成都動車段地基處理設計

向航鷹 王利鋒

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031)

成都動車段地基處理設計

向航鷹 王利鋒

(中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031)

結合成都動車段檢修生產區(qū)域的地質情況，提出了該區(qū)域的土質處理原則，采用了降低軌頂標高和“換填+灌注樁+CFG樁”加固地基方式，有效解決了地基的沉降問題，保障了高速鐵路的正常運營。

動車段，地基沉降，CFG樁，灌注樁

1 概述

根據國內既有動車運用所生產情況，部分動車運用所庫內地面出現不同程度的地基沉降，地面出現裂縫，如圖1所示，輕者影響庫內美觀，重者地面滲水，鋼軌扣件錯位，不能進行正常生產作業(yè)。究其原因，主要是庫內地基處理沒有達到標準，導致后期沉降。

2 成都動車段檢修生產區(qū)域基本情況

成都動車段建筑區(qū)域場地土類型相當復雜，存在大量生活垃圾、建渣等雜填土，根據現場地質資料，以及土石方工程等因素，優(yōu)化設計，合理的處理地基沉降問題。

2.1 建筑物概況

成都動車段生產庫房區(qū)建筑面積約130 000 m2，主要為單層建筑，建筑物最大高度為14 m。柱網規(guī)格：800 mm×400 mm，數量約871根，400 mm×400 mm，數量約270根。設備荷載最大為1 000 t，最深基礎坑達6 m。

2.2 場地基本條件

根據國家地震局GB 18306—2001中國地震動參數區(qū)劃圖國

家標準第1號修改單及中國地震局地殼應力研究所《成都至綿陽、樂山城際鐵路工程場地地震安全性評價報告》(2008年10月)，測區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，地震動反應譜特征周期為0.45 s。

2.3 場地土類型

成都動車段檢修庫房區(qū)的雜填土主要為建碴、生活垃圾。現場勘測開挖圖片如圖2～圖4所示。

1)拆遷房屋產生的建碴見圖2。

2)外來的建碴見圖3。

3)已拆遷的房屋下的垃圾見圖4。測區(qū)范圍既有房屋地表以下2 m～4 m多為垃圾。垃圾主要成分為塑料、薄膜、有機物腐殖物、建筑垃圾等，成分復雜。

3 地基處理方案與設計

3.1 地基處理原則

根據現場的地質勘探資料，擇址區(qū)的土質處理原則如下：

1)處理措施要滿足近遠期工程使用要求，措施重點考慮的是適度的沉降控制，沉降控制在不影響場地和設備正常使用范圍內。

2)根據場地區(qū)域地層特點和垃圾厚度要求，采取合理可靠的措施。

3)處理措施應滿足工程建設工期要求，考慮周邊環(huán)境對噪聲、粉塵和振動等污染的特殊要求，盡可能選擇施工對周邊環(huán)境影響小，投資適當且能順利施工的工程措施[1]。

3.2 地基處理方案

雜填土是人類活動所形成的無規(guī)則堆積物，其成分復雜、成層有厚有薄、性質也不相同，且無規(guī)律性。在大多數情況下，雜填土是比較疏松和不均勻的，在同一場地的不同位置，地基承載力和壓縮性也有較大的差異。地基一般需要人工處理才能作為結構物地基。目前地基處理方案主要有：振密擠密法、置換及拌入法、注漿法、碴土樁法。

考慮到檢修庫內存在大量的大型設備，動車組入庫檢修對地面承載要求較高，不適合采用振密擠密法。從工程投資及風險的角度不宜采用置換及拌入法和注漿法。

碴土樁是一種比較節(jié)能環(huán)保的處理措施，北京動車段就是采用碴土樁措施，由于北京動車段的雜填土厚度大約為0.5 m～29 m[2]，地下水位深，為碴土樁的使用創(chuàng)造了條件。成都動車段雜填土厚度不超過5 m，大部分場坪下垃圾深度約為3 m，根據調查垃圾層形成時間約為兩年，且生活垃圾層位于地下水位標高以上。在渣土擠壓樁施工過程中需進行降水，成樁后的載荷試驗及補救措施均需要較長時間，對工期影響較大；生活垃圾層形成時間較短，壓實不充分，且位于地下水位以上，其密實度不穩(wěn)定，碴土擠壓樁施工完成較長時間后也可能會出現因沉降不均勻導致地面開裂；廠房范圍內大量的柱基礎和設備基礎也需要將其周圍一定范圍內的垃圾挖除，基礎底部需采用砂夾卵石土進行換填和基坑回填。生活垃圾會產生沼氣，需采用封閉層將其與地面和房建結構構件完全隔離。

綜合以上因素，庫外采用移除建碴，庫內采用換填房屋下方垃圾，大型設備位置采用灌注樁，小型設備位置及地面采用CFG樁方案加固地基。

3.3 優(yōu)化設計

3.3.1 降低軌頂高程，移除雜填土

根據現場情況，建設區(qū)地質挖方大于填方。為減少雜填土的清理工程量，降低工程投資，統籌考慮成都動車運用所的場坪標高，將原初步設計軌頂高程504.8 m降為504.5 m。降低場坪標高的合理性基于以下原因：

1)504.5 m可以保證填挖平衡。

根據現場勘察，土方挖填如下：a.雜色、松散的生活垃圾必須挖除換填。b.部分建碴屬Ⅰ級松土，不宜作填料；部分建筑垃圾可以使用，使用率比例為50%。c.既有大量廠房、房屋基礎普遍采用建筑垃圾填筑，局部夾生活垃圾，成分較復雜，土質不均，房屋墻體基礎地下埋深約0.6 m～1.1 m。既有房屋區(qū)域挖除換填0.6 m。調整軌頂高程后，土石方也能保持“挖填平衡”，土石方數量對比見表1。

表1 土石方數量對照表 m2

2)504.5 m可以滿足水文的要求。

受段內改移下澗槽影響，下澗槽改移蓋板涵起點泄水面標高為499.18,根據鐵路蓋板涵通用圖孔徑6.0 m蓋板涵最低邊墻高度為3.5 m，蓋板厚度為0.7 m，根據規(guī)范要求，軌底至板底填土不宜小于1.2 m，故反推軌面標高應為：499.18+3.5+0.7+1.2+0.176=504.8。根據行洪論證計算初步結果，本涵邊墻降低0.3 m滿足下澗槽排洪要求，故軌面高程可降為504.5。本著段內統一調配原則，為填挖平衡，受段內改移下澗槽影響，因此降低軌頂高程至504.5。

3)合理設計，適應動車所的場坪標高。

成都動車段檢修生產區(qū)域位于成都動車所存車Ⅰ場北側，動車所存車Ⅰ場軌頂標高504.8，動車段降低標高后，在存車Ⅰ場最北側的存車線(DC-1)北側設橫向溝，阻斷向動車段檢修生產區(qū)排水問題，從而避免了檢修生產區(qū)降低標高帶來的弊端。

3.3.2 庫內采用灌注樁和CFG樁加固措施

檢修庫房內設有大量的檢修設備，荷載要求較大，國內沒有具體明確規(guī)定關于動車組設施地基沉降要求，一般按照TB 10621—2014,J1942—2014高速鐵路設計規(guī)范第6.4.2條“無砟軌道路基工后沉降應符合扣件調整能力和線路豎曲線圓順的要求。工后沉降不宜超過15 mm?！眮碓O計。

成都動車段檢修庫內在大型設備基礎位置采用灌注樁加強地基處理，以滿足設備荷載以及運行時活載需求，在小型設備以及地面部分采用CFG樁加固，樁長按照6 m設置，孔徑為350 mm，滿堂布置為每2.5 m間距設1根，以滿足沉降要求。

4 結語

地基處理以及沉降是高速鐵路關鍵技術之一，鑒于成都動車段的土質情況，采用降低軌頂標高和“換填+灌注樁+CFG樁”方法加固地基方式，有效的解決了地基沉降問題。

[1] 唐 仙.雜填土垃圾填埋場沉降控制研究[D].成都：西南交通大學，2008.

[2] 鄧學光.渣土樁在北京鐵路動車段地基加固處理中的應用[J].鐵道標準設計，2008(9)：16-17.

[3] TB 10621—2014，J1942—2014，高速鐵路設計規(guī)范[S].

Design of foundation treatment in Chengdu EMUs depot

Xiang Hangying Wang Lifeng

(ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupLimitedLiabilityCompany,Chengdu610031,China)

Combining with the geological conditions of maintenance production region in Chengdu EMU section, this paper put forward the soil quality treatment principle in the region, using the reducing lower rail top elevation and “replacement + cast-in-place pile + CFG pile” foundation reinforcement method, could effectively solve the foundation settlement problems, guaranteed the normal operation of high speed railway.

EMU section, foundation settlement, CFG pile, cast-in-place pile

1009-6825(2017)05-0088-03

2016-12-06

向航鷹(1971- )，男，高級工程師; 王利鋒(1979- )，男，高級工程師

TU472

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