一种地铁上方特殊路基结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及地铁地段路基结构技术领域，具体为一种地铁上方特殊路基结构及其施工方法。

背景技术

现有的软土地基的浇筑方式为采用堆砂层接合混凝土路基层，形成具有一定厚度和密度的路基结构。但现有的路堤结构重量过大，在荷载过大的情况下容易出现地基沉降现象，且结构稳定性有待提高。

随着城市地面交通需求不断增长，城市道路等级不断提升，路网也越来越密集，因此与运行地铁盾构隧道重叠的道路路段必将越来越多。与地面结构物相比，地下结构的工程安全问题更隐蔽，修复难度更大，这使得靠近运行地铁盾构隧道的相关工程建设受到了严格控制和制约。常规道路结构层的荷载往往会超过原覆土荷载，对运行地铁盾构隧道产生附加应力，引起隧道区间的沉降，影响运行地铁盾构隧道结构的稳定和安全。

传统软土地基的浇筑方式为采用堆砂层接合混凝土路基层，形成具有一定厚度和密度的路基结构。但现有的路堤结构重量过大，在荷载过大的情况下容易出现地基沉降现象，且结构稳定性有待提高。

基于此，本发明设计了一种地铁上方特殊路基结构及其施工方法，以解决上述问题。

发明内容

发明的目的在于提供一种地铁上方特殊路基结构及其施工方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种地铁上方特殊路基结构，包括铺设于路面与地铁隧道上方路基之间的轻质泡沫混凝土路基，所述轻质泡沫混凝土路基的顶部铺设有路面结构层，所述轻质泡沫混凝土路基的两侧设置有混凝土挡墙，所述混凝土挡墙的外侧设置有填土护坡，所述轻质泡沫混凝土路基以及两侧填土护坡的底部均分别设置有桩。

优选的，所述轻质泡沫混凝土路基以及两侧填土护坡底部的桩为水泥搅拌桩，均呈横纵阵列的矩形点阵状分布。

优选的，所述轻质泡沫混凝土路基的内部嵌埋设置有框架桩梁，所述水泥搅拌桩设置于所述框架桩梁底部并分布在双向地铁隧道的两侧以及中间，所述框架桩梁呈矩形网格状结构，所述水泥搅拌桩设置于所述框架桩梁的网格节点下方，所述水泥搅拌桩的顶端设置有水泥搅拌桩帽。

优选的，所述轻质泡沫混凝土路基以及两侧填土护坡底部的桩为CFG刚性桩。

优选的，分布位置与地铁管线、涵洞、挡墙结构干涉冲突的所述CFG刚性桩顶端凿除低于其他所述CFG刚性桩或侧向偏移避让。

优选的，所述CFG刚性桩的俯视排布结构为横纵阵列的矩形点阵结构，所述CFG刚性桩的顶端设置有CFG刚性桩帽。

优选的，所述轻质泡沫混凝土路基以及两侧填土护坡底部与所述桩顶端之间设置有复合褥垫层。

优选的，所述复合褥垫层至下而上依次包括第一配碎石砂垫层、第一双向钢塑土工格栅、第二配碎石砂垫层和第二双向钢塑土工格栅。

优选的，所述填土护坡两侧均设置有排水槽，所述路面结构层路面由中间向两侧垂降设置有形成％的斜坡，所述填土护坡的坡脚位于所述褥垫层外侧处设置有碎石填筑、干砌片石或浆砌片石的护脚，所述护脚中开设有用于将褥垫层中的渗水排至所述排水槽的泄水孔。

一种地铁上方特殊路基结构的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：预制水泥搅拌桩和CFG刚性桩预制件备用。

步骤二：在地基上打桩孔，若地铁隧道上部和下部均存在软弱土层，则埋入水泥搅拌桩，若仅地铁隧道上部存在软弱土层，则埋入CFG刚性桩，且水泥搅拌桩分布在双向地铁隧道的两侧以及中间。

步骤三：若地铁隧道上部和下部均存在软弱土层，则在水泥搅拌桩上端浇筑水泥搅拌桩帽；若仅地铁隧道上部存在软弱土层，则在CFG刚性桩上端浇筑CFG刚性桩帽，并在水泥搅拌桩帽上浇筑框架桩梁。

步骤四：若地铁隧道上部和下部均存在软弱土层，则在高于地面线以上高度铺设褥垫层，若仅地铁隧道上部存在软弱土层，则在地面线以上高度铺设褥垫层。

步骤五：在褥垫层上道路两侧架设混凝土挡墙，在两侧混凝土挡墙之间浇筑轻质泡沫混凝土路基。

步骤六：在轻质泡沫混凝土路基两侧设置填土护坡。

步骤七：若仅地铁隧道上部存在软弱土层，则在填土护坡的两侧设置有排水槽，填土护坡的坡脚位于所述褥垫层外侧处设置泄水孔。

与现有技术相比，发明的有益效果为：

本发明地铁上方特殊路基结构采用轻质泡沫混凝土替代传统的堆砂层接合混凝土路基层，泡沫混凝土是一种轻质、整体性好、施工方便的人工材料，所需原料为水、水泥和发泡剂，采用泡沫混凝土对路基进行换填以减少对运行地铁盾构隧道的荷载作用，路堤结构重量减小，以避免在荷载过大的情况下出现地基沉降现象，使得地铁上方路基结构更具稳定性。

本发明地铁上方特殊路基结构的轻质泡沫混凝土路基以及两侧填土护坡的底部均分别设置有桩，桩的分布形式、埋入深度以及桩帽与轻质泡沫混凝土路基之间的连结结构关系可根据实际地基的软土性质适应性灵活调整应用，通过桩类型以及嵌埋形式的调整选择以及框架桩梁的强化应用，使得轻质泡沫混凝土路基与不同地质的地基之间的稳固连结，从而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，从而保证地铁的运行安全。

本发明地铁上方特殊路基结构的轻质泡沫混凝土路基以及两侧填土护坡底部与桩顶端之间设置有复合褥垫层，垫层主要起到调整地基不均匀沉降的作用，达到找平效果；同时填土护坡的坡脚位于褥垫层外侧处设置有碎石填筑、干砌片石或浆砌片石的护脚，护脚中开设有用于将褥垫层中的渗水排至排水槽的泄水孔可以隔绝部分水分，加速排水。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明未使用桩状态结构示意图；

图2为本发明使用桩状态结构示意图；

图3为本发明采用水泥搅拌桩结构示意图；

图4为本发明采用水泥搅拌桩时桩分布结构示意图；

图5为本发明采用CFG刚性桩结构示意图；

图6为本发明采用CFG刚性桩时桩分布结构示意图；

图7为本发明采用碎石填筑护脚结构示意图；

图8为本发明采用干砌片石护脚结构示意图；

图9为本发明采用浆砌片石护脚结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-轻质泡沫混凝土路基，2-路面结构层，3-混凝土挡墙，4-填土护坡，5-桩，51-水泥搅拌桩，52-CFG刚性桩，53-水泥搅拌桩帽，54-CFG刚性桩帽，6-框架桩梁，7-复合褥垫层，71-第一配碎石砂垫层，72-第一双向钢塑土工格栅，73-第二配碎石砂垫层，74-第二双向钢塑土工格栅，8-排水槽，9-泄水孔，10-护脚。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-4，发明提供一种技术方案：一种地铁上方特殊路基结构，包括铺设于路面与地铁隧道上方路基之间的轻质泡沫混凝土路基1，泡沫混凝土是一种轻质、整体性好、施工方便的人工材料，所需原料为水、水泥和发泡剂，采用泡沫混凝土对路基进行换填以减少对运行地铁盾构隧道的荷载作用，路堤结构重量减小，以避免在荷载过大的情况下出现地基沉降现象，使得地铁上方路基结构更具稳定性；轻质泡沫混凝土路基1的顶部铺设有路面结构层2，轻质泡沫混凝土路基1的两侧设置有混凝土挡墙3，混凝土挡墙3的外侧设置有填土护坡4，轻质泡沫混凝土路基1以及两侧填土护坡4的底部均分别设置有桩5，轻质泡沫混凝土路基1以及两侧填土护坡4底部的桩5为水泥搅拌桩51，均呈横纵阵列的矩形点阵状分布，轻质泡沫混凝土路基1的内部嵌埋设置有框架桩梁6，水泥搅拌桩51设置于框架桩梁6底部并分布在双向地铁隧道的两侧以及中间，框架桩梁6呈矩形网格状结构，水泥搅拌桩51设置于框架桩梁6的网格节点下方，水泥搅拌桩51的顶端设置有水泥搅拌桩帽53；该实施例中，水泥搅拌桩51的分布应用方式主要适用于地铁隧道上部和下部均存在软弱土层的情况，通过延长水泥搅拌桩51，以及增设框架桩梁6的方式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，从而保证地铁的运行安全。

实施例1的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：预制水泥搅拌桩51预制件备用。

步骤二：在地基上打桩孔，埋入水泥搅拌桩51，且水泥搅拌桩51分布在双向地铁隧道的两侧以及中间。

步骤三：则在水泥搅拌桩51上端浇筑水泥搅拌桩帽53；若地铁隧道上部和下部均存在软弱土层，在水泥搅拌桩帽53上浇筑框架桩梁6。

步骤四：在高于地面线以上高度铺设褥垫层7。

步骤五：在褥垫层7上道路两侧架设混凝土挡墙3，在两侧混凝土挡墙3之间浇筑轻质泡沫混凝土路基1。

步骤六：在轻质泡沫混凝土路基1两侧设置填土护坡4。

实施例2

请参阅图1-2以及5-9，发明提供一种技术方案：一种地铁上方特殊路基结构，包括铺设于路面与地铁隧道上方路基之间的轻质泡沫混凝土路基1，轻质泡沫混凝土路基1的顶部铺设有路面结构层2，轻质泡沫混凝土路基1的两侧设置有混凝土挡墙3，混凝土挡墙3的外侧设置有填土护坡4，轻质泡沫混凝土路基1以及两侧填土护坡4的底部均分别设置有桩5；轻质泡沫混凝土路基1以及两侧填土护坡4底部的桩5为CFG刚性桩52，分布位置与地铁管线、涵洞、挡墙结构干涉冲突的CFG刚性桩52顶端凿除低于其他CFG刚性桩52或侧向偏移避让，CFG刚性桩52的俯视排布结构为横纵阵列的矩形点阵结构，CFG刚性桩52的顶端设置有CFG刚性桩帽54，轻质泡沫混凝土路基1以及两侧填土护坡4底部与桩5顶端之间设置有复合褥垫层7，复合褥垫层7至下而上依次包括第一配碎石砂垫层71、第一双向钢塑土工格栅72、第二配碎石砂垫层73和第二双向钢塑土工格栅74，填土护坡4两侧均设置有排水槽8，路面结构层2路面由中间向两侧垂降设置有形成2％的斜坡，填土护坡4的坡脚位于褥垫层7外侧处设置有碎石填筑、干砌片石或浆砌片石的护脚10，护脚中开设有用于将褥垫层7中的渗水排至排水槽8的泄水孔9，垫层主要起到调整地基不均匀沉降的作用，达到找平效果；同时填土护坡4的坡脚位于褥垫层7外侧处设置有碎石填筑、干砌片石或浆砌片石的护脚10，护脚中开设有用于将褥垫层7中的渗水排至排水槽8的泄水孔9可以隔绝部分水分，加速排水。

实施例2的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一：预制CFG刚性桩52预制件备用。

步骤二：在地基上打桩孔，埋入CFG刚性桩52。

步骤三：在CFG刚性桩52上端浇筑CFG刚性桩帽54。

步骤四：在地面线以上高度铺设褥垫层7。

步骤五：在褥垫层7上道路两侧架设混凝土挡墙3，在两侧混凝土挡墙3之间浇筑轻质泡沫混凝土路基1。

步骤六：在轻质泡沫混凝土路基1两侧设置填土护坡4。

步骤七：在填土护坡4的两侧设置有排水槽8，填土护坡4的坡脚位于褥垫层7外侧处设置泄水孔9。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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，因此不能理解为对发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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，除非另有明确的限定，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发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。