本发明所设计的一种处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法及加固结构，本发明由主要承载结构系统、加强型垫层结构系统、基床排水系统、沉降观测系统和预留注浆系统五大部分组成，有效解决了现有技术方案对既有路基破坏大、工期长、可实施性差、质量不易控制及无法根治软土路基沉降超标的问题。
1.一种处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：拆除需要加固铁路软土路基区域的轨道结构和接触网线，然后挖除路基(6.1)上部基床，形成基坑(6.3)，在基坑(6.3)上设置垂直插入路基(6.1)内部的多个预应力高强混凝土管桩(1.1)；
步骤2：在所述基坑(6.3)内预埋依次相互连通的竖向注浆管(5.1)、横向注浆管(5.2)和纵向注浆管(5.3)，在开挖后路基(6.1)的基坑(6.3)底部预埋桩帽与路基本体相对位移监测器(4.1)和路基本体沉降监测器(4.4)，然后吊装预先绑扎好的多个桩帽钢筋笼至对应的预应力高强混凝土管桩(1.1)上，在相邻桩帽钢筋笼间安装连接钢筋(2.3)，在桩帽钢筋笼内灌注桩帽混凝土，待桩帽混凝土达到设计要求的强度后形成桩帽(1.2)，所述相邻桩帽(1.2)间充填混凝土(2.4)，所述桩帽与路基本体相对位移监测器(4.1)位于桩帽(1.2)与路基(6.1)之间；
步骤3：在桩帽(1.2)的上方铺设复合土工膜(3.1)，在复合土工膜(3.1)上方铺设中粗砂层(3.3)，在中粗砂层(3.3)上铺设第一层级配碎石层(2.2)，在第一层级配碎石层(2.2)上铺设高强土工格栅垫层(2.1)，在高强土工格栅垫层(2.1)上铺设第二层级配碎石层(2.5)，步骤2中预埋的路基本体沉降监测器(4.4)贯穿桩帽(1.2)、复合土工膜(3.1)、中粗砂层(3.3)、第一层级配碎石层(2.2)、高强土工格栅垫层(2.1)和第二层级配碎石层(2.5)，所述路基本体沉降监测器(4.4)的底端插入路基(6.1)内；
步骤4：在所述基坑(6.3)的两端设置通向边坡(6.2)的泄水管(3.2)，所述泄水管(3.2)的一端插入中粗砂层(3.3)，泄水管(3.2)的另一端通向边坡(6.2)，即形成运营前铁路软土路基沉降的加固结构；
所述桩帽与路基本体相对位移监测器(4.1)包括单点沉降测缝位移计(4.1.1)、锚头(4.1.3)、法兰盘(4.1.4)和第一安装管(4.1.5)；步骤2中，预埋桩帽与路基本体相对位移监测器(4.1)前在路基(6.1)的基坑(6.3)底部开挖监测器安装槽(4.1.2)，在监测器安装槽(4.1.2)的底层铺设并捣实槽底中粗砂垫层(4.1.7)，在监测器安装槽(4.1.2)内设置第一安装管(4.1.5)，在第一安装管(4.1.5)内设置单点沉降测缝位移计(4.1.1)，单点沉降测缝位移计(4.1.1)的顶端通过锚头(4.1.3)插入桩帽(1.2)内，单点沉降测缝位移计(4.1.1)的底端设有法兰盘(4.1.4)，所述法兰盘(4.1.4)连接槽底中粗砂垫层(4.1.7)，所述第一安装管(4.1.5)与监测器安装槽(4.1.2)之间填充槽内回填砂(4.1.6)。
2.根据权利要求1所述的处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于：所述多个预应力高强混凝土管桩(1.1)在开挖后的路基上均匀布置，横向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距相等，纵向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距也相等。
3.根据权利要求2所述的处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于：所述横向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距为2～3m；所述纵向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距为2～3m。
4.根据权利要求1或2或3所述的处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于：在步骤2中，在开挖后的路基(6.1)上还预埋桩帽沉降监测器(4.2)，所述桩帽沉降监测器(4.2)的底端插入桩帽(1.2)，桩帽沉降监测器(4.2)的顶端贯穿复合土工膜(3.1)、中粗砂层(3.3)、第一层级配碎石层(2.2)、高强土工格栅垫层(2.1)和第二层级配碎石层(2.5)。
5.根据权利要求1或2或3所述的处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于：在步骤1中，开挖路基(6.1)至路肩下1～2m，形成基坑(6.3)，在步骤2中，在两侧边坡(6.2)路肩位置预埋路肩沉降监测器(4.3)。
6.根据权利要求1或2或3所述的处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于：所述路基本体沉降监测器(4.4)包括沉降板底座(4.4.1)、沉降测杆(4.4.2)、第二安装管(4.4.3)和管帽(4.4.4)，其中，所述第二安装管(4.4.3)的顶端连接管帽(4.4.4)，第二安装管(4.4.3)的底端设置于沉降板底座(4.4.1)上，所述第二安装管(4.4.3)内设置沉降测杆(4.4.2)，所述沉降测杆(4.4.2)的顶端伸出第二安装管(4.4.3)且低于管帽(4.4.4)，沉降测杆(4.4.2)的底端连接沉降板底座(4.4.1)，所述沉降板底座(4.4.1)与路基(6.1)连接。
7.根据权利要求5所述的处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，其特征在于：所述路肩沉降监测器(4.3)包括螺纹钢钎(4.3.1)和孔内灌注水泥浆(4.3.2)，在路肩处开设有垂直槽，所述垂直槽内设置螺纹钢钎(4.3.1)，所述垂直槽和螺纹钢钎(4.3.1)之间设置灌注水泥浆(4.3.2)。
8.一种运营前铁路软土路基沉降超标的加固结构，包括路基(6.1)、开设在路基(6.1)顶部的基坑(6.3)，其特征在于：所述基坑(6.3)上设有垂直插入路基(6.1)内部的多个预应力高强混凝土管桩(1.1)，所述每个预应力高强混凝土管桩(1.1)的顶端设置桩帽(1.2)，所述相邻桩帽(1.2)之间设置连接钢筋(2.3)和混凝土(2.4)，所述桩帽(1.2)的顶部铺设复合土工膜(3.1)，在复合土工膜(3.1)上方铺设中粗砂层(3.3)，所述中粗砂层(3.3)上铺设第一层级配碎石层(2.2)，所述第一层级配碎石层(2.2)上铺设高强土工格栅垫层(2.1)，所述高强土工格栅垫层(2.1)上铺设第二层级配碎石层(2.5)；
所述桩帽(1.2)与路基(6.1)之间设置桩帽与路基本体相对位移监测器(4.1)，所述路基(6.1)上还设置有贯穿桩帽(1.2)、复合土工膜(3.1)、中粗砂层(3.3)、第一层级配碎石层(2.2)、高强土工格栅垫层(2.1)和第二层级配碎石层(2.5)的路基本体沉降监测器(4.4)，所述路基本体沉降监测器(4.4)的底端插入路基(6.1)内；
所述边坡(6.2)两侧路肩处设有路肩沉降监测器(4.3)；
所述桩帽与路基本体相对位移监测器(4.1)包括单点沉降测缝位移计(4.1.1)、锚头(4.1.3)、法兰盘(4.1.4)和第一安装管(4.1.5)；所述路基(6.1)上开设有监测器安装槽(4.1.2)，在监测器安装槽(4.1.2)的底层铺设槽底中粗砂垫层(4.1.7)，在监测器安装槽(4.1.2)内设置第一安装管(4.1.5)，在第一安装管(4.1.5)内设置单点沉降测缝位移计(4.1.1)，单点沉降测缝位移计(4.1.1)的顶端通过锚头(4.1.3)插入桩帽(1.2)内，单点沉降测缝位移计(4.1.1)的底端设有法兰盘(4.1.4)，所述法兰盘(4.1.4)连接槽底中粗砂垫层(4.1.7)，所述第一安装管(4.1.5)与监测器安装槽(4.1.2)之间填充槽内回填砂(4.1.6)；
所述路基本体沉降监测器(4.4)包括沉降板底座(4.4.1)、沉降测杆(4.4.2)、第二安装管(4.4.3)和管帽(4.4.4)，其中，所述第二安装管(4.4.3)的顶端连接管帽(4.4.4)，第二安装管(4.4.3)的底端设置于沉降板底座(4.4.1)上，所述第二安装管(4.4.3)内设置沉降测杆(4.4.2)，所述沉降测杆(4.4.2)的顶端伸出第二安装管(4.4.3)且低于管帽(4.4.4)，沉降测杆(4.4.2)的底端连接沉降板底座(4.4.1)，所述沉降板底座(4.4.1)与路基(6.1)连接；
所述路肩沉降监测器(4.3)包括螺纹钢钎(4.3.1)和孔内灌注水泥浆(4.3.2)，所述路肩处开设有垂直槽，所述垂直槽内设置螺纹钢钎(4.3.1)，所述垂直槽和螺纹钢钎(4.3.1)之间设置灌注水泥浆(4.3.2)。
9.根据权利要求8所述的运营前铁路软土路基沉降超标的加固结构，其特征在于：所述基坑(6.3)内设置依次相互连通的竖向注浆管(5.1)、横向注浆管(5.2)和纵向注浆管(5.3)。
10.根据权利要求8所述的运营前铁路软土路基沉降超标的加固结构，其特征在于：所述基坑(6.3)的两端设置通向边坡(6.2)的泄水管(3.2)，所述泄水管(3.2)的一端插入中粗砂层(3.3)，泄水管(3.2)的另一端通向边坡(6.2)。
11.根据权利要求8所述的运营前铁路软土路基沉降超标的加固结构，其特征在于：所述多个预应力高强混凝土管桩(1.1)在路基(6.1)上均匀布置，横向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距相等，纵向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距也相等，所述横向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距为2～3m；所述纵向相邻的预应力高强混凝土管桩(1.1)间的间距为2～3m。
处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法及加固结构
技术领域
[0001] 本发明涉及路基施工技术领域，具体地指一种处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法及加固结构。技术背景
[0002] 目前，用于解决运营前铁路软土路基沉降超标问题的技术手段主要有侧向约束桩结合基底注浆技术、置换轻型材料技术、基床下长螺旋CFG桩(Cement Fly-ash Grave，水泥粉煤灰碎石桩)技术和基床下钻孔桩技术等。
[0003] 现有的侧向约束桩结合基底注浆技术需在路堤两侧坡脚附近施工3～4排旋喷桩或管桩进行侧向约束，在边坡及坡脚附近引孔对路堤基底采用静压注浆加固，具有可提高路堤结构的整体稳定性、减小地基沉降和对既有路基破坏小的优点。但该技术过程可控性差，加固效果有待时间检验，不能彻底解决软土路基沉降超标问题。
[0004] 现有的置换轻型材料技术是通过分段开挖路基后采用气泡混合轻质土等轻型填料置换原路基填料，可减轻地基的荷载，从而减少地基沉降和提高地基的稳定性，质量可控性高。但该技术对既有路基破坏大，对路基面上设有电缆槽等难以拆除的结构物的路基方案可实施性差。
[0005] 基床下长螺旋CFG桩和钻孔桩结构技术需拆除轨道结构、接触网线等，要求开挖至路肩下一定深度，通过在路基面范围内施工CFG桩或钻孔桩彻底根治解决沉降超标及路基稳定问题。该技术对既有路基的破坏有限，但工期要求较长，在现场无施工便道和泵送料困难时，可实施性差。
[0006] 目前，尚未发现对既有路基破坏小、可实施性好、质量易于控制且能在较短工期内彻底根治运营前铁路软土路基沉降超标问题的技术。
发明内容
[0007] 本发明的目的就是要提供一种处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法及加固结构，该方法和结构对既有路基破坏小、可实施性好、质量易于控制且能在较短工期内彻底根治运营前铁路软土路基沉降超标的技术问题。
[0008] 为实现此目的，本发明所设计的一种处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，它包括如下步骤：
[0009] 步骤1：拆除需要加固铁路软土路基区域的轨道结构和接触网线，然后挖除路基上部基床，形成基坑，在基坑上设置垂直插入路基内部的多个预应力高强混凝土管桩；
[0010] 步骤2：在所述基坑内预埋依次相互连通的竖向注浆管、横向注浆管和纵向注浆管，在开挖后路基的基坑底部预埋桩帽与路基本体相对位移监测器和路基本体沉降监测器，然后吊装预先绑扎好的多个桩帽钢筋笼至对应的预应力高强混凝土管桩上，在相邻桩帽钢筋笼间安装连接钢筋，在桩帽钢筋笼内灌注桩帽混凝土，待桩帽混凝土达到设计要求的强度后形成桩帽，所述相邻桩帽间充填混凝土，所述桩帽与路基本体相对位移监测器位于桩帽与路基之间；
[0011] 步骤3：在桩帽的上方铺设复合土工膜，在复合土工膜上方铺设中粗砂层，在中粗砂层上铺设第一层级配碎石层，在第一层级配碎石层上铺设高强土工格栅垫层，在高强土工格栅垫层上铺设第二层级配碎石层，步骤2中预埋的路基本体沉降监测器贯穿桩帽、复合土工膜、中粗砂层、第一层级配碎石层、高强土工格栅垫层和第二层级配碎石层，所述路基本体沉降监测器的底端插入路基内；
[0012] 步骤4：在所述基坑的两端设置通向边坡的泄水管，所述泄水管的一端插入中粗砂层，泄水管的另一端通向边坡，即形成运营前铁路软土路基沉降的加固结构。
[0013] 所述多个预应力高强混凝土管桩在开挖后的路基上均匀布置，横向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距相等，纵向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距也相等。
[0014] 所述横向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距为2～3m；所述纵向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距为2～3m。
[0015] 在步骤2中，在开挖后的路基上还预埋桩帽沉降监测器，所述桩帽沉降监测器的底端插入桩帽，桩帽沉降监测器的顶端贯穿复合土工膜、中粗砂层、第一层级配碎石层、高强土工格栅垫层和第二层级配碎石层。
[0016] 在步骤1中，开挖路基至路肩下1～2m，形成基坑，在步骤2中，在两侧边坡路肩位置预埋路肩沉降监测器。
[0017] 所述桩帽与路基本体相对位移监测器包括单点沉降测缝位移计、锚头、法兰盘和第一安装管；步骤2中，预埋桩帽与路基本体相对位移监测器前在路基的基坑底部开挖监测器安装槽，在监测器安装槽的底层铺设并捣实槽底中粗砂垫层，在监测器安装槽内设置第一安装管，在第一安装管内设置单点沉降测缝位移计，单点沉降测缝位移计的顶端通过锚头插入桩帽内，单点沉降测缝位移计的底端设有法兰盘，所述法兰盘连接槽底中粗砂垫层，所述第一安装管与监测器安装槽之间填充槽内回填砂。
[0018] 所述路基本体沉降监测器包括沉降板底座、沉降测杆、第二安装管和管帽，其中，所述第二安装管的顶端连接管帽，第二安装管的底端设置于沉降板底座上，所述第二安装管内设置沉降测杆，所述沉降测杆的顶端伸出第二安装管且低于管帽，沉降测杆的底端连接沉降板底座，所述沉降板底座与路基连接。
[0019] 所述路肩沉降监测器包括螺纹钢钎和孔内灌注水泥浆，在路肩处开设有垂直槽，所述垂直槽内设置螺纹钢钎，所述垂直槽和螺纹钢钎之间设置灌注水泥浆。
[0020] 一种运营前铁路软土路基沉降超标的加固结构，包括路基、开设在路基顶部的基坑，所述基坑上设有垂直插入路基内部的多个预应力高强混凝土管桩，所述每个预应力高强混凝土管桩的顶端设置桩帽，所述相邻桩帽之间设置连接钢筋和混凝土，所述桩帽的顶部铺设复合土工膜，在复合土工膜上方铺设中粗砂层，所述中粗砂层上铺设第一层级配碎石层，所述第一层级配碎石层上铺设高强土工格栅垫层，所述高强土工格栅垫层上铺设第二层级配碎石层；
[0021] 所述桩帽与路基之间设置桩帽与路基本体相对位移监测器，所述路基上还设置有贯穿桩帽、复合土工膜、中粗砂层、第一层级配碎石层、高强土工格栅垫层和第二层级配碎石层的路基本体沉降监测器，所述路基本体沉降监测器的底端插入路基内。
[0022] 所述基坑内设置依次相互连通的竖向注浆管、横向注浆管和纵向注浆管。
[0023] 所述基坑的两端设置通向边坡的泄水管，所述泄水管的一端插入中粗砂层，泄水管的另一端通向边坡。
[0024] 所述多个预应力高强混凝土管桩在路基上均匀布置，横向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距相等，纵向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距也相等，所述横向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距为2～3m；所述纵向相邻的预应力高强混凝土管桩间的间距为2～3m。
[0025] 所述边坡两侧路肩处设有路肩沉降监测器；
[0026] 所述桩帽与路基本体相对位移监测器包括单点沉降测缝位移计、锚头、法兰盘和第一安装管；所述路基上开设有监测器安装槽，在监测器安装槽的底层铺设槽底中粗砂垫层，在监测器安装槽内设置第一安装管，在第一安装管内设置单点沉降测缝位移计，单点沉降测缝位移计的顶端通过锚头插入桩帽内，单点沉降测缝位移计的底端设有法兰盘，所述法兰盘连接槽底中粗砂垫层，所述第一安装管与监测器安装槽之间填充槽内回填砂；
[0027] 所述路基本体沉降监测器包括沉降板底座、沉降测杆、第二安装管和管帽，其中，所述第二安装管的顶端连接管帽，第二安装管的底端设置于沉降板底座上，所述第二安装管内设置沉降测杆，所述沉降测杆的顶端伸出第二安装管且低于管帽，沉降测杆的底端连接沉降板底座，所述沉降板底座与路基连接；
[0028] 所述路肩沉降监测器包括螺纹钢钎和孔内灌注水泥浆，所述路肩处开设有垂直槽，所述垂直槽内设置螺纹钢钎，所述垂直槽和螺纹钢钎之间设置灌注水泥浆。
[0029] 本发明的有益效果为：
[0030] 1、本发明仅需拆除轨道、接触网线及路基开挖至路肩下1～2m，对路基的破坏程度相对较小，主体结构施工工期短，且质量易于控制。
[0031] 2、本发明所采用的加强型垫层结构系统将列车、轨道和基床约50％的荷载传递至由预应力高强混凝土管桩+桩帽组成的主要承载结构系统，由于预应力高强混凝土管桩伸入有效持力层，大大减少了路基本体承受的荷载，预应力高强混凝土管桩由于群桩效应对路基本体的沉降又能起到约束作用，从而可从根本上控制软土路基沉降,保证了轨道的平顺性和列车的安全运营。
[0032] 3、本发明设置的基床排水系统可有效排除基床内部水，防止产生基床病害。
[0033] 4、本发明的预留注浆系统可根据沉降观测系统数据选择合理时机对桩帽下路基本体局部脱空部位进行补注浆处理，从而避免桩帽受力条件恶化，确保了路基的整体性，本专利提出的新型结构型式能更好的适用于处理运营前工期紧张的铁路软土路基沉降超标问题。
[0034] 总体来说，本发明的加固结构由主要承载结构系统、加强型垫层结构系统、基床排水系统、沉降观测系统和预留注浆系统五大部分组成，有效解决了现有技术方案对既有路基破坏大、工期长、可实施性差、质量不易控制及无法根治软土路基沉降超标的问题。
附图说明
[0035] 图1为本发明中软土路基沉降处治新型结构横断面示意图；
[0036] 图2为本发明中原路基开挖上部形成基坑后横断面示意图；
[0037] 图3为本发明中桩帽与路基本体相对位移监测器的结构示意图；
[0038] 图4为本发明中桩帽沉降监测器的结构示意图；
[0039] 图5为本发明中路肩沉降监测器的结构示意图；
[0040] 图6为本发明中路基本体沉降监测器的结构示意图；
[0041] 图中，1—主要承载结构系统、1.1—预应力高强混凝土管桩、1.2—桩帽、2—加强型垫层结构系统、2.1—高强土工格栅垫层、2.2—第一层级配碎石层、2.3—连接钢筋、2.4—混凝土、2.5—第二层级配碎石层、3—基床排水系统、3.1—复合土工膜、3.2—泄水管、3.3—中粗砂层、4—沉降观测系统、4.1—桩帽与路基本体相对位移监测器、4.1.1—单点沉降测缝位移计、4.1.2—监测器安装槽、4.1.3—锚头、4.1.4—法兰盘、4.1.5—第一安装管、4.1.6—槽内回填砂、4.1.7—槽底中粗砂垫层、4.2—桩帽沉降监测器、4.2.1—钢钎，
4.2.2—钢套管，4.2.3—内螺纹管帽、4.3—路肩沉降监测器、4.3.1—螺纹钢钎、4.3.2—水泥浆、4.4—路基本体沉降监测器、4.4.1—沉降板底座、4.4.2—沉降测杆、4.4.3—第二安装管、4.4.4—管帽、5.1—竖向注浆管、5.2—横向注浆管、5.3—纵向注浆管、6—路基结构、
6.1—路基、6.2—边坡、6.3—基坑。
具体实施方式
[0042] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
[0043] 一种处理运营前铁路软土路基沉降超标的加固方法，如图1～6所示，它包括如下步骤：
[0044] 步骤1：拆除需要加固铁路软土路基区域的轨道结构和接触网线，然后挖除路基6.1上部基床，形成基坑6.3，在基坑6.3上设置垂直插入路基6.1内部的多个预应力高强混凝土管桩1.1，预应力高强混凝土管桩1.1施工完成后，预应力高强混凝土管桩1.1与孔壁间及时采用细石混凝土充填密实；
[0045] 步骤2：在基坑6.3内预埋依次相互连通的竖向注浆管5.1、横向注浆管5.2和纵向注浆管5.3，上述竖向注浆管5.1、横向注浆管5.2和纵向注浆管5.3用来对桩帽下路基本体局部脱空部位进行补注浆处理，可避免桩帽受力条件恶化，确保路基的整体性，在开挖后路基6.1的基坑6.3底部预埋桩帽与路基本体相对位移监测器4.1和路基本体沉降监测器4.4，然后吊装预先绑扎好的多个桩帽钢筋笼至对应的预应力高强混凝土管桩1.1上，在相邻桩帽钢筋笼间安装连接钢筋2.3，在桩帽钢筋笼内灌注桩帽混凝土，待桩帽混凝土达到设计要求的强度后形成桩帽1.2，所述相邻桩帽1.2间充填混凝土2.4，最好选用C25素混凝土，所述桩帽与路基本体相对位移监测器4.1位于桩帽1.2与路基6.1之间；
[0046] 步骤3：在桩帽1.2的上方铺设复合土工膜3.1，该复合土工膜3.1，在复合土工膜3.1上方铺设0.1m厚的中粗砂层3.3，在中粗砂层3.3上铺设第一层级配碎石层2.2，在第一层级配碎石层2.2上铺设高强土工格栅垫层2.1，在高强土工格栅垫层2.1上铺设第二层级配碎石层2.5，步骤2中预埋的路基本体沉降监测器4.4贯穿桩帽1.2、复合土工膜3.1、中粗砂层3.3、第一层级配碎石层2.2、高强土工格栅垫层2.1和第二层级配碎石层2.5，所述路基本体沉降监测器4.4的底端插入路基6.1内；上述高强土工格栅层2.1设计抗拉强度不小于250kN/m，延伸率≤10％，第一层级配碎石层2.2和第二层级配碎石层2.5厚度均为0.4～0.6m，上述复合土工膜3.1的CBR(承载比)顶破强度不小于2.5kN；
[0047] 步骤4：在所述基坑6.3的两端设置通向边坡6.2的泄水管3.2，该泄水管3.2为PVC(polyvinylchloride，聚氯乙烯)泄水管，该PVC泄水管的直径为10cm，泄水管3.2的一端插入中粗砂层3.3，泄水管3.2的另一端通向边坡6.2，即形成运营前铁路软土路基沉降的加固结构。
[0048] 上述技术方案中，多个预应力高强混凝土管桩1.1在开挖后的路基上均匀布置，横向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距相等，纵向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距也相等。
[0049] 上述技术方案中，横向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距为2～3m；纵向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距为2～3m，近似成正方形布置。
[0050] 上述技术方案中，在步骤2中，在开挖后的路基6.1上还预埋桩帽沉降监测器4.2，桩帽沉降监测器4.2的底端插入桩帽1.2，桩帽沉降监测器4.2的顶端贯穿复合土工膜3.1、中粗砂层3.3、第一层级配碎石层2.2、高强土工格栅垫层2.1和第二层级配碎石层
2.5。
[0051] 上述方案在步骤1中，开挖路基6.1至路肩下1～2m，形成基坑6.3，步骤2中，在两侧边坡6.2路肩位置预埋路肩沉降监测器4.3。
[0052] 上述技术方案中，所述桩帽与路基本体相对位移监测器4.1包括单点沉降测缝位移计4.1.1、锚头4.1.3、法兰盘4.1.4和第一安装管4.1.5；步骤2中，预埋桩帽与路基本体相对位移监测器4.1前在路基6.1的基坑6.3底部开挖监测器安装槽4.1.2，在监测器安装槽4.1.2的底层铺设并捣实槽底中粗砂垫层4.1.7，在监测器安装槽4.1.2内设置第一安装管4.1.5，在第一安装管4.1.5内设置单点沉降测缝位移计4.1.1，单点沉降测缝位移计4.1.1的顶端通过锚头4.1.3插入桩帽1.2内，单点沉降测缝位移计4.1.1的底端设有法兰盘4.1.4，所述法兰盘4.1.4连接槽底中粗砂垫层4.1.7，所述第一安装管4.1.5与监测器安装槽4.1.2之间填充槽内回填砂4.1.6。
[0053] 上述技术方案中，所述路基本体沉降监测器4.4包括沉降板底座4.4.1、沉降测杆4.4.2、第二安装管4.4.3和管帽4.4.4，其中，所述第二安装管4.4.3的顶端连接管帽4.4.4，第二安装管4.4.3的底端设置于沉降板底座4.4.1上，所述第二安装管4.4.3内设置沉降测杆4.4.2，所述沉降测杆4.4.2的顶端伸出第二安装管4.4.3且低于管帽4.4.4，沉降测杆4.4.2的底端连接沉降板底座4.4.1，所述沉降板底座4.4.1与路基6.1连接。
[0054] 上述技术方案中，所述路肩沉降监测器4.3包括螺纹钢钎4.3.1和孔内灌注水泥浆4.3.2，在路肩处开设有垂直槽，所述垂直槽内设置螺纹钢钎4.3.1，所述垂直槽和螺纹钢钎4.3.1之间设置灌注水泥浆4.3.2。
[0055] 如图1～6所示的一种运营前铁路软土路基沉降超标的加固结构，包括路基6.1、开设在路基6.1顶部的基坑6.3，基坑6.3上设有垂直插入路基6.1内部的多个预应力高强混凝土管桩1.1，每个预应力高强混凝土管桩1.1的顶端设置桩帽1.2，相邻桩帽1.2之间设置连接钢筋2.3和混凝土2.4，桩帽1.2的顶部铺设复合土工膜3.1，在复合土工膜3.1上方铺设中粗砂层3.3，中粗砂层3.3上铺设第一层级配碎石层2.2，第一层级配碎石层2.2上铺设高强土工格栅垫层2.1，高强土工格栅垫层2.1上铺设第二层级配碎石层2.5；
[0056] 上述桩帽1.2与路基6.1之间设置桩帽与路基本体相对位移监测器4.1，路基6.1上还设置有贯穿桩帽1.2、复合土工膜3.1、中粗砂层3.3、第一层级配碎石层2.2、高强土工格栅垫层2.1和第二层级配碎石层2.5的路基本体沉降监测器4.4，路基本体沉降监测器4.4的底端插入路基6.1内。
[0057] 上述技术方案中，基坑6.3内设置依次相互连通的竖向注浆管5.1、横向注浆管5.2和纵向注浆管5.3。
[0058] 上述技术方案中，基坑6.3的两端设置通向边坡6.2的泄水管3.2，泄水管3.2的一端插入中粗砂层3.3，泄水管3.2的另一端通向边坡6.2。
[0059] 上述技术方案中，多个预应力高强混凝土管桩1.1在路基6.1上均匀布置，横向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距相等，纵向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距也相等，横向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距为2～3m；纵向相邻的预应力高强混凝土管桩1.1间的间距为2～3m。
[0060] 上述技术方案中，边坡6.2两侧路肩处设有路肩沉降监测器4.3；
[0061] 上述所述桩帽与路基本体相对位移监测器4.1包括单点沉降测缝位移计4.1.1、锚头4.1.3、法兰盘4.1.4和第一安装管4.1.5；所述路基6.1上开设有监测器安装槽4.1.2，在监测器安装槽4.1.2的底层铺设槽底中粗砂垫层4.1.7，在监测器安装槽4.1.2内设置第一安装管4.1.5，在第一安装管4.1.5内设置单点沉降测缝位移计4.1.1，单点沉降测缝位移计4.1.1的顶端通过锚头4.1.3插入桩帽1.2内，单点沉降测缝位移计4.1.1的底端设有法兰盘4.1.4，所述法兰盘4.1.4连接槽底中粗砂垫层4.1.7，所述第一安装管4.1.5与监测器安装槽4.1.2之间填充槽内回填砂4.1.6；
[0062] 上述路基本体沉降监测器4.4包括沉降板底座4.4.1、沉降测杆4.4.2、第二安装管4.4.3和管帽4.4.4，其中，所述第二安装管4.4.3的顶端连接管帽4.4.4，第二安装管4.4.3的底端设置于沉降板底座4.4.1上，所述第二安装管4.4.3内设置沉降测杆4.4.2，所述沉降测杆4.4.2的顶端伸出第二安装管4.4.3且低于管帽4.4.4，沉降测杆4.4.2的底端连接沉降板底座4.4.1，所述沉降板底座4.4.1与路基6.1连接；
[0063] 上述所述路肩沉降监测器4.3包括螺纹钢钎4.3.1和孔内灌注水泥浆4.3.2，所述路肩处开设有垂直槽，所述垂直槽内设置螺纹钢钎4.3.1，所述垂直槽和螺纹钢钎4.3.1之间设置灌注水泥浆4.3.2。
[0064] 上述技术方案中，单点沉降测缝位移计4.1.1的量程选选用15mm，法兰盘4.1.4的直径为10cm，第一安装管4.1.5为PVC管，其直径为5cm，螺纹钢钎4.3.1直径为28mm，[0065] 上述技术方案中，路基6.1、边坡6.2和基坑6.3构成路基结构6。
[0066] 上述技术方案中，预应力高强混凝土管桩1.1和桩帽1.2构成主要承载结构系统1。
[0067] 上述技术方案中，高强土工格栅垫层2.1、第一层级配碎石层2.2、连接钢筋2.3、混凝土2.4和第二层级配碎石层2.5构成加强型垫层结构系统2。
[0068] 上述技术方案中，复合土工膜3.1、泄水管3.2和中粗砂层3.3构成基床排水系统3。
[0069] 上述技术方案中，桩帽与路基本体相对位移监测器4.1、桩帽沉降监测器4.2、路肩沉降监测器4.3、路基本体沉降监测器4.4构成沉降观测系统4。
[0070] 上述技术方案中，钢钎4.2.1、钢套管4.2.2和内螺纹管帽4.2.3构成桩帽沉降监测器4.2。其中，钢套管4.2.2的顶端连接内螺纹帽4.2.3，钢套管4.2.2的底端设置与桩帽1.2上；钢钎4.2.1顶端高出钢套管4.2.2且低于内螺纹管帽4.2.3，钢钎4.2.1底端伸入桩帽1.2并与桩帽钢筋焊接。
[0071] 采用上述加固方法和结构的本发明易于工程实施、对既有路基破坏小、能适应较短工期要求且能彻底根治软土路基沉降超标问题。本发明的结构部分主要由承载结构系统、加强型垫层结构系统、基床排水系统、沉降观测系统和预留注浆系统五大部分组成。其主体结构施工工期短，施工质量易于控制。该结构要求拆除轨道结构、接触网线和路基开挖至路肩下1.5m左右，不影响路肩处的接触网立柱及其基础和通信信号电缆槽等设施，对既有路基的破坏相对较小。主要承载结构系统采用预应力高强混凝土管桩1.1+钢筋混凝土桩帽结构，预应力高强混凝土管桩1.1桩底进入可靠的持力层，承受由加强型垫层结构系统传递至桩帽1.2的列车和轨道荷载以及基床约50％的荷载。由于承载结构强度高，自身沉降小，保证了轨道的平顺性和列车的安全运营，具有较高的可靠度；另外，在承载结构与加强型垫层结构的作用发挥下，桩间土几乎不承载，大大减小了路基本体承受的荷载；同时多个预应力高强混凝土管桩1.1的群桩效应对路基本体的沉降又能起到约束作用，从而能够有效控制软土路基沉降。与传统的管桩桩网结构设置于地基面不同，该新型结构设置于路基面下1.5m左右，设计时预应力高强混凝土管桩1.1考虑了路基本体沉降引起的负摩擦力。加强型垫层结构系统采用级配碎石层+高强土工格栅垫层2.1+桩帽间连接钢筋2.3+桩帽间充填C25素混凝土2.4，大大增强了群桩的整体协调变形作用。基床排水系统组成如下：由桩帽顶面设置4％的双面排水坡，上覆0.1m厚中粗砂层3.3+复合土工膜3.1，两端设置φ10cmPVC泄水管3.2伸出至路肩下路基两侧边坡的排水槽内，可有效排除基床内部水，防止产生基床病害。沉降观测系统由桩帽与路基本体相对位移监测器4.1、桩帽沉降监测器4.2和路肩沉降监测器4.3组成，分别用于监测桩帽与路基本体的相对位移、桩帽沉降和路肩沉降。由于预应力高强混凝土管桩1.1伸入可靠持力层，预应力高强混凝土管桩1.1沉降很小，路基本体与预应力高强混凝土管桩1.1结构存在沉降差异，路基本体与预应力高强混凝土管桩1.1结构之间的脱空虽然不影响列车的安全运营，但会恶化桩帽的受力条件。因此采用由竖向注浆管5.1、横向注浆管5.2和纵向注浆管5.3组成的预留注浆系统，用于对桩帽1.2下路基本体局部脱空部位进行补注浆处理，其补注浆时机应根据沉降观测系统数据选择在沉降稳定后进行，从而避免桩帽1.2受力条件恶化，确保了路基的整体性。
[0072] 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
