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来源：职称驿站所属分类：建筑施工论文 发布时间：2013-04-08浏览：24次
【摘 要】杭甬客运专线某箱梁预制场处于江浙繁华地段，制梁场选址困难，选定的场址因此而受到限制而必须布置在荷塘、淤泥质软弱地基地段，所以需要对地基进行处理，以满足箱梁对地基承载力的要求。经过综合比对分析并结合以往同类梁场的经验，按照技术先进、经济合理、使用安全的原则选用了三轴搅拌桩、预制方桩的处理方案。该方案处理方便，工期短，实用性及经济性均可作为同类梁场参考借鉴之用。
【关键词】预制梁场； 预制方桩； 搅拌桩； 地基处理
[ Abstract ] : After a comprehensive comparison analysis and combined with the previous similar beam field experiences, according to advanced technology, reasonable economy, safety in use of the principle of selection of the three shaft mixing piles, precast pile processing plan. The scheme of convenient processing, short construction period, practicability and economy can be used as reference for similar beam field.
[ Key words ] :precast beam field; prefabricated square pile; pile; foundation treatment
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：
1.项目概述
杭甬铁路客运专线，是国家高速铁路客运网和规划建设中的长三角高速铁路网的重要组成部分，作为沪深沿海高铁的一段，项目全长约149.8公里，西起杭州东站，向东经萧山、绍兴、上虞、余姚，通过萧甬铁路从庄桥引入改建的宁波站。该条客运专线设计时速350Km/h，采用二型板无砟轨道板为主的客运专线。杭甬客专桥梁占正线长度的86.62%，而预应力混凝土预制箱梁是主型结构,预制梁的质量来源于预制梁场的施工质量。因此梁场的基础设计及地基处理就必然成为了预制梁质量成败的关键。下面就杭甬客专某制梁场的地基处理技术进行简要阐述如下：
2.地质条件
根据地质勘察资料显示，场地位于长江阶冲海积平原区(Q4al+m)，表层土为耕土，扰动较大，部分区域为藕塘。场区上部为第四系全新统冲海积(Q4al+m)黏性土、粉土、淤泥质土和第四系上更新统冲积（Q3 al）砂类土。地层工程性质指标如下表所示。
表 地层工程性质指标分析表
时代成因地层代号土名状态基本承载力σ0 (kPa)层厚
Q4ml(1)1塘泥 0.3～0.5m
Q4ml(1)2耕植土 0.3～0.4m
Q4al+m（2）1粉质黏土软塑1001.1～2.4m
Q4al+m（2）2粉土稍密饱和1000.5～3.8m
Q4al+m（3）1淤泥质粉质黏土流塑6020.7～34.8m
Q4al+m（3）2-1粉土软塑1100.5～7.0m
Q3al+m（3）2粉质黏土软塑1100.5～10.3m
Q3al+m（3）3粉质黏土硬塑2000.5～11.0m
Q3al（4）1粉砂中密饱和1500.3～9.0m
Q3al（4）2中砂中密饱和2200.7～11.5m
Q3al（4）3粗砂中密饱和2802.9～5.0m
Q3al（4）4砾砂中密饱和350
Q3al（4）5细圆砾土中密饱和400
3.地基处理总体方案设计
根据该制梁场的使用要求，对制梁台座、存梁台座、900t轮胎提梁机通道等区域进行地基处理。
3.1 PHC管桩和钻孔桩方案因冲切力较大，底板钢筋布置较多、底板厚度将加厚，根据以往类似场地地质资料及成功经验，制梁台座区域采用三轴搅拌桩方案进行地基加固。
3.2由于存梁台座地基主要承受集中荷载，梁两端端部两点受力，存梁台座地基处理的目标是满足地基承载力要求，并减少总沉降量以控制可能出现的不均匀沉降。因此，可采用PHC管桩的桩基方案、钻孔灌注桩的桩基方案、预制方桩和三轴搅拌桩的地基加固方案。
3.3搬运机通道地基处理的目标是满足承载力要求，验算下卧层稳定，同时对于搬梁机转向换撑时的支撑点地坪应进行处理，以满足使用要求。初步确定采用三轴水泥搅拌桩+复合垫层法进行地基处理。
4 制梁台座地基处理方案
制梁台座地基加固的目的在于提高地基刚度，减少沉降和不均匀沉降。若采用桩基加固，因为张拉阶段为端部受力，并将存在一定横向力，故不可采用PHC管桩方案。若采用预制方桩等其他桩基方案，因必须在墙下布桩，桩数必定较多，经济性不可选。
根据在京沪高铁镇江梁场、丹阳梁场、石武客专安阳梁场、汤阴梁场的经验，参照类似地层条件的杭甬绍兴梁场的结果，采用三轴搅拌桩进行地基加固，加固效果好，施工进度快，成桩质量稳定；单幅加固面积大，因此底板抗冲切要求低、底板厚度比桩基方案要低的多；总体加固面积大，因此基础整体的不均匀沉降很小（据镇江梁场实测小于2mm，绍兴梁场总沉降量14mm，不均匀沉降量仅1-2mm）。因此制梁台座地基处理仍考虑采用三轴搅拌桩方案。
4.1基本信息
基础宽度： 5.100(m) 基础长度： 33.400(m)
竖向荷载： 11800.0(kN) 桩布置形式： 三角形
桩长： 30.000(m)
4.2 承载力验算
承载力验算：承载力计算公式：
单桩承载力特征值： 495(kN)
桩间土承载力折减系数： 0.800
垫层厚度： 300(mm)
基底平均压力pk： 69.27(kPa)
置换率m： 0.210
桩间土承载力fsk： 100.0(kPa)
复合地基承载力特征值fspk： 140.4(kPa)
5存梁台座基础方案
存梁台座主要考虑承受成品梁的荷载，因此承载力是控制关键，并控制沉降量和减少不均匀沉降。根据这一原则并根据以往梁场地基处理经验，在满足地基承载力、基础沉降的前提下，就施工难易程度和经济合理性方面对PHC管桩地基方案、预制方桩地基方案对比分析如下：
（1）PHC管桩在部分持力层较深区域，按照目前桩长，需送桩一定深度，因此存在一定接桩工作量，对施工进度和造价产生不利影响。且PHC桩存在较大量的截桩、接桩工作；需考虑制定合适的停锤标准；若地层变化较大，可能造成同一存梁孔两端基础桩入土深度不同、沉降量不同而造成不均匀沉降。
若全部采用PHC管桩方案，因部分场区持力层变化大，若采用原定直径和节长，由于桩接头较多，因此需采用较大直径桩，经济上并不合理。
（2）预制方桩方案对场区不同地质条件的适应度更高，且承受侧向力能力较强； 预制方桩和PHC管桩现场施工工艺一致，质量保证度高，进度快，造价合理，且工厂化预制短桩方便；因此在持力层埋深较深区域，双层存梁台座，采用预制方桩+短桩接桩方案。为满足施工便捷，存梁台座均统一采用预制方桩进行地基加固处理。
6轮胎式搬运机地基加固设计
6.1.1 设计荷载
搬运机自重约4850kN，载重8200kN，总荷载13050kN，设计荷载中考虑1.05的动载系数、1.05的偏载系数、1.20的风载系数。基础板面积按轮胎外包线计算（约172m2），要求地基承载力不小于100kPa；另考虑30cm厚的钢筋砼走道板及褥垫层自重，基底面设计荷载将大于107kPa；天然地基承载力难以满足。
6.1.2下卧层验算
修正的淤泥质土层承载力特征值公式：
下卧淤泥质土层按照地基承载力特征值60kPa，层顶埋深3.5m计算，
深度修正的下卧层承载力：=72.5kPa
下卧层层顶压应力： > 81kPa >
因此必须进行加固。
若采用桩基础，则由于单桩承载力较高，必须采用较厚的刚性面板，并进行抗冲切验算，经济上并不可取。因此采用单幅加固面积大、施工快、质量保证好的三轴搅拌法进行加固。
6.1.3在采用天然地基时，荷载下沉降量较大（初步估计达200-300mm），对移梁过程中设备安全造成很大隐患。
因轮胎接地面积小，接触压力较大（665kPa），必须采用刚性面层。因此，采用地基加固处理，以控制沉降、加固软弱土层；基础制作30cm厚钢筋混凝土面层。
6.1.4 具体加固深度的确定
按桩长15m计算，此时桩身强度控制的承载力和桩周土提供的承载力最接近（特征值均为480-490KN），因此最为经济。
6.1.5 经计算，加固后复合地基承载力125.4kPa，满足要求。
6.1.6 沉降量计算总沉降量为62mm。
7 结语
该箱梁预制场承揽任务592孔，现已完成全部生产任务。根据原地形特点及承载力特点分别采用双层存梁和单层存梁方案，制梁台座及搬梁机通道地基处理均采用以上方案。生产过程中分别对制梁台座、存梁台座及搬梁机通道进行了不均匀沉降观测，制梁台座最大不均匀沉降13mm；存梁台座最大不均匀沉降1~2mm；搬梁机通道累计最大沉降21mm，不均匀沉降3~5mm；均满足规范及使用要求。
参考文献：
[1]GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[S]
[2]JGJ 79-2002，建筑地基处理技术规范[S]
[3]GB 50010-2002，混凝土结构设计规范[S]
[4]JTJ 024-85，公路桥涵地基与基础设计规范[S]
[5] TB10012-2007，铁路工程地质勘察规范[S]
本文引自《建筑知识》 《建筑知识》是由中国建筑学会主办、中国建设部主管的建筑刊物，国内统一刊号：CN11-1243/TU，国际标准刊号：ISSN1002-8544）。中国知网全文收录。
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