客運專線預制梁場地基處理綜述

孫修德

（中鐵十七局集團三公司，河北 石家莊 050081）

1 概述

在客專建設規劃選址中，一般選擇在地質條件良好的場地上進行梁場建設，但也有時不得不在地質條件不好的地基上進行修建；同時，由于客專梁荷載大，標準高，對變形的要求高，因此，原來評價為良好的地基在某些情況（如制梁臺座、存梁臺座下地基）也必須進行地基處理。據我們對國內客運專線梁場的統計和分析，制梁工程出現的較大事故中地基問題常常是主要原因。客運專線梁場重要結構物較多，主要有制梁臺座、存梁臺座、門吊（40T～60T）軌道基礎、輪軌式提梁機（900T）軌道基礎等，該部分重要結構物直接關系制梁、存梁、提梁、運梁的質量和安全，對地基要求相當嚴格：一般其對地基的承載力特征值要求均在250kpa以上，對地基的沉降特別是不均勻沉降極為敏感，其沉降要求以mm級，如制梁臺座承擔900T客專箱梁、150T模板及附屬設施、300T自重等的荷載，工況復雜，初張拉制梁臺座兩端受力相當集中，其對地基的不均勻沉降要求控制在2mm之內。以上的梁場結構物因為對地基變形有著特殊的要求，其地基和基礎設計均按甲級進行設計。

2 梁場地基處理的意義和目的

各條客運專線梁場建場地區天然地層的情況差別很大的，即使在同一梁場，地質情況也有很大差別，地質的復雜性就決定了地基處理問題的復雜性，利用天然地基還是采用人工地基？采用人工地基時是采用何種處理方案？這是建場時（甚至提前于梁場規劃選址階段）首先需要解決的問題，地基處理是否恰當，不僅直接梁場建設速度、工程造價，甚至影響到制、存、提、運梁的安全和質量，地基處理往往成為梁場建設和制梁的關鍵，因此是首先必須解決的問題。

梁場地基處理的對象是場區內的軟弱土和特殊土地基。軟弱土地基主要指由淤泥、淤泥質土、充填土、雜填土或其他高壓縮性土層構成的地基；特殊土地基大部分帶有區域性特點，主要包含軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅黏土和凍土、填土、山區地基等，其區域性特點各條客專上普遍體現，如鄭西客專普遍存在的濕陷性黃土、武廣客專的溶巖和溶洞等。梁場地基處理的目的是提高軟弱土和特殊土地基的承載力，保證地基的穩定性；降低不良地基的壓縮性，減少梁場結構物基礎的沉降特別是不均勻沉降；消除特殊土地基的不良特性，如地基土的濕陷性、膨脹土的脹縮性、凍土的融陷性等。

3 梁場地基處理方法的分類及各種方法的適用范圍

在梁場地基處理上，要結合地質、工期、經濟等具體情況，根據客專梁場的獨有特點來進行地基處理方法分類。我們在進行客專梁場地基處理發現，一種地基處理方法可能有兩重或者多重的功效，一個地基處理工程卻更可能采用兩種或者多種地基處理方法進行復合處理。

需要說明一點，在梁場建設中樁基礎是應用得較多的人工地基之一。考慮到樁基礎已有較完整的理論，其設計方法，施工工藝、現場監測都較成熟，其質量也較容易保證，故本文不對樁基礎作為一種地基處理方法總結和介紹。

普通地基處理的基本方法，無非是置換、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等處理方法。但是，在客專梁場地基處理上，一般受到工期、質量、經濟、環境等客觀條件的限制，較少使用工期較長或費用較高的地基處理方式，如排水固結法、高壓噴射注漿法等。在我們進行的數十個梁場地基處理中，常用的客運專線梁場處理方法如下：墊層法：適用范圍為淺層疏松黏性土、松散砂性土、濕陷性黃土及雜填土，普遍使用于各條客專線；強夯法：適用范圍為無黏性土、雜填土、非飽和黏性土以及溫陷性黃土等，在石太客專、鄭西客專應用較多；土樁和灰土樁：適用范圍為濕陷性黃土、人工填土、非飽和黏性土，在石太客專和鄭西客專應用較多；深層攪拌法：適用范圍為黏性土、沖填士、粉細砂，砂礫石等各種地基均可適用，在甬臺溫客專和東南沿海客專應用較多；CFG樁：適用范圍為粘性土、粉土、砂土和正常固結的素填土等梁場地基，在各線上均有普遍應用

石灰樁法：在適用范圍為軟弱黏性土，在在甬臺溫客專和東南沿海客專有應用。

4 梁場地基處理的步驟

我們在進行梁場地基處理按照如下步驟進行：

4.1 廣泛和深度的調查研究，包括地質勘察、土工試驗以及對擬采用的方案及過去使用經驗的調查研究。具體根據場區地質條件、梁場結構物類型、使用要求、對周圍環境影響、用料情況和施工條件、工期、造價和施工隊伍素質等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方案。對初步選定的幾種地基處理方案，分別從預期處理效果、材料來源和消耗、施工機具和進度、對周圍環境影響和造價等各種因素，進行技術經濟分析和對比，從中選擇最佳的地基處理方案，更多是采用兩種或多種地基處理的綜合處理方案。另外，在選擇地基處理方案時，是必須考慮加強上部結構（如制梁臺座）的整體性和剛度，地基設計和基礎設計是相輔相成。

4.2 在進行客專梁場地基處理設計中，充分的科學合理分析，包括上項工作的分析、方案比較、設計計算，充分運用計算機進行計算分析。在此階段的計算只能利用事前的室內外（主要是室內的）試驗成果，必要時做一定數量的現場原型試驗

4.3 在梁場地基處理施工過程中和過程后進行現場的實體試驗、檢測、監測，其作用在各種文獻中被反復強調。首先應把它看成是施工中必需工作，特別對于要求嚴格的梁場地基處理工程，以保證地基處理的正常進行，其次是通過觀測收集數據，為下一階段的工作提供可靠依據

4.4 反分析：通過反分析可獲得必要的參數數值，用以驗證設計，監測工程質量和安全，便于進行下一階段的設計計算。根據實測資料的反分析而得出的參數值要比前一階段的計算較為接近實際，必要時可據此修改設計。此外，通過反分析可使人們獲得許多寶貴的經驗。在梁場地基處理中進行反分析是必要也是必須的。

以上四個環節在梁場地基處理設計、施工過程中的各階段，監測和反分析輾轉進行。是解決客專梁場地基處理問題最合理方法。這也符合近年來在國際上巖土工程界提出的觀察方法，即“邊觀察邊分析”方法。

5 梁場地基處理施工

2006年～2007年我們先后在京津、石太、鄭西、武廣、甬臺溫等諸多客運專線梁場地基處理中推廣使用信息化施工，并編制了信息化施工相關軟件。信息化施工是在現場地基處理施工過程中進行一系列測試，將實測結果，交由設計人員和計算機進行信息處理，對地基改良效果作出定量評價，然后反饋回來修正原設計，而后再按新方案進行地基處理。如此進行，直至達到預定目標。從而可彌補由于設計階段情況欠明，或設計人員將地基理想化，簡單化后所帶來與實際情況不符的缺點，保證整個場地均勻性。信息化施工使工程的安全性、經濟性及高效率融為一體，也被稱為RCC（Realtime Construction Control)，RCC在國際上代表最新的地基處理方法，RCC施工在客專梁場的推廣應用將我國地基處理施工提高了較高的層次。

另外，客專梁場地基處理工程有其特殊性，同一種方法在不同地區應用其施工工藝也不盡相同，對每一個具體的工程又有特殊的要求，同時地基處理是隱蔽工程，難以直接檢驗其加固效果。這些就要求在地基處理施工過程中和施工完成后注意下述幾點：梁場地基處理施工中，只讓現場技術人員了解如何施工是不夠的，還必須使他們很好地了解所采用的地基處理方法的原理、技術標準和質量要求，所進行的施工是否合乎工程上的要求，要經常進行施工質量和處理效果的檢驗，以保證施工質量。

6 結束語

在客運專線梁場的地基處理中，地基和基礎的設計是相輔相成的，不能脫離基礎單獨進行地基設計，因此針對不同的地質條件，不同的結構物選定最合適的基礎形式、尺寸和布置方案，選擇最恰當的地基處理方法，不斷推廣和發展各種地基處理技術。這樣才能不斷的提高地基處理水平，地基處理水平的提高對加快梁場建設，保證制梁質量和安全、節約投資成本具有重大的意義。

[1]《地基處理手冊》編寫委員會.《地基處理手冊》.1988.

[2]葉書麟.《地基處理工程實例應用手冊》.1998

[3]王珊.《地基處理新技術及其工程實例實用手冊》.2002.

[4]鐵道第五勘察設計院.各套客運專線梁場設計圖.2006～2007.