客运专线制梁场软弱地基加固处理技术

杨 茜，金秀梅

(1.石家庄铁道大学 土木工程学院，石家庄 050043;2.石家庄铁路职业技术学院，石家庄 050041)

客运专线制梁场软弱地基加固处理技术

杨 茜1，金秀梅2

(1.石家庄铁道大学 土木工程学院，石家庄 050043;2.石家庄铁路职业技术学院，石家庄 050041)

针对客运专线预制梁场的软弱地基，采用钻孔灌注桩复合基础进行软弱地基的加固处理。本文对制梁台座的加固设计作了说明并对加固效果进行了观测与分析，预制梁场软弱地基的加固处理效果表明，钻孔灌注桩复合基础在类似工程实践中具有可行性。

软弱地基 加固 钻孔灌注桩 处理

1 工程地质概况

某客运专线制梁场紧邻线路左侧布置，顺线路长506 m，总占地面积116 820 m2，合 175亩。经勘察，场地基本平坦，为陆相沉积地貌;地表绝大部分为种植多年的莲藕地，部分为茭白地，塘底淤泥覆盖，深度约0.50～1.50 m。根据地质勘测资料，制梁场地下水主要为浅层潜水和微承压水。实测浅部地下初见水位埋深为0.60～1.20 m，稳定水位埋深为0.40～1.10 m。在勘测深度内，土体按其特征及物理力学性质划分为5个工程地质层，地层土况由浅至深分布如表1。

从表1可以看出：该制梁场地地质情况不是很好，土的物理力学性能较差，承载力不高，属软弱地基，必须采取有效措施进行加固处理。

表1 地层物理力学性质

2 处理方案比选

客运专线箱梁结构尺寸大，重量重，箱梁在梁场内需起落顶、横移，并需防止箱梁在起顶、滑移过程中受扭破坏，故对制梁、存梁台座地基加固处理要求极高。同时由于该预制梁场地势低洼，淤泥层深，地下水位极高，水量极其丰富，地基处理难度大，所以给台座等明挖基础的施工带来了很大的困难。基于以上情况，选择合理可行的处理方案和工程措施就显得非常重要。所以应根据该制梁场的工程地质状况，综合施工单位施工机械、工期和造价，在保证地基稳定和满足沉降变形要求的前提下，从可能的处理方案中选择确保工程质量和工程工期的方案和工程措施。

为此作出以下4个方案：碎石桩地基处理、地基抛填片石强夯、CFG桩方案、钻孔灌注桩复合基础。

1)碎石桩地基处理方案

对自然环境破坏小，但软土层太厚，碎石用量大，完全处理既不经济且处理后的地基承载力和地基沉降也满足不了要求。

2)地基抛填片石、碎石强夯方案

施工简便，对自然环境破坏小，但由于制梁场面积大，需大量6 t重型夯锤及大型起重设备(起吊10 m高的落距)，片石、碎石用量大且需从外地运入，总回填量约需20万m3，工程量大，处理成本高。

3)CFG桩方案

CFG桩主要用于群桩基础或地基处理以提高复合地基承载力，施工时对桩间土要产生扰动，加固整个梁场需要CFG桩的数量大且施工工艺复杂，工期长，需大量桩机并要提前预制大量沉管。

4)钻孔灌注桩复合基础方案

钻孔灌注桩承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、耗材少、适应性强、成本适中、施工简便。如只对梁场主要承重部位采用钻孔灌注桩进行加固处理，处理后的地基承载力和地基沉降完全能够满足工程要求，施工速度快，可以缩短工期。其他部位由于需要的地基载力和对地基沉降量的要求不高，可以采用“片石+碎石层+二灰砂砾”方式及地基抛填片石强夯方式处理。

比较以上四个方案，可以看出：制梁场地基加固处理采用钻孔灌注桩复合基础方案比较适宜，工程量小，处理成本低且可以缩短工期。实践表明效果很好。

3 工程措施

采用钻孔灌注桩复合基础进行制梁场地基加固的工程措施主要包括：①梁场主要承重部位如制梁台座端部、存梁台座、横移滑道、静载试验台、提升站门吊基础等的地基加固采用钻孔灌注桩基础;②制梁台座中部采用“片石+碎石层+二灰砂砾”方式处理;③钢筋绑扎台位、内模拼装台位基础采用明挖回填强夯加固;④场地硬化处理。

3.1 台座地基加固处理

制梁台座大多采用梁板式钢筋混凝土结构的形式，基础处理上一般采用扩大基础、深层搅拌桩或旋喷桩群、弹性地基梁基础、沉管桩等。在台座结构的选择上，结合梁场的实际情况(梁场处于藕塘、鱼塘区域，地质条件较差)，制梁台座考虑采用钢筋混凝土槽型台面形式。

在台座地基的处理上，台座基础端部采用桩基础、中间部分采用扩大基础。制梁台座上部为钢筋混凝土条形基础纵梁。制梁台座由横移滑道分为中部和端部两大部分。为防止台座不均匀沉降，中部与横移滑道断开，端部与横移滑道联成整体。台座中部在处理后的地基上做3条条形基础，端部在承台上做4条条形基础。条形基础顶面预埋通长角钢，且与底模焊联。

制梁台座两端部地基各采用2根φ1.0 m，长42 m的钻孔灌注桩进行加固处理。制梁台座中部采用“片石+碎石层+二灰砂砾”方式处理，处理深度为2.50 m。制梁台座端部承台采用C30钢筋混凝土结构，条形基础采用C25钢筋混凝土结构。制梁台座的地基加固处理如图1所示。

图1 箱梁制梁台座地基处理示意(单位：m)

存梁台座存梁时采用四点支承的方法，每个存梁台座由四个独立的钢筋混凝土支墩组成，按箱梁的纵横支座中心布置，各支墩上设500 mm×500 mm×70 mm橡胶垫。每个存梁台座地基采用4根φ1.0 m，长34 m的钻孔灌注桩进行加固处理，存梁台座地上部分采用C50钢筋混凝土结构。试验梁台座采用φ1.0 m，长46 m的钻孔灌注桩进行地基加固。

3.2 其他设施的地基加固处理

制梁场制梁生产区共配备70 t龙门吊机3台，龙门走行采用单轨式结构。70 t龙门吊轨道地基采用扩大基础，基坑开挖至耕植土，基底夯填碎石，抛填片石500 mm，碎石 100 mm，要求夯后承载力为 180 kPa，C10混凝土垫层100 mm。倒T形地基梁采用C30钢筋混凝土结构。

提升站采用2台450 t龙门吊，由于基础承受荷载较大，450 t龙门吊基础采用钻孔灌注桩复合地基，钻孔灌注桩桩径1.0 mm，桩长32 m，桩距4.0～5.4 m。桩顶地基梁采用C30钢筋混凝土结构。提升站轨道基础采用两条C30钢筋混凝土连续梁结构形式。

横移滑道地基采用φ1.0 m，长42 m的钻孔灌注桩进行加固处理，桩间距5～7 m。横移滑道基础采用C30钢筋混凝土连续梁结构。

钢筋绑扎台位、内模拼装台位采用明挖回填强夯加固，基坑开挖至耕植土，基底夯填碎石，抛填片石500 mm，碎石100 mm。

3.3 场地硬化处理

在预制场的制梁生产区、生产车间及辅助生产区、混凝土拌合区、小型预制构件生产区和横移存梁区的横移滑道外侧采用20 cm厚的C25混凝土进行场地硬化。办公、生活区采用20 cm厚的C20混凝土进行硬化处理。

4 台座沉降的观测与分析

2009年5月1日开始对六号制梁台座进行静载试验，共加载8 300 kN。试验采用五集中力、四分点等效荷载方法，加载采用10台千斤顶同步顶推来实现。0#～8#测点从西到东排列，间隔为3 m，0#和8#测点分别位于西端和东端未受压区。六号台座加载试验沉降量见图2、图3。

图2 六号台座加载试验北侧测点沉降值

图3 六号台座加载试验南侧测点沉降值

从图2、图3中可以看出：加载 3，4 d后，沉降趋于稳定且基本不再沉降。1#～7#点中最大沉降量为8 mm，最小沉降量为4 mm。

检测结果表明，制梁台座钻孔灌注桩复合地基承载力特征值和沉降量满足设计要求。

5 结论

1)借鉴现已广泛采用的存梁台座钻孔灌注桩加固处理方法，对软弱地基地区的预制梁场处理采用钻孔灌注桩复合地基基础比较适宜。

2)采用钻孔灌注桩复合形式处理制梁场软弱地基，在短期内取得了明显的效果，既赢得了工期，又降低了造价。

3)在制梁场软弱地基的处理上，对主要承重部位采用钻孔灌注桩进行加固处理，这是一个大胆的尝试和创新，为地质条件类似地区客运专线制梁场的地基处理提供了经验。

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TU472.99

B

1003-1995(2011)03-0073-03

2010-10-21;

2010-11-15

杨茜(1973— )，女，河北保定人，副教授，硕士。

(责任审编 孟庆伶)