刘 文 博
(中铁二十二局集团第四工程有限公司，天津 301700)
铁路客专箱梁预制场存梁台座基础处理方法
刘 文 博
(中铁二十二局集团第四工程有限公司，天津 301700)
结合部分箱梁预制场施工中的情况，对存梁台座基础的处理方法进行了探讨和分析，并对施工中的一些经验进行了总结，以期为以后客专箱梁的存梁台座基础施工提供参考借鉴。
客专箱梁，存梁台座，基础，处理方法
0 引言
近几年铁路客专在国内发展迅速，桥梁结构上部广泛采用预制箱梁，箱梁截面尺寸大，重量大，标准要求高。除少部分由于条件限制采用现浇外，大部分均采用预制场内预制、存放、提升运架的方式进行施工。根据部颁的通用图，虽然箱梁结构进行了多次优化，但是其重量依然在每孔700多吨以上，根据施工技术标准要求，箱梁在架设前一般要在存梁台座上存储40 d(终张10 d，压浆及封端2 d，封端后梁体28 d)，存梁台座均匀沉降不大于30 mm，不均匀沉降不大于10 mm，要求非常严格。国内大部分梁场采用单层存梁，少量梁场甚至由于场地条件限制、工期原因需要双层存梁，因此要求存梁台座必须技术方案可行，同时确保经济上合理，以避免存梁过程中的安全质量风险，减少基础处理的费用。
1 预制场选择
预制场的选择需要综合考虑工期、造价、运架方式的因素。相对于存梁台座及其他基础处理(预制台座、提梁机走行线等)，因在考虑工期、运架方式的同时，更侧重于考虑预制场的现场情况。主要应从以下几个方面考虑：
1)预制场地的位置应交通方便，水电能够就近引入，以保证前期施工设备材料能够顺利进场，施工正常进行，减少前期施工准备时间。2)预制场的地势应选择平坦、宽阔的地带，尽量避免地势起伏大，难以布局的地带，减少场地及基础处理的费用。3)预制场应尽可能避免选择在水田、沼泽地、淤泥地等地质条件非常差的地带，减少存梁台座基础处理的难度，避免后期的存梁风险。4)预制场选择前，最好结合设计图纸提供的拟选择的梁场附近结构物的地质勘探资料，初步分析地质情况，尽量避免地质条件变化大的地段，因基础设计过程中，地质情况变化太大，造成基础设计不准确、不可靠。
2 预制场地质勘探
根据国内客专预制梁场的建设要求和安全质量要求，箱梁预制场的地基处理必须在施工前进行详细的地质勘探，查明预制场地质情况，主要包括地质结构或地质构造：地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质，自然(物理)地质现象等。对不同的预制场应根据确定的场地规划布置，合理布置地质钻孔点，确保地质钻孔点位具有代表性。
2.1 地质勘探应遵循的步骤
1)规划好的合理、经济的预制场平面布局图，确定生产区、存梁区、提梁区、拌和站区、生活区，以此作为地质钻孔点的布置依据。2)选择确定具有相应资质等级好、技术能力过关、信誉好的地质勘探单位。3)钻孔位置准确放样，梁场技术人员应该根据梁场规划图与地勘人员共同确定钻孔位置，并做好标记和编号。4)在地质钻孔过程中，梁场技术人员应随时关注钻孔进展情况，积极与勘探人员了解沟通，并汇总上报梁场技术负责人。5)钻孔过程中，如发现相邻孔位地质变化相差很大时，应在地质变化大的范围加密钻孔个数，以便获取更真实准确的地层资料。
2.2 存梁区地质钻孔布置密度
对存梁区，应在存梁台座设计位置钻孔，钻孔的密度按2孔～4孔设置，不少于2个孔位，或者按50 m×50 m布置孔位，纵向和横向尽量保持在一条线上，有利于根据地质钻孔获取较准确的地质剖面图。实际施工中，可根据现场情况进行调整和布置。
实践中，如京石某梁场，由于梁场位于华北平原冲积地带，附近桥梁地质资料显示，地层变化不大，实际钻孔时，孔位间距和数量都有一定程度的减少，基础设计中采用该钻孔资料经实践证明比较准确可靠；哈齐客专某梁场，梁场位于松嫩平原上的一个类似沼泽地内，钻孔密度基本上按照每2孔～3孔梁2个孔，局部地质情况变化大的，进行每孔梁2个钻孔加密，勘探后的地质剖面图更加准确，该梁场按地质资料设计的存梁台座基础在实施中证明准确可靠；湘桂线某梁场，梁场位于溶洞发育的地区，地面为水田区域，由于各种原因，地质钻孔布孔数量不够，地质资料揭示的地层情况不详细，存梁基础施工完成存放箱梁时，部分发生了基础沉降情况，证明地质钻孔勘探资料没有完全反映出准确的地质情况，给施工造成了很大的难度。
3 地质资料有效信息及参数的选取
地质资料中包含很多信息，如何选取有用的信息和相关参数是决定设计、检算基础方案的关键一步。岩性、岩土工程分级、岩土的容重、含水量、液塑性指数、地基基本承载力、压缩模量、内摩擦角等各项物理及力学性能指标均需要对照地质资料查询、选择。
为确保基础设计的安全系数满足要求，对每层岩土的参数应按低值选取或者取平均值，尤其是地基基本承载能力，经常会出现同样的地层岩性，但是由于其他物理力学指标不一致，其承载能力会有很大的差别；当需要考虑摩擦阻力的时候，由于一般的地质资料并没用提供侧限摩阻力系数，一般都是根据经验值查表进行选取，此数值应考虑选取靠近下限值，留足安全系数；对于存在下卧软弱层的情况，尤其要正确选择其压缩模量，这对计算基础沉降非常关键。
4 存梁台座基础处理方案选择与设计检算
4.1 方案选择
在梁场存梁台座的方案设计中，根据地质情况，可选择多种处理方案，结合近年来我单位梁场的实践经验，一般采取以下处理方案：
1)钻孔(挖孔)灌注桩基础方案。实践中，多采用1 m直径的钻孔灌注桩进行存梁台座施工，墩顶高出地面50 cm～70 cm，墩顶接桩后直接放置橡胶垫块即可，桩基基本上配置通长钢筋，主筋采用Φ16 mm的螺纹钢，箍筋采用直径8 mm的盘条，长度根据存梁要求、地质资料计算确定，混凝土强度等级按C25。如京石某梁场，湘桂线某梁场，其存梁台座基础均采用钻孔桩基处理。此种方案主要考虑施工中混凝土的供应能否满足要求。适合梁场规模大，场地条件较好的梁场；具有施工速度快，工序简单的优点，施工质量容易保证；存在的问题是施工中泥浆排放有一定难度，对后期场地的平整量大。
2)预应力管桩基础方案。预应力管桩方案主要适用于梁场地基软弱，大型机械设备、前期混凝土进场困难的梁场。桩基采用外径300 mm，壁厚65 m～70 m，混凝土强度等级为C60，桩基承载力标准值在600 kN～900 kN的PC管桩，桩基采用开口桩，施工时采取静力压桩，完成后在其上施作扩大基础作为箱梁支撑点。如哈齐客专某梁场，由于梁场地处东北松嫩平原的低洼湿地，经过方案比选，采用预应力管桩施工。此种施工方案首先考虑施工所处的区域是否生产预应力管桩，特种静压机械设备能否到位，质量是否能保证满足要求，主要适用于梁场地面淤泥多，地面软弱的情况，大型机械设备进场困难的情况；施工中存在容易出现局部管桩可能压不到位的情况，扩大基础的数量较大的情况。
3)复合地基基础方案。此种方案主要采用CFG桩、水泥粉喷桩等方法，其直径一般按50 cm考虑，间距采用1.0 m～1.5 m，采用42.5普通硅酸盐水泥，强度等级要求R28>1.2 MPa。施工时采用空压机配合粉喷桩机械，深度按设计计算确定。地基加固完成达到龄期及强度要求后，将桩头清理，在其上施工扩大基础作为箱梁的支撑点。此种施工方案在国内其他施工单位均有采用。此种施工方案工艺成熟，施工机具简单，适用在软弱地基处理。
4.2 设计检算
存梁台座基础不管采用何种方案，均需要根据地质资料对基础处理方案进行设计检算，确保基础处理完成后，满足使用要求。
1)设计规范。
主要采用如下规范：TB 10002.3—2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范、TB 10002.4—2005铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范、GB 50007—2002建筑地基基础设计规范、JGJ 79—2002，J220—2002建筑地基处理技术规范、JGJ 94—94建筑桩基技术规范及相应的行业规范。
2)荷载计算。
荷载主要考虑箱梁自重及承台的扩大基础等。目前国内32 m箱梁的自重740 t～900 t，由4个支撑点受力，计算中考虑为4个点平均受力。
3)结构受力计算。
结构计算可采用手工计算和软件计算，计算中需要针对不同的地质钻孔资料进行计算，以便确定基础处理的深度。主要考虑的参数为地层的层数，层厚度，各层的地基基本承载力、压缩模量、内摩擦角等各项物理及力学性能指标。对按摩擦桩设计的基础，尤其要注意其侧限摩擦阻力的选择；配置钢筋的混凝土基础，应按钢筋混凝土的设计进行计算，满足其受力要求，同时计算所需要的混凝土强度。计算中，需要对受力的力学模型选取正确，才能得出正确的结果。
4)沉降计算。
由于存梁台座为承受静力，沉降计算应根据GB 50007—2002建筑地基基础设计规范进行计算。对照各个存梁台座相应的地质资料，正确选取地层的各项参数，通过准确计算确定其沉降值，如沉降值超标，则应重新对基础处理方式进行调整，主要为基础处理范围、处理深度等，再次进行计算，直至满足沉降要求。对存在软弱下卧层的地方应特别注意。
实际施工中，根据国内施工经验，其实际沉降值一般比设计的小，因此设计中应注意不能太过于保守，使得经济上不合理。
5 存梁过程中的观测与处理
1)存梁观测。
存梁台座施工完成，箱梁开始存放后，应进行沉降观测。在存梁台座支撑点上设置观测标识，观测基础的沉降，及时处理分析观测数据，对比其不均匀沉降是否满足要求。
2)问题处理。
由于地质钻孔资料并不是逐点钻探，对地质条件变化的地方，肯定会存在差异，尤其是存在特殊地质的地方，如溶洞、软弱下卧层等，存梁台座的基础设计计算并不能完全反映实际情况，会出现沉降不均匀的情况。这种情况在多个梁场均发生过。如湘桂线某梁场，设计存梁台座为钻孔灌注桩，按端承桩受力进行设计，由于存在溶洞，且地质资料并不十分准确，存梁过程中出现了部分台座下沉的情况，单个支撑点最大下沉量达到了20 cm以上，不均匀沉降10 cm以上，给施工造成了很大的影响。
主要的处理方法为：a.重新施工台座基础，此种方法将原施工的基础废弃，工程量大，浪费大；b.接桩，如采用桩基础出现沉降的，可采用在原桩基顶部接长桩头的方法处理；c.扩大基础处理面积，主要指采用复合地基处理的方案，扩大处理范围及顶部混凝土基础的面积；d.地基加固处理，采用注浆加固的方式进行加固处理。
6 结语
客专大型存梁台座的基础处理是预制箱梁场中的一个重要环节，关系到箱梁在架设前的质量状况，因此需要针对不同梁场的情况、地质条件，进行合理有效地设计施工，才能满足客专箱梁存梁的质量要求。
The treatment method of beam-storing platformfoundation of passenger dedicated box beam precast field
Liu Wenbo
(FourthEngineeringLimitedCompany,ChinaRailway22thGroup,Tianjin301700,China)
Combining with construction situation of parts of box girder precast field, explored and analyzed the treatment method of beam-storing platform foundation, and summarized some experience in construction, in order to provide reference for beam-storing platform foundation construction of post passenger dedicated box beam.
passenger dedicated box beam, beam-storing platform, foundation, treatment method
2015-02-04
刘文博(1982- )，男，工程师
1009-6825(2015)11-0067-02
U213.1
A
