客運專線制梁場軟弱地基加固處理技術(shù)

楊 茜，金秀梅

(1.石家莊鐵道大學 土木工程學院，石家莊 050043;2.石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院，石家莊 050041)

客運專線制梁場軟弱地基加固處理技術(shù)

楊 茜1，金秀梅2

(1.石家莊鐵道大學 土木工程學院，石家莊 050043;2.石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院，石家莊 050041)

針對客運專線預制梁場的軟弱地基，采用鉆孔灌注樁復合基礎進行軟弱地基的加固處理。本文對制梁臺座的加固設計作了說明并對加固效果進行了觀測與分析，預制梁場軟弱地基的加固處理效果表明，鉆孔灌注樁復合基礎在類似工程實踐中具有可行性。

軟弱地基 加固 鉆孔灌注樁 處理

1 工程地質(zhì)概況

某客運專線制梁場緊鄰線路左側(cè)布置，順線路長506 m，總占地面積116 820 m2，合 175畝。經(jīng)勘察，場地基本平坦，為陸相沉積地貌;地表絕大部分為種植多年的蓮藕地，部分為茭白地，塘底淤泥覆蓋，深度約0.50～1.50 m。根據(jù)地質(zhì)勘測資料，制梁場地下水主要為淺層潛水和微承壓水。實測淺部地下初見水位埋深為0.60～1.20 m，穩(wěn)定水位埋深為0.40～1.10 m。在勘測深度內(nèi)，土體按其特征及物理力學性質(zhì)劃分為5個工程地質(zhì)層，地層土況由淺至深分布如表1。

從表1可以看出：該制梁場地地質(zhì)情況不是很好，土的物理力學性能較差，承載力不高，屬軟弱地基，必須采取有效措施進行加固處理。

表1 地層物理力學性質(zhì)

2 處理方案比選

客運專線箱梁結(jié)構(gòu)尺寸大，重量重，箱梁在梁場內(nèi)需起落頂、橫移，并需防止箱梁在起頂、滑移過程中受扭破壞，故對制梁、存梁臺座地基加固處理要求極高。同時由于該預制梁場地勢低洼，淤泥層深，地下水位極高，水量極其豐富，地基處理難度大，所以給臺座等明挖基礎的施工帶來了很大的困難。基于以上情況，選擇合理可行的處理方案和工程措施就顯得非常重要。所以應根據(jù)該制梁場的工程地質(zhì)狀況，綜合施工單位施工機械、工期和造價，在保證地基穩(wěn)定和滿足沉降變形要求的前提下，從可能的處理方案中選擇確保工程質(zhì)量和工程工期的方案和工程措施。

為此作出以下4個方案：碎石樁地基處理、地基拋填片石強夯、CFG樁方案、鉆孔灌注樁復合基礎。

1)碎石樁地基處理方案

對自然環(huán)境破壞小，但軟土層太厚，碎石用量大，完全處理既不經(jīng)濟且處理后的地基承載力和地基沉降也滿足不了要求。

2)地基拋填片石、碎石強夯方案

施工簡便，對自然環(huán)境破壞小，但由于制梁場面積大，需大量6 t重型夯錘及大型起重設備(起吊10 m高的落距)，片石、碎石用量大且需從外地運入，總回填量約需20萬m3，工程量大，處理成本高。

3)CFG樁方案

CFG樁主要用于群樁基礎或地基處理以提高復合地基承載力，施工時對樁間土要產(chǎn)生擾動，加固整個梁場需要CFG樁的數(shù)量大且施工工藝復雜，工期長，需大量樁機并要提前預制大量沉管。

4)鉆孔灌注樁復合基礎方案

鉆孔灌注樁承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、耗材少、適應性強、成本適中、施工簡便。如只對梁場主要承重部位采用鉆孔灌注樁進行加固處理，處理后的地基承載力和地基沉降完全能夠滿足工程要求，施工速度快，可以縮短工期。其他部位由于需要的地基載力和對地基沉降量的要求不高，可以采用“片石+碎石層+二灰砂礫”方式及地基拋填片石強夯方式處理。

比較以上四個方案，可以看出：制梁場地基加固處理采用鉆孔灌注樁復合基礎方案比較適宜，工程量小，處理成本低且可以縮短工期。實踐表明效果很好。

3 工程措施

采用鉆孔灌注樁復合基礎進行制梁場地基加固的工程措施主要包括：①梁場主要承重部位如制梁臺座端部、存梁臺座、橫移滑道、靜載試驗臺、提升站門吊基礎等的地基加固采用鉆孔灌注樁基礎;②制梁臺座中部采用“片石+碎石層+二灰砂礫”方式處理;③鋼筋綁扎臺位、內(nèi)模拼裝臺位基礎采用明挖回填強夯加固;④場地硬化處理。

3.1 臺座地基加固處理

制梁臺座大多采用梁板式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形式，基礎處理上一般采用擴大基礎、深層攪拌樁或旋噴樁群、彈性地基梁基礎、沉管樁等。在臺座結(jié)構(gòu)的選擇上，結(jié)合梁場的實際情況(梁場處于藕塘、魚塘區(qū)域，地質(zhì)條件較差)，制梁臺座考慮采用鋼筋混凝土槽型臺面形式。

在臺座地基的處理上，臺座基礎端部采用樁基礎、中間部分采用擴大基礎。制梁臺座上部為鋼筋混凝土條形基礎縱梁。制梁臺座由橫移滑道分為中部和端部兩大部分。為防止臺座不均勻沉降，中部與橫移滑道斷開，端部與橫移滑道聯(lián)成整體。臺座中部在處理后的地基上做3條條形基礎，端部在承臺上做4條條形基礎。條形基礎頂面預埋通長角鋼，且與底模焊聯(lián)。

制梁臺座兩端部地基各采用2根φ1.0 m，長42 m的鉆孔灌注樁進行加固處理。制梁臺座中部采用“片石+碎石層+二灰砂礫”方式處理，處理深度為2.50 m。制梁臺座端部承臺采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，條形基礎采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。制梁臺座的地基加固處理如圖1所示。

圖1 箱梁制梁臺座地基處理示意(單位：m)

存梁臺座存梁時采用四點支承的方法，每個存梁臺座由四個獨立的鋼筋混凝土支墩組成，按箱梁的縱橫支座中心布置，各支墩上設500 mm×500 mm×70 mm橡膠墊。每個存梁臺座地基采用4根φ1.0 m，長34 m的鉆孔灌注樁進行加固處理，存梁臺座地上部分采用C50鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。試驗梁臺座采用φ1.0 m，長46 m的鉆孔灌注樁進行地基加固。

3.2 其他設施的地基加固處理

制梁場制梁生產(chǎn)區(qū)共配備70 t龍門吊機3臺，龍門走行采用單軌式結(jié)構(gòu)。70 t龍門吊軌道地基采用擴大基礎，基坑開挖至耕植土，基底夯填碎石，拋填片石500 mm，碎石 100 mm，要求夯后承載力為 180 kPa，C10混凝土墊層100 mm。倒T形地基梁采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

提升站采用2臺450 t龍門吊，由于基礎承受荷載較大，450 t龍門吊基礎采用鉆孔灌注樁復合地基，鉆孔灌注樁樁徑1.0 mm，樁長32 m，樁距4.0～5.4 m。樁頂?shù)鼗翰捎肅30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。提升站軌道基礎采用兩條C30鋼筋混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。

橫移滑道地基采用φ1.0 m，長42 m的鉆孔灌注樁進行加固處理，樁間距5～7 m。橫移滑道基礎采用C30鋼筋混凝土連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。

鋼筋綁扎臺位、內(nèi)模拼裝臺位采用明挖回填強夯加固，基坑開挖至耕植土，基底夯填碎石，拋填片石500 mm，碎石100 mm。

3.3 場地硬化處理

在預制場的制梁生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)車間及輔助生產(chǎn)區(qū)、混凝土拌合區(qū)、小型預制構(gòu)件生產(chǎn)區(qū)和橫移存梁區(qū)的橫移滑道外側(cè)采用20 cm厚的C25混凝土進行場地硬化。辦公、生活區(qū)采用20 cm厚的C20混凝土進行硬化處理。

4 臺座沉降的觀測與分析

2009年5月1日開始對六號制梁臺座進行靜載試驗，共加載8 300 kN。試驗采用五集中力、四分點等效荷載方法，加載采用10臺千斤頂同步頂推來實現(xiàn)。0#～8#測點從西到東排列，間隔為3 m，0#和8#測點分別位于西端和東端未受壓區(qū)。六號臺座加載試驗沉降量見圖2、圖3。

圖2 六號臺座加載試驗北側(cè)測點沉降值

圖3 六號臺座加載試驗南側(cè)測點沉降值

從圖2、圖3中可以看出：加載 3，4 d后，沉降趨于穩(wěn)定且基本不再沉降。1#～7#點中最大沉降量為8 mm，最小沉降量為4 mm。

檢測結(jié)果表明，制梁臺座鉆孔灌注樁復合地基承載力特征值和沉降量滿足設計要求。

5 結(jié)論

1)借鑒現(xiàn)已廣泛采用的存梁臺座鉆孔灌注樁加固處理方法，對軟弱地基地區(qū)的預制梁場處理采用鉆孔灌注樁復合地基基礎比較適宜。

2)采用鉆孔灌注樁復合形式處理制梁場軟弱地基，在短期內(nèi)取得了明顯的效果，既贏得了工期，又降低了造價。

3)在制梁場軟弱地基的處理上，對主要承重部位采用鉆孔灌注樁進行加固處理，這是一個大膽的嘗試和創(chuàng)新，為地質(zhì)條件類似地區(qū)客運專線制梁場的地基處理提供了經(jīng)驗。

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TU472.99

B

1003-1995(2011)03-0073-03

2010-10-21;

2010-11-15

楊茜(1973— )，女，河北保定人，副教授，碩士。

(責任審編 孟慶伶)