CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道復(fù)合地基路橋過(guò)渡段綜合施工技術(shù)

■ 劉鵬 龍思明 蔡永昌

1 工程概況

京石客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)涿州東站路橋過(guò)渡段施工綜合考慮后期CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)施工。為保證線(xiàn)路的平順性，最大限度降低不均勻沉降，在路橋過(guò)渡段采用CFG樁復(fù)合地基加固、剛性筏板、樁帽、摻5％水泥級(jí)配碎石、架梁支撐墊塊，以及采用永久性端刺、摩擦板和過(guò)渡板施工技術(shù)，保證CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)特性。由于路基和橋梁工后沉降的降速率、沉降量存在很大差異，路橋過(guò)渡段會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降。京石客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)速度350 km/h，高速行車(chē)下的安全性、平穩(wěn)性和舒適性極為重要，設(shè)計(jì)上對(duì)路橋過(guò)渡段采取分級(jí)加強(qiáng)剛度的方法，逐步將路基段工后沉降的降速率和沉降量向橋梁段過(guò)渡。京石客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)涿州東站路橋過(guò)渡段為80 m，其縱斷面見(jiàn)圖1。

2 復(fù)合地基CFG樁加固

2.1 CFG樁施工工藝和施工方法

CFG樁施工工藝流程見(jiàn)圖2。

（1）場(chǎng)地平整、施工放樣。清除地面腐殖土將場(chǎng)地整平，整平標(biāo)高為設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高加50 cm；溝渠開(kāi)挖后進(jìn)行回填并平整碾壓至設(shè)計(jì)高程，地表振動(dòng)碾壓Ev2≥45 MPa；完成地上、地下和空中管線(xiàn)的拆除或保護(hù)；全站儀定出主軸線(xiàn)后，采用50 m鋼尺定出樁位。

（2）鉆機(jī)就位、鉆進(jìn)、成孔。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)就位后，確保鉆桿垂直對(duì)中。鉆桿垂直度偏差不大于1％，樁位誤差不大于5 cm。開(kāi)鉆應(yīng)先慢后快，鉆進(jìn)粉土電流控制在100～130 A，黏土電流控制在140～180 A，粉砂層電流控制在150～160 A，電壓為360～380 V。達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行孔底清土。

（3）泵料、成樁。按照“先泵料后拔管”的原則進(jìn)行混合料灌注，每盤(pán)料攪拌時(shí)間控制在90～120 s，參考提拔速度為2～3 m/mi n，泵壓控制在18～20 k Pa。成樁過(guò)程應(yīng)連續(xù)，避免停機(jī)待料。灌注成樁完成后，樁頂蓋土封頂予以保護(hù)。

（4）樁基檢測(cè)。低應(yīng)變樁身完整性檢測(cè)在褥墊層施工前進(jìn)行，單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)和單樁復(fù)合地基載荷試驗(yàn)在成樁28 d后、褥墊層施工完成進(jìn)行，同等條件可在褥墊層施工前進(jìn)行。

2.2 施工注意事項(xiàng)

針對(duì)京石客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的樁基偏位和樁頂斷樁進(jìn)行分析。

（1）樁基偏位和斷樁原因。造成樁基偏位的主要原因不是測(cè)量放線(xiàn)，而是長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)旋出土掩蓋了放樣點(diǎn)，清運(yùn)時(shí)將定位的竹簽或木樁破壞，或是鉆進(jìn)和灌注時(shí)地表土隆起致使放樣點(diǎn)移動(dòng)。造成斷樁的主要原因：一是混合料初凝后棄土清除不及時(shí)，混凝土已達(dá)到一定強(qiáng)度；二是人工斷樁頭時(shí)方法不正確。

（2）樁基偏位和斷樁預(yù)防措施。采用直徑25 mm的鋼筋棍在樁位處釘出一個(gè)10 cm深的孔，在孔內(nèi)灌入石灰代替竹簽或木樁。加強(qiáng)軸線(xiàn)樁保護(hù)，發(fā)生隆起時(shí)及時(shí)對(duì)樁位進(jìn)行鋼尺檢查?；旌狭铣跄蠹皶r(shí)清土，并預(yù)留30 cm樁頂保護(hù)層。采用合理的斷樁頭方法，人工使用切割鋸切割樁頭四周，切割時(shí)盡量在同一平面，4人用釬子和錘子同時(shí)用力將其斷掉。

3 剛性筏板、樁帽和褥墊層

3.1 剛性筏板施工及注意事項(xiàng)

在處理靠近橋頭40 m的地基過(guò)渡時(shí)，C F G樁頂設(shè)0.2 m厚的碎石墊層（剛性筏板底褥墊層）和0.1 m厚的C20素混凝土墊層。墊層頂部設(shè)剛性筏板（C30鋼筋混凝土板），板長(zhǎng)40 m，板厚0.5 m，每20 m處設(shè)一道伸縮縫，縫寬3 cm，縫內(nèi)設(shè)置深度0.2 m的瀝青模板。剛性筏板現(xiàn)場(chǎng)澆筑，在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到1.2 MPa時(shí)，表面不得行走，做好覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％時(shí)，可進(jìn)行上部5％級(jí)配碎石施工。

3.2 樁帽施工及注意事項(xiàng)

在距橋頭40～80 m范圍，CFG樁頂設(shè)置C25鋼筋混凝土樁帽，樁帽長(zhǎng)100 cm、寬100 cm、高30 cm。施工時(shí)注意樁頂剔平鑿毛，混凝土澆筑前用水清洗干凈。

3.3 褥墊層施工及注意事項(xiàng)

剛性筏板底部設(shè)置20 cm厚級(jí)配碎石墊層。樁帽間采用級(jí)配碎石回填壓實(shí)，樁帽頂設(shè)置50 cm厚級(jí)配碎石墊層，內(nèi)鋪設(shè)雙向100 k N/m高強(qiáng)度土工格柵。土工格柵鋪設(shè)時(shí)，先鋪設(shè)10 cm碎石墊層，碾壓密實(shí)，鋪設(shè)一層土工格柵，格柵搭接10～15 c m，每米用U形釘8根，均勻距離固定，保證土工格柵平順；再鋪設(shè)20 cm碎石墊層，碾壓密實(shí)，鋪設(shè)一層土工格柵，其上填筑碎石，碾壓密實(shí)。褥墊層鋪設(shè)宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)基礎(chǔ)底面樁間土含水量較少時(shí)，可采用動(dòng)力夯實(shí)。

4 摻5％水泥級(jí)配碎石

摻5％水泥級(jí)配碎石（或級(jí)配碎石摻5％水泥）填筑長(zhǎng)度：L=a+（H-0.4）×n。涿州東站路橋過(guò)渡段參數(shù)選擇：a=57.5 m，n=2.0 m，H（7.0 m）為路堤填土高度，則L=70.7 m。填筑采用倒梯形，其坡度為1∶2，分層填筑，5％水泥是質(zhì)量比，壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿(mǎn)足K30≥150 M P a/m、Evd≥50 M P a、Ev2≥80 M P a和空隙率n≤28％。橋臺(tái)與過(guò)渡段間設(shè)置空心磚隔離層和混凝土墊塊（架橋機(jī)支撐墊塊），拌制好摻5％水泥級(jí)配碎石必須在2 h內(nèi)使用，壓實(shí)好后要進(jìn)行灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)。

5 端刺、摩擦板和過(guò)渡板

端刺及摩擦板長(zhǎng)度設(shè)置原則大于40 m，且表面為無(wú)覆蓋土的橋梁結(jié)構(gòu)。過(guò)渡段設(shè)置的摩擦板長(zhǎng)50 m，端刺、摩擦板寬9 m。摩擦板底部和端刺在摻5％水泥級(jí)配碎石施工完成后進(jìn)行反開(kāi)挖施工。摩擦板與端刺采用預(yù)埋鋼筋固結(jié)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。過(guò)渡板長(zhǎng)5.0 m，下面的擠塑板厚為1.5、3、5 cm，墊層應(yīng)分臺(tái)階施工，以保證擠塑板表面平整一致。過(guò)渡板混凝土與端刺同時(shí)澆筑。摩擦板的側(cè)向擋塊預(yù)埋筋的預(yù)埋位置應(yīng)與橋梁上的位置相對(duì)應(yīng)，當(dāng)排水管與摩擦板鋼筋或其他結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整排水管位置，確保與路基防排水系統(tǒng)相接。如果過(guò)渡板下的擠塑板與梁上底座板尺寸不同，應(yīng)提前通知供應(yīng)商單獨(dú)加工，以免影響施工進(jìn)度。

6 沉降評(píng)估和效果檢測(cè)、分析

（1）沉降評(píng)估。在路橋過(guò)渡段距橋頭5、15、35 m處分別設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，橫向結(jié)構(gòu)物每側(cè)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。根據(jù)路基填筑完成或堆載預(yù)壓（不少于3個(gè)月）的實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多種曲線(xiàn)回歸分析，確定沉降變形趨勢(shì)。常用評(píng)估方法有規(guī)范雙曲線(xiàn)、修正雙曲線(xiàn)、固結(jié)度對(duì)數(shù)配合法（三點(diǎn)法）、指數(shù)曲線(xiàn)法、遺傳算法雙曲線(xiàn)法、Ve r hu l s t法、Asaoka法、灰色系統(tǒng)GM（1，1）算法等。無(wú)砟軌道路基過(guò)渡段工后沉降值不應(yīng)大于15 mm，過(guò)渡段與結(jié)構(gòu)物間的預(yù)測(cè)差異沉降不應(yīng)大于5 mm，預(yù)測(cè)沉降引起沿線(xiàn)路方向的折角不應(yīng)大于1/1 000。

（2）效果檢測(cè)分析。2010年5—8月，采集了0#橋臺(tái)、過(guò)渡段和普通基床表層上5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)滿(mǎn)足沉降評(píng)估要求，達(dá)到預(yù)期效果，為后期無(wú)砟軌道施工奠定了基礎(chǔ)。涿州東站路橋過(guò)渡段沉降分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 涿州東站路橋過(guò)渡段沉降分析結(jié)果

[1] 曾俊杰. 地基處理技術(shù)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2003

[2] TZ 212—2005 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路路基工程施工技術(shù)指南[S]，2005

[3] TB10001—2005 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S]，2005

[4] 鐵建設(shè)函［2005］754號(hào) 客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道鐵路設(shè)計(jì)指南[S]，2005