客运专线预制梁场地基处理综述

孙修德

（中铁十七局集团三公司，河北 石家庄 050081）

1 概述

在客专建设规划选址中，一般选择在地质条件良好的场地上进行梁场建设，但也有时不得不在地质条件不好的地基上进行修建；同时，由于客专梁荷载大，标准高，对变形的要求高，因此，原来评价为良好的地基在某些情况（如制梁台座、存梁台座下地基）也必须进行地基处理。据我们对国内客运专线梁场的统计和分析，制梁工程出现的较大事故中地基问题常常是主要原因。客运专线梁场重要结构物较多，主要有制梁台座、存梁台座、门吊（40T～60T）轨道基础、轮轨式提梁机（900T）轨道基础等，该部分重要结构物直接关系制梁、存梁、提梁、运梁的质量和安全，对地基要求相当严格：一般其对地基的承载力特征值要求均在250kpa以上，对地基的沉降特别是不均匀沉降极为敏感，其沉降要求以mm级，如制梁台座承担900T客专箱梁、150T模板及附属设施、300T自重等的荷载，工况复杂，初张拉制梁台座两端受力相当集中，其对地基的不均匀沉降要求控制在2mm之内。以上的梁场结构物因为对地基变形有着特殊的要求，其地基和基础设计均按甲级进行设计。

2 梁场地基处理的意义和目的

各条客运专线梁场建场地区天然地层的情况差别很大的，即使在同一梁场，地质情况也有很大差别，地质的复杂性就决定了地基处理问题的复杂性，利用天然地基还是采用人工地基？采用人工地基时是采用何种处理方案？这是建场时（甚至提前于梁场规划选址阶段）首先需要解决的问题，地基处理是否恰当，不仅直接梁场建设速度、工程造价，甚至影响到制、存、提、运梁的安全和质量，地基处理往往成为梁场建设和制梁的关键，因此是首先必须解决的问题。

梁场地基处理的对象是场区内的软弱土和特殊土地基。软弱土地基主要指由淤泥、淤泥质土、充填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基；特殊土地基大部分带有区域性特点，主要包含软土、湿陷性黄土、膨胀土、红黏土和冻土、填土、山区地基等，其区域性特点各条客专上普遍体现，如郑西客专普遍存在的湿陷性黄土、武广客专的溶岩和溶洞等。梁场地基处理的目的是提高软弱土和特殊土地基的承载力，保证地基的稳定性；降低不良地基的压缩性，减少梁场结构物基础的沉降特别是不均匀沉降；消除特殊土地基的不良特性，如地基土的湿陷性、膨胀土的胀缩性、冻土的融陷性等。

3 梁场地基处理方法的分类及各种方法的适用范围

在梁场地基处理上，要结合地质、工期、经济等具体情况，根据客专梁场的独有特点来进行地基处理方法分类。我们在进行客专梁场地基处理发现，一种地基处理方法可能有两重或者多重的功效，一个地基处理工程却更可能采用两种或者多种地基处理方法进行复合处理。

需要说明一点，在梁场建设中桩基础是应用得较多的人工地基之一。考虑到桩基础已有较完整的理论，其设计方法，施工工艺、现场监测都较成熟，其质量也较容易保证，故本文不对桩基础作为一种地基处理方法总结和介绍。

普通地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等处理方法。但是，在客专梁场地基处理上，一般受到工期、质量、经济、环境等客观条件的限制，较少使用工期较长或费用较高的地基处理方式，如排水固结法、高压喷射注浆法等。在我们进行的数十个梁场地基处理中，常用的客运专线梁场处理方法如下：垫层法：适用范围为浅层疏松黏性土、松散砂性土、湿陷性黄土及杂填土，普遍使用于各条客专线；强夯法：适用范围为无黏性土、杂填土、非饱和黏性土以及温陷性黄土等，在石太客专、郑西客专应用较多；土桩和灰土桩：适用范围为湿陷性黄土、人工填土、非饱和黏性土，在石太客专和郑西客专应用较多；深层搅拌法：适用范围为黏性土、冲填士、粉细砂，砂砾石等各种地基均可适用，在甬台温客专和东南沿海客专应用较多；CFG桩：适用范围为粘性土、粉土、砂土和正常固结的素填土等梁场地基，在各线上均有普遍应用

石灰桩法：在适用范围为软弱黏性土，在在甬台温客专和东南沿海客专有应用。

4 梁场地基处理的步骤

我们在进行梁场地基处理按照如下步骤进行：

4.1 广泛和深度的调查研究，包括地质勘察、土工试验以及对拟采用的方案及过去使用经验的调查研究。具体根据场区地质条件、梁场结构物类型、使用要求、对周围环境影响、用料情况和施工条件、工期、造价和施工队伍素质等因素，初步选定几种可供考虑的地基处理方案。对初步选定的几种地基处理方案，分别从预期处理效果、材料来源和消耗、施工机具和进度、对周围环境影响和造价等各种因素，进行技术经济分析和对比，从中选择最佳的地基处理方案，更多是采用两种或多种地基处理的综合处理方案。另外，在选择地基处理方案时，是必须考虑加强上部结构（如制梁台座）的整体性和刚度，地基设计和基础设计是相辅相成。

4.2 在进行客专梁场地基处理设计中，充分的科学合理分析，包括上项工作的分析、方案比较、设计计算，充分运用计算机进行计算分析。在此阶段的计算只能利用事前的室内外（主要是室内的）试验成果，必要时做一定数量的现场原型试验

4.3 在梁场地基处理施工过程中和过程后进行现场的实体试验、检测、监测，其作用在各种文献中被反复强调。首先应把它看成是施工中必需工作，特别对于要求严格的梁场地基处理工程，以保证地基处理的正常进行，其次是通过观测收集数据，为下一阶段的工作提供可靠依据

4.4 反分析：通过反分析可获得必要的参数数值，用以验证设计，监测工程质量和安全，便于进行下一阶段的设计计算。根据实测资料的反分析而得出的参数值要比前一阶段的计算较为接近实际，必要时可据此修改设计。此外，通过反分析可使人们获得许多宝贵的经验。在梁场地基处理中进行反分析是必要也是必须的。

以上四个环节在梁场地基处理设计、施工过程中的各阶段，监测和反分析辗转进行。是解决客专梁场地基处理问题最合理方法。这也符合近年来在国际上岩土工程界提出的观察方法，即“边观察边分析”方法。

5 梁场地基处理施工

2006年～2007年我们先后在京津、石太、郑西、武广、甬台温等诸多客运专线梁场地基处理中推广使用信息化施工，并编制了信息化施工相关软件。信息化施工是在现场地基处理施工过程中进行一系列测试，将实测结果，交由设计人员和计算机进行信息处理，对地基改良效果作出定量评价，然后反馈回来修正原设计，而后再按新方案进行地基处理。如此进行，直至达到预定目标。从而可弥补由于设计阶段情况欠明，或设计人员将地基理想化，简单化后所带来与实际情况不符的缺点，保证整个场地均匀性。信息化施工使工程的安全性、经济性及高效率融为一体，也被称为RCC（Realtime Construction Control)，RCC在国际上代表最新的地基处理方法，RCC施工在客专梁场的推广应用将我国地基处理施工提高了较高的层次。

另外，客专梁场地基处理工程有其特殊性，同一种方法在不同地区应用其施工工艺也不尽相同，对每一个具体的工程又有特殊的要求，同时地基处理是隐蔽工程，难以直接检验其加固效果。这些就要求在地基处理施工过程中和施工完成后注意下述几点：梁场地基处理施工中，只让现场技术人员了解如何施工是不够的，还必须使他们很好地了解所采用的地基处理方法的原理、技术标准和质量要求，所进行的施工是否合乎工程上的要求，要经常进行施工质量和处理效果的检验，以保证施工质量。

6 结束语

在客运专线梁场的地基处理中，地基和基础的设计是相辅相成的，不能脱离基础单独进行地基设计，因此针对不同的地质条件，不同的结构物选定最合适的基础形式、尺寸和布置方案，选择最恰当的地基处理方法，不断推广和发展各种地基处理技术。这样才能不断的提高地基处理水平，地基处理水平的提高对加快梁场建设，保证制梁质量和安全、节约投资成本具有重大的意义。

[1]《地基处理手册》编写委员会.《地基处理手册》.1988.

[2]叶书麟.《地基处理工程实例应用手册》.1998

[3]王珊.《地基处理新技术及其工程实例实用手册》.2002.

[4]铁道第五勘察设计院.各套客运专线梁场设计图.2006～2007.