客運專線預(yù)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(shè)規(guī)劃選址中，一般選擇在地質(zhì)條件良好的場地上進行梁場建設(shè)，但也有時不得不在地質(zhì)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(jù)我們對國內(nèi)客運專線梁場的統(tǒng)計和分析，制梁工程出現(xiàn)的較大事故中地基問題常常是主要原因?？瓦\專線梁場重要結(jié)構(gòu)物較多，主要有制梁臺座、存梁臺座、門吊（40T～60T）軌道基礎(chǔ)、輪軌式提梁機（900T）軌道基礎(chǔ)等，該部分重要結(jié)構(gòu)物直接關(guān)系制梁、存梁、提梁、運梁的質(zhì)量和安全，對地基要求相當(dāng)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(dān)900T客專箱梁、150T模板及附屬設(shè)施、300T自重等的荷載，工況復(fù)雜，初張拉制梁臺座兩端受力相當(dāng)集中，其對地基的不均勻沉降要求控制在2mm之內(nèi)。以上的梁場結(jié)構(gòu)物因為對地基變形有著特殊的要求，其地基和基礎(chǔ)設(shè)計均按甲級進行設(shè)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(qū)天然地層的情況差別很大的，即使在同一梁場，地質(zhì)情況也有很大差別，地質(zhì)的復(fù)雜性就決定了地基處理問題的復(fù)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(guī)劃選址階段）首先需要解決的問題，地基處理是否恰當(dāng)，不僅直接梁場建設(shè)速度、工程造價，甚至影響到制、存、提、運梁的安全和質(zhì)量，地基處理往往成為梁場建設(shè)和制梁的關(guān)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(qū)內(nèi)的軟弱土和特殊土地基。軟弱土地基主要指由淤泥、淤泥質(zhì)土、充填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基；特殊土地基大部分帶有區(qū)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(qū)地基等，其區(qū)域性特點各條客專上普遍體現(xiàn)，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(wěn)定性；降低不良地基的壓縮性，減少梁場結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)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(jié)合地質(zhì)、工期、經(jīng)濟等具體情況，根據(jù)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(fā)現(xiàn)，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(fù)合處理。

需要說明一點，在梁場建設(shè)中樁基礎(chǔ)是應(yīng)用得較多的人工地基之一?？紤]到樁基礎(chǔ)已有較完整的理論，其設(shè)計方法，施工工藝、現(xiàn)場監(jiān)測都較成熟，其質(zhì)量也較容易保證，故本文不對樁基礎(chǔ)作為一種地基處理方法總結(jié)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(jié)、加筋和熱學(xué)等處理方法。但是，在客專梁場地基處理上，一般受到工期、質(zhì)量、經(jīng)濟、環(huán)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(jié)法、高壓噴射注漿法等。在我們進行的數(shù)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(yīng)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(yīng)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?？蛯?yīng)用較多；CFG樁：適用范圍為粘性土、粉土、砂土和正常固結(jié)的素填土等梁場地基，在各線上均有普遍應(yīng)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?？蛯Ｓ袘?yīng)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(diào)查研究，包括地質(zhì)勘察、土工試驗以及對擬采用的方案及過去使用經(jīng)驗的調(diào)查研究。具體根據(jù)場區(qū)地質(zhì)條件、梁場結(jié)構(gòu)物類型、使用要求、對周圍環(huán)境影響、用料情況和施工條件、工期、造價和施工隊伍素質(zhì)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(yù)期處理效果、材料來源和消耗、施工機具和進度、對周圍環(huán)境影響和造價等各種因素，進行技術(shù)經(jīng)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(jié)構(gòu)（如制梁臺座）的整體性和剛度，地基設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計是相輔相成。

4.2 在進行客專梁場地基處理設(shè)計中，充分的科學(xué)合理分析，包括上項工作的分析、方案比較、設(shè)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(nèi)外（主要是室內(nèi)的）試驗成果，必要時做一定數(shù)量的現(xiàn)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(xiàn)場的實體試驗、檢測、監(jiān)測，其作用在各種文獻中被反復(fù)強調(diào)。首先應(yīng)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(shù)據(jù)，為下一階段的工作提供可靠依據(jù)

4.4 反分析：通過反分析可獲得必要的參數(shù)數(shù)值，用以驗證設(shè)計，監(jiān)測工程質(zhì)量和安全，便于進行下一階段的設(shè)計計算。根據(jù)實測資料的反分析而得出的參數(shù)值要比前一階段的計算較為接近實際，必要時可據(jù)此修改設(shè)計。此外，通過反分析可使人們獲得許多寶貴的經(jīng)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(huán)節(jié)在梁場地基處理設(shè)計、施工過程中的各階段，監(jiān)測和反分析輾轉(zhuǎn)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(guān)軟件。信息化施工是在現(xiàn)場地基處理施工過程中進行一系列測試，將實測結(jié)果，交由設(shè)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(shè)計，而后再按新方案進行地基處理。如此進行，直至達到預(yù)定目標。從而可彌補由于設(shè)計階段情況欠明，或設(shè)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(jīng)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(yīng)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(qū)應(yīng)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(xiàn)場技術(shù)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(shù)標準和質(zhì)量要求，所進行的施工是否合乎工程上的要求，要經(jīng)常進行施工質(zhì)量和處理效果的檢驗，以保證施工質(zhì)量。

6 結(jié)束語

在客運專線梁場的地基處理中，地基和基礎(chǔ)的設(shè)計是相輔相成的，不能脫離基礎(chǔ)單獨進行地基設(shè)計，因此針對不同的地質(zhì)條件，不同的結(jié)構(gòu)物選定最合適的基礎(chǔ)形式、尺寸和布置方案，選擇最恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒?，不斷推廣和發(fā)展各種地基處理技術(shù)。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(shè)，保證制梁質(zhì)量和安全、節(jié)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(yīng)用手冊》.1998

[3]王珊.《地基處理新技術(shù)及其工程實例實用手冊》.2002.

[4]鐵道第五勘察設(shè)計院.各套客運專線梁場設(shè)計圖.2006～2007.