本發(fā)明涉及高速鐵路領(lǐng)域，特別是涉及一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基及其施工方法。

背景技術(shù)：

隨著我國高速鐵路建設(shè)規(guī)模的擴大、路網(wǎng)不斷加密，出現(xiàn)了越來越多新建無砟軌道高速鐵路，這些無砟軌道高速鐵路與既有高鐵存在交叉、并行與接入等情況。既有運營高鐵對軌道平順性的要求非常嚴(yán)格，軌面差異沉降控制在2mm以內(nèi)，因此，新建鐵路對臨近既有高鐵的影響直接關(guān)系到其運營的安全性與舒適性。

現(xiàn)階段，新建鐵路對既有高鐵影響的研究不系統(tǒng)、不深入，現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范尚無明確考慮新建鐵路路基填筑高度、填筑寬度及填筑施工過程等路基自身變形對既有高鐵影響的計算模型和分析方法，設(shè)計缺乏科學(xué)的理論支撐，使得臨近既有高鐵的新建鐵路路基工程設(shè)計方案出現(xiàn)多樣性和不確定性，存在工程風(fēng)險和措施過度等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種路基自身變形對既有高鐵沒有影響的新建鐵路剛性路基。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述新建鐵路剛性路基的施工方法。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基，包括臨近既有高鐵線路路基設(shè)置的至少一排抗彎樁、在所述抗彎樁遠(yuǎn)離既有高鐵線路路基一側(cè)間隔設(shè)置的多排剛性樁以及設(shè)置在所述抗彎樁和剛性樁上的剛性路基頂板，所述剛性樁由位于地基內(nèi)的剛性樁基和位于剛性樁基上部的預(yù)留剛性樁組成，所述預(yù)留剛性樁和所述剛性路基頂板剛性連接，連接采用鋼筋砼芯樁連接。

所述剛性樁為鋼筋砼樁或預(yù)應(yīng)力管樁。

當(dāng)所述剛性樁為鋼筋砼樁時，所述新建鐵路剛性路基還包括鋼筋砼承臺，所述鋼筋砼承臺建在所述地基上，所述鋼筋砼承臺的樁板鋼筋穿過所述預(yù)留剛性樁的鋼筋。

當(dāng)所述剛性樁為預(yù)應(yīng)力管樁時，所述預(yù)留剛性樁內(nèi)設(shè)置有鋼筋砼芯樁，所述鋼筋砼芯樁伸入地基以下的深度＞2.0m。

所述鋼筋砼芯樁可以是鋼筋砼樁，所述鋼筋砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁托盤、砼芯樁主筋和砼芯樁箍筋，所述鋼筋砼樁錨入所述剛性路基頂板內(nèi)的錨筋長度≥所述鋼筋砼樁直徑的35倍。

所述鋼筋砼芯樁可以是格構(gòu)槽鋼砼樁，所述格構(gòu)槽鋼砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁鋼托盤、兩根砼芯樁槽鋼以及連接所述砼芯樁槽鋼的多根槽鋼連接筋。

所述抗彎樁為鋼筋砼樁或灌芯預(yù)應(yīng)力管樁，所述抗彎樁全長采用砼灌芯處理。

所述鋼筋砼承臺為連梁或連扳。

一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的剛性樁基的施工，控制預(yù)應(yīng)力管樁端部和路基底部的設(shè)計標(biāo)高；

(2)待所述預(yù)應(yīng)力管樁靜壓或錘擊至設(shè)計標(biāo)高后，控制預(yù)留預(yù)應(yīng)力管樁頂部標(biāo)高，進(jìn)行剛性樁基及抗彎樁鋼筋砼芯樁的施工；

(3)進(jìn)行剛性路基頂板的施工，施工時做好鋼筋砼芯樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。

一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)進(jìn)行鋼筋砼樁的剛性樁基施工，控制鋼筋砼樁端部和路基底部設(shè)計標(biāo)高；

(2)待鋼筋砼樁施工至路基底部標(biāo)高后，進(jìn)行連梁或連板的施工，同時將鋼筋砼樁的鋼筋籠預(yù)留至剛性路基頂板標(biāo)高，并使預(yù)留鋼筋錨入頂板的錨筋長度≥鋼筋砼樁直徑的35倍，且連梁或連板鋼筋穿過鋼筋砼樁的鋼筋籠；

(3)待連梁或連板施工完成后，進(jìn)行輔助支模，完成預(yù)留鋼筋砼樁部分的施工；

(4)進(jìn)行剛性路基頂板施工，施工時做好預(yù)留剛性樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。

本發(fā)明通過設(shè)置剛性樁、頂板的抗彎樁來替代傳統(tǒng)的填土路基，上部荷載經(jīng)由剛性路基傳遞至剛性樁復(fù)合地基深度處。其有益效果如下：

1、本發(fā)明的剛性路基解決了路基填料需求的工程問題，具有較大的經(jīng)濟(jì)性；

2、本發(fā)明解決了路基自身變形對臨近既有高鐵影響的工程問題，根據(jù)新建鐵路與既有高鐵間的臨近型式(交叉、并行與接入等情況)，選擇剛性路基的加固方案，確定力學(xué)模型，依照橋梁墩基結(jié)構(gòu)聯(lián)合剛性體作用于半無限空間地基理論進(jìn)行力學(xué)分析計算，徹底忽略了傳統(tǒng)填土路堤自身變形及底部粗糙度引起的影響作用，解決了臨近既有高鐵的新建鐵路路基設(shè)計計算時的盲目性和不確定性。

3、本發(fā)明的剛性路基大大提高了路基工程的施工效率，有效降低了新建鐵路路基建設(shè)過程對臨近既有高鐵應(yīng)力場、應(yīng)變場的影響，保證了無砟軌道高速鐵路與既有線運營的安全性和舒適性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個實施例的路基結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的另一實施例的路基結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明一個實施例中，鋼筋砼芯樁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a是本發(fā)明另一實施例中，鋼筋砼芯樁的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b是圖4a中鋼筋砼芯樁的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a-5c是本發(fā)明中預(yù)應(yīng)力管樁不同施工階段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、剛性樁基；2、抗彎樁；3、預(yù)留剛性樁；4、剛性路基頂板；5、鋼筋砼承臺。

具體實施方式

剛性路基是通過在新建鐵路路基中設(shè)置預(yù)留剛性樁、頂板及抗彎樁來替代傳統(tǒng)的填土路基，上部荷載經(jīng)由剛性路基傳遞至剛性樁復(fù)合地基深度處。忽略了路基自身變形、底部粗糙度及其填筑過程等對臨近既有高鐵的影響。剛性路基包括兩種型式，一種是預(yù)應(yīng)力管樁型式，另一種是鋼筋砼樁型式，當(dāng)采用鋼筋砼樁型式時，需要考慮設(shè)置剛性承臺(連梁或連板)基礎(chǔ)。

抗彎樁是指剛性樁復(fù)合地基臨近既有高鐵一側(cè)的單排或多排剛性樁，型式為鋼筋混凝土灌注樁和灌芯預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，抗彎樁的功能體現(xiàn)在兩個方面：(1)當(dāng)出現(xiàn)新建高鐵與既有線交叉、并行與接入等情況時，其要承擔(dān)新建高鐵荷載對既有線影響的隔離控制責(zé)任，阻斷或減小新建鐵路路基建設(shè)過程等對既有高鐵的影響，需要進(jìn)行抗彎、抗剪布筋設(shè)計。(2)若新建鐵路與既有高鐵并行間距大于一定值，且對其安全運營無影響時，則該抗彎樁退化為一般的剛性樁，根據(jù)設(shè)計需要確定鋼筋砼芯樁的長度。

剛性路基力學(xué)模型及分析方法：

剛性路基由預(yù)留剛性樁聯(lián)合剛性頂板組合而成，其力學(xué)模型全部進(jìn)行剛性處理，分析時采取等效的橋梁墩基結(jié)構(gòu)聯(lián)合剛性體作用于半無限空間地基理論進(jìn)行計算。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的路基結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

參見圖1-圖5a，本發(fā)明的臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基包括：臨近既有高鐵線路路基設(shè)置的至少一排抗彎樁2、在所述抗彎樁2遠(yuǎn)離既有高鐵線路路基一側(cè)間隔設(shè)置的多排剛性樁以及設(shè)置在所述抗彎樁和剛性樁上的剛性路基頂板4，所述剛性樁由位于地基內(nèi)的剛性樁基1和位于剛性樁基1上部的預(yù)留剛性樁3組成，所述預(yù)留剛性樁3和所述剛性路基頂板4剛性連接。

所述剛性樁為鋼筋砼樁或預(yù)應(yīng)力管樁。

當(dāng)所述剛性樁為鋼筋砼樁時，所述新建鐵路剛性路基還包括鋼筋砼承臺5，所述鋼筋砼承臺5建在所述地基上，所述鋼筋砼承臺5的樁板鋼筋穿過所述預(yù)留剛性樁3的鋼筋。

當(dāng)所述剛性樁為預(yù)應(yīng)力管樁時，所述預(yù)留剛性樁3內(nèi)設(shè)置有鋼筋砼芯樁，所述鋼筋砼芯樁伸入地基以下的深度＞2.0m，具體依據(jù)路基高度及設(shè)計計算確定。

所述鋼筋砼芯樁可以是鋼筋砼樁，所述鋼筋砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁托盤、砼芯樁主筋和砼芯樁箍筋，所述鋼筋砼樁錨入所述剛性路基頂板4內(nèi)的錨筋長度≥所述鋼筋砼樁直徑的35倍。

所述鋼筋砼芯樁可以是格構(gòu)槽鋼砼樁，所述格構(gòu)槽鋼砼樁包括位于管樁底部的砼芯樁鋼托盤、兩根砼芯樁槽鋼以及連接所述砼芯樁槽鋼的多根槽鋼連接筋。

所述抗彎樁2為鋼筋砼樁或灌芯預(yù)應(yīng)力管樁，所述抗彎樁全長采用砼灌芯處理，增強其抗彎和抗剪性能。

所述鋼筋砼承臺5的設(shè)置可以充分考慮樁間土的效用，分擔(dān)剛性樁的部分豎向荷載，鋼筋砼承臺的型式依據(jù)工程實際，可選用連梁或連板。

剛性路基頂板的構(gòu)成須滿足上部靜-動荷載組合的要求，其型式為鋼筋混凝土板。剛性路基頂板的設(shè)置一方面是充分將剛性路基進(jìn)行整體剛度調(diào)平，減少不均勻沉降，另一方面是將上部荷載向剛性樁復(fù)合地基深度處傳遞，降低新建鐵路對既有高鐵的不良影響。

剛性路基的施工技術(shù)本質(zhì)上有別于一般的上提式樁板式剛性樁復(fù)合地基，其工藝、工法更加的詳細(xì)，新建鐵路路基建設(shè)過程對臨近既有高鐵應(yīng)力場、應(yīng)變場的影響可以較好地予以控制。

本發(fā)明的一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)如圖5a所示，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁的剛性樁基的施工，控制預(yù)應(yīng)力管樁端部和路基底部的設(shè)計標(biāo)高，施工至路基底部設(shè)計標(biāo)高時，將預(yù)應(yīng)力管樁預(yù)留至頂板設(shè)計標(biāo)高；

(2)如圖5b所示，控制預(yù)留預(yù)應(yīng)力管樁頂部標(biāo)高，進(jìn)行剛性樁基及抗彎樁鋼筋砼芯樁的施工，將鋼筋砼芯樁施工至設(shè)計標(biāo)高，同時對抗彎樁進(jìn)行全長灌芯施工；

(3)如圖5c所示，進(jìn)行剛性路基頂板的施工，施工時做好剛性樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。

本發(fā)明的另一種臨近既有高鐵的新建鐵路剛性路基的施工方法，包括以下步驟：

(1)進(jìn)行鋼筋砼樁的剛性樁基施工，控制鋼筋砼樁端部和路基底部設(shè)計標(biāo)高；

(2)待鋼筋砼樁施工至路基底部標(biāo)高后，進(jìn)行連梁或連板的施工，同時將鋼筋砼樁的鋼筋籠預(yù)留至剛性路基頂板標(biāo)高，并使預(yù)留鋼筋錨入頂板的錨筋長度≥鋼筋砼樁直徑的35倍，且連梁或連板鋼筋穿過鋼筋砼樁的鋼筋籠；

(3)待連梁或連板施工完成后，進(jìn)行輔助支模，完成預(yù)留鋼筋砼樁部分的施工；

(4)進(jìn)行剛性路基頂板施工，施工時做好預(yù)留剛性樁內(nèi)置鋼筋籠與頂板分布筋的綁扎。