路基加固方法技术领域
本发明涉及土木工程领域，特别涉及一种路基加固方法。
背景技术
既有线的路基，特别是铁路路基由于受修建时技术和经济条件的限制，填筑
压实标准往往较低。在道路(或铁路)投入运营之后，在车辆的长期振动、压挤
下，既有线路基极易出现整体或局部下沉的病害。对于铁路而言，这种病害尤其
严重，这是由于其不但会增加铁路养护维修工作量，缩短轨道上部结构的使用寿
命，而且会严重影响火车运行的安全性。因此，迫切需要一种能够快速修复路基
的施工方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种路基加固方法。根据本发明的这种方法，
能够良好地修复下沉的路基，由此提高火车运行的安全性。
根据本发明的路基加固方法，包括步骤一：检测路基的下沉区域，步骤二：
在横向于路基的延伸方向中，在路基内并且在下沉区域的下方挤入柱状加强体，
以抬升下沉区域。
在本发明的方法中，不在路基内预先钻孔，而是通过外力直接并强行将柱状
加强体挤入到路基内部。这样，对于路基的下沉区域，由于在其下方挤入了柱状
加强体，因此该下沉区域会向上隆起，由此实现了修复下沉的路基。此外，由于
没有在路基内预先钻孔，从而并没有破坏路基的主体结构，对于设计复杂的路基
而言这是非常重要的。
在一个实施例中，在步骤二中，设置多个柱状加强体，并且多个柱状加强体
呈层装分布。多层的多个柱状加强体不但能够将路基下沉区域抬升，而且还能够
起到强化路基的作用。这样，在修复下沉的路基之后，路基的结构强度也得以提
高，因此路基的该区域基本就不再有下沉的可能。
在一个实施例中，在步骤二中，首先设置与下沉区域距离最大的底层柱状加
强体，然后在底层柱状加强体和下沉区域之间设置中间层柱状加强体。根据这种
方法，首先设置底层柱状加强体，这样就在底层柱状加强体和下沉区域之间形成
了用于挤入柱状加强体的目标区域。接下来仅需要在目标区域内挤入中间层柱状
加强体，而无须在目标区域之外再挤入或填充柱状加强体，这极大地提高了施工
效率并且节省了施工成本。
在一个优选的实施例中，上层柱状加强体与下层柱状加强体间隔开，并且上
层柱状加强体的直径小于下层柱状加强体的直径。更优选地，每层的柱状加强体
中的相邻的柱状加强体间隔开，并且上层柱状加强体对应于下层的相邻柱状加强
体之间的间隔。意外发现，较粗的下层柱状加强体能从整体上较为粗略地抬升下
沉区域，这会导致在相邻的被抬升的下沉区域之间并不平整。发明人经创造性劳
动发现，对应于下层的相邻柱状加强体之间的间隔来设置上层的较细的柱状加强
体能够有效地填补被抬升的下沉区域之间并不平整。对于高铁路基而言，火车的
运行速度较高，使得这种精细地抬升是非常必要的，这是由于其对于提高火车运
行的平稳性和安全性极为重要。
在一个实施例中，柱状加强体包括中空管状的主体，在主体的前端设置有尖
头，在主体的后端能拆卸地设置有受力挡体。尖头有助于减小向路基内挤入柱状
加强体的阻力，而受力挡体则用于接收对柱状加强体的推进力。
在一个实施例中，在主体的侧壁上构造有多个孔。通过使用这种类型的柱状
加强体，路基内的水(例如来自路基表面的积水)可以通过孔流入到主体的内部，
并且经柱状加强体排出到路基之外。这样就彻底解决了路基积水的问题，以及由
积水导致的路基下沉的问题。
在一个优选的实施例中，在主体内填充有疏水性材料。疏水性材料例如可以
为砂子、碎石等材料。通过填充这些疏水性材料，可以提高柱状加强体的强度，
而且不影响其排水性能。
在一个实施例中，主体为钢管，在主体的外侧还预制有混凝土环。使用较粗
的钢管作为柱状加强体的主体会导致施工成本过高。发明人发现，使用较细的钢
管并且在钢管外侧预制混凝土环不但能达到预期的抬升效果和路基强度增强，而
且由于混凝土的成本低于钢管而大大降低了施工成本。
在一个实施例中，柱状加强体包括由预制的实心钢筋混凝土柱形成的主体，
在主体的前端设置有尖头，在主体的后端能拆卸地设置有受力挡体。这种实心的
柱状加强体同样能够达到预期的抬升效果和路基强度增强，而且能够进一步降低
施工成本。对于排水良好的路基而言，这种实心的柱状加强体是特别优选的。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)对于路基的下沉区域，由于在
其下方挤入了柱状加强体，因此该下沉区域会向上隆起，由此实现了修复下沉的
路基。(2)由于没有在路基内预先钻孔，从而并没有破坏路基的主体结构，对
于设计复杂的路基而言这是非常重要的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了使用根据本发明的方法的对路基加固的示意图。
图2是图1中A部分的放大视图。
图3示意性地显示了根据本发明的柱状加强体的第一实施例。
图4示意性地显示了根据本发明的柱状加强体的第二实施例。
图5示意性地显示了根据本发明的柱状加强体的第三实施例。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1示意性地显示了实施本发明的路基施工方法的步骤。如图1所示，在路
基1中接近于路面11的位置存在有下沉区域2。图1中的虚线13是下沉区域2
原始的界面。对于铁路而言，下沉区域2是一种严重的病害，其会导致火车运行
不安全。为此，需要具有下沉区域2的路基。
首先，需要检测下沉区域2。可以使用雷达精确地检测出下沉区域2的轮廓
等各种参数。下沉区域2可以是一个较小的区域，也可以是沿路基1的延伸方向
延伸很远的区域。
然后，在横向于路基1的延伸方向中，在路基1的内部并且在下沉区域2的
下方挤入柱状加强体4。柱状加强体4为预制件，并且具有比路基1更大的强度，
例如其可以为钢管或钢筋混凝土预制件，这将在下文中详细描述。在向路基1内
挤入柱状加强体4后，下沉区域2被抬升隆起。优选地，在挤入柱状加强体4的
过程中，需要监测路基1的水平状况，以避免对路基1过度抬升。还应理解的是，
对于面积较大的下沉区域2，可以间隔地设置多个柱状加强体4。应理解的是，
为了便于说明本发明的方法，在图1中虽然现实了柱状加强体4，但是仍然现实
了下沉区域2。在实际中，在路基1内设置了柱状加强体4后，下沉区域2就几
乎不存在了。
对于一般的具有下沉区域的路基而言，通常都需要设置多个柱状加强体。优
选地，这些柱状加强体4呈层装分布。如图1所示，在路基1中设置有三层柱状
加强体4。这三层柱状加强体4分别为底层柱状加强体41、第一层柱状加强体42
和第二层柱状加强体43。底层柱状加强体41为最底层，第一层柱状加强体42相
邻地处于底层柱状加强体41的上方，第二层柱状加强体43则相邻地处于第一层
柱状加强体42的上方。第一层柱状加强体42和第二层柱状加强体43一起形成
了处于底层柱状加强体41和下沉区域2之间的中间层柱状加强体44。应注意的
是，这三层柱状加强体在纵向上均间隔开并且在第二层柱状加强体43与下沉区
域2之间仍然具有一定的距离D。另外，施工人员也可以根据实际情况设置更多
层或更少层的柱状加强体。
在施工过程中，首先设置与下沉区域2距离最大的底层柱状加强体41，然后
在底层柱状加强体41，接下来在底层柱状加强体41上方间隔开设置第一层柱状
加强体42，然后在第一层柱状加强体42上方间隔开设置第二层柱状加强体43。
首先设置的底层柱状加强体41对下沉区域2进行粗略的初步抬升，而中间层柱
状加强体44则对初步抬升后的下沉区域2进行更精细地调节，以尽量提高路基1
表面的平整程度。此外，首先设置底层柱状加强体41，然后再设置中间层柱状加
强体44至少具有以下优点：在设置了底层柱状加强体41后，在底层柱状加强体
41和下沉区域2之间就行了目标区域5。在目标区域5之外挤入柱状加强体，例
如在底层柱状加强体41的下方设置柱状加强体对于抬升下沉区域2几乎没有任
何作用。由此，可以大幅提高施工速度并且节约施工费用。
在一个优选的实施例中，上层柱状加强体的直径小于下层柱状加强体的直
径。例如，第一层柱状加强体42的直径小于底层柱状加强体41的直径，第二层
柱状加强体43的直径小于第一层柱状加强体42的直径。这是由于，较粗的柱状
加强体能够在较大的范围内起到抬升作用，并且抬升程度也较大。较细的柱状加
强体能够在较小的范围内起到抬升作用，并且抬升程度较小。因此，下层柱状加
强体的直径较大，而上层柱状加强体的直径较小，不但有助于在大范围内起到抬
升作用，而且有助于精细调节抬升后的路基1的表面平整程度。
在另一个优选的实施例中，每层的柱状加强体中的相邻的柱状加强体间隔
开，并且上层柱状加强体对应于下层的相邻柱状加强体之间的间隔。例如，第一
层柱状加强体42对应着底层柱状加强体41之间的间隔45。从横截面上来看(如
图1所示)，不同层的柱状加强体是错开排列的。如图2所示，在向路基1内挤
入多个底层柱状加强体41后，在相邻的抬升区21之间产生了对应于间隔45的
较小的不平整区22。在向不平整区22内或附近挤入第一层柱状加强体42，则可
以消除这些不平整区22，如图2所示。由此，进一步提高了路基1的表面平整程
度。
图3示意性地显示了本发明的柱状加强体4的第一实施例。柱状加强体4包
括中空管状的主体31，在主体31的前端设置有尖头32，在主体31的后端能拆
卸地设置有受力挡体33。主体31可以选择3mm-5mm厚的钢管，尖头32也为钢
制品。尖头32有助于减小向路基1内挤入柱状加强体4的阻力，而受力挡体33
则用于接收对柱状加强体4的推进力。受力挡体33可以为套接在主体31的后端
上的盲板(未示出)，也可以为焊接在主体31的后端上的法兰盘(未示出)。
此外，施工人员还可以根据所选择的推进设备在主体31的后端上安装任何适当
形式的受力挡体。
优选地，在主体31的侧壁上构造有多个孔34。这样，路基内的水(例如来
自路基表面的积水)可以通过孔34流入到主体31的内部，并且经柱状加强体4
排出到路基1之外。这样就彻底解决了路基积水的问题，以及由积水导致的路基
下沉的问题。更优选地，在主体31内填充有疏水性材料35。疏水性材料35例如
可以为砂子、碎石等材料。通过填充这些疏水性材料35，可以提高柱状加强体4
的强度，而且不影响其排水性能。
图4示意性地显示了本发明的柱状加强体4’的第二实施例。第二实施例的柱
状加强体4’与第第一实施例的柱状加强体4结构类似，下面仅描述不同之处。在
柱状加强体4’的钢管式的主体31’的外侧预制有混凝土环46。对于相同直径的柱
状加强体4和柱状加强体4’而言，显然柱状加强体4’的主体31’的直径小于柱状
加强体4的主体31的直径。混凝土的价格低于钢的价格，由此在不降低施工品
质的情况下，降低了柱状加强体的价格，进而降低了施工成本。应注意的是，在
图4所示的实施例中，孔34’贯穿了混凝土环46和主体31’。
图5示意性地显示了本发明的柱状加强体4”的第三实施例。与柱状加强体4
和柱状加强体4’不同，柱状加强体4”是实心结构。例如，柱状加强体4”包括由
预制的实心钢筋混凝土柱形成的主体51，在主体51的前端设置有尖头52，在主
体51的后端能拆卸地设置有受力挡体53。尖头52和受力挡体53与柱状加强体
4的对应的部件相同，这里不再赘述。这种实心的柱状加强体4”同样能够达到预
期的抬升效果和路基强度增强，而且能够进一步降低施工成本。对于排水良好的
路基而言，这种实心的柱状加强体4”是特别优选的。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的
情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只
要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起
来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内
的所有技术方案。