凝土頂板(2)設(shè)置在涵洞(8)的上部，且兩者之間設(shè)置有土層或混凝土層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的的樁板結(jié)構(gòu) 的鋼筋混凝土頂板(2)通過設(shè)置分別在涵洞(8)兩側(cè)的涵背的牛腿(6)連接。
專利摘要本實用新型屬于工程結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種埋入式連續(xù)樁板結(jié)構(gòu)。全線鋪設(shè)無砟軌道，要求路基工后沉降不得大于15mm，如此嚴(yán)格的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)是前所未有的，因此路基地段的濕陷性黃土地基處理是鄭西客專的關(guān)鍵技術(shù)難題。本實用新型包括沿地基縱向連續(xù)布設(shè)的鋼筋混凝土頂板、設(shè)置在鋼筋混凝土頂板下方且與之連接的支撐鋼筋混凝土樁基，鋼筋混凝土頂板采用一塊沒有斷縫的鋼筋混凝土板，鋼筋混凝土頂板設(shè)置在于基床表層的下部，鋼筋混凝土頂板與無砟軌道之間設(shè)置有級配碎石緩沖層。本實用新型的鋼筋混凝土頂板的接縫很少，滿足道岔區(qū)無砟軌道技術(shù)要求；結(jié)構(gòu)剛度大，抗變形能力強(qiáng)，連續(xù)結(jié)構(gòu)的變形均勻，對列車的平穩(wěn)運行非常有利。
文檔編號E01C3/00GK201713742SQ20102019229
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者于基寧, 冉理, 史春寧, 周學(xué)軍, 姚宏樂, 張華瑩, 張廣豐, 朱瑩, 李惠琴, 李肖倫, 李鯤, 王應(yīng)銘, 王申平, 王飛, 胡三喜, 薛新功, 許興旺, 靳猛, 高志偉, 黃健平 申請人:中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司