摘要:本文基于筆者親歷經(jīng)驗(yàn),就某站鐵路客運(yùn)專線正線路基地基處理三種方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,并介紹了不同標(biāo)準(zhǔn)要求、工期及投資要求情況下如何選擇鐵路客運(yùn)專線正線路基地基處理方案,相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。
關(guān)鍵詞:客運(yùn)專線; 地基處理 ; 沉降 ; 換填; CFG樁; 樁板結(jié)構(gòu)
Abstract: This paper based on experience in the author witnessed a station railway passenger line is line base handles three programs of technical and economic analysis, and describes the different standards, how to choose the duration and investment requirements for the case of railway passenger line is line base treatment programs, peers engaged in related work has important reference value and reference.
Keywords: passenger dedicated line; foundation treatment; settlement; replacement; CFG pile; pile board structure
中圖分類號(hào):U227文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):2095-2104(2012)05-0020-02
0、前言
較普速鐵路而言,客運(yùn)專線建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的新標(biāo)準(zhǔn),尤其對(duì)無砟軌道線下工程工后沉降提出了更為嚴(yán)格的要求。鐵建設(shè)[2006]158號(hào)《客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南》中提出路基工程預(yù)測(cè)工后沉降≤15mm;路基填筑完工或堆載預(yù)壓后不少于3個(gè)月實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作曲線回歸分析,曲線回歸分析相關(guān)系數(shù)≥0.92;沉降觀測(cè)的可靠性經(jīng)驗(yàn)證后,間隔不少于3個(gè)月的兩次預(yù)測(cè)最終沉降的差值≤8mm。因此,鐵路客運(yùn)專線路基工程地基一般均需要進(jìn)行加固處理,方能滿足無砟軌道鋪設(shè)條件。
1、概述
某鐵路客運(yùn)專線DK120+260~DK124+100段路基位于某站高速車場(chǎng)范圍,屬既有普速車站改建。地質(zhì)情況自上而下為2~6m工業(yè)垃圾填筑層,粉土,細(xì)砂,中砂,細(xì)砂,粉砂,粉質(zhì)粘土層。正線為無砟軌道,設(shè)計(jì)速度300Km/h,設(shè)計(jì)使用年限為100年。
設(shè)計(jì)初步考慮三種地基處理方案:
①、換填2.5mA、B組填料+重型碾壓+超載預(yù)壓(t≥6個(gè)月)。
②、淺埋式CFG樁+鋼筋砼筏板+超載預(yù)壓(t≥6個(gè)月)。
③、淺埋式鉆孔灌注樁樁板結(jié)構(gòu)。
2、技術(shù)分析
2.1、方案一:換填+重型碾壓+超載預(yù)壓
方案介紹:基底采用換填A(yù)、B組土,換填深度2.5m,基底沖擊碾壓處理。路堤基床底層填筑完成,基床表層填筑前進(jìn)行預(yù)壓處理,預(yù)壓期不小于6個(gè)月,待沉降觀測(cè)并經(jīng)評(píng)估工后沉降滿足要求后鋪軌。
工況分析:此方案主要為土石方作業(yè),施工機(jī)械化程度高,工序相對(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,但基底需要沖擊碾壓,A、B組土需要分層填筑,檢測(cè)頻率高,施工全過程在站場(chǎng)內(nèi)基槽里進(jìn)行,施工組織流水性差,施工進(jìn)度較慢,且完工后需要超載預(yù)壓,預(yù)計(jì)沉降收斂期長,工期長。
2.2、方案二:CFG樁+筏板+超載預(yù)壓
方案介紹:地基處理采用淺埋入式CFG樁(C20素砼)+鋼筋砼筏板結(jié)構(gòu),板邊緣厚0.4m,板間為2%的人字坡,標(biāo)準(zhǔn)板寬10.0m。樁徑0.4m,樁長11m,梅花形布置(如圖2-1所示)。樁與板間設(shè)置20cm碎石褥墊層,筏板施工完成后,進(jìn)行預(yù)壓處理,預(yù)壓期不小于6個(gè)月,待沉降觀測(cè)并經(jīng)評(píng)估工后沉降滿足要求后鋪軌。
工況分析:此方案CFG樁可將承受的荷載向較深的土層中傳遞并相應(yīng)減少了樁間土承擔(dān)的荷載,處理效果較方案一相對(duì)較好,且CFG樁采用素砼,不配筋,樁板連接采用碎石褥墊層,施工速度快;但造價(jià)較方案一高,且仍需進(jìn)行超載預(yù)壓,工期相對(duì)較長。
2.3、方案三:樁板結(jié)構(gòu)
方案介紹:地基處理采用淺埋入式樁板結(jié)構(gòu),樁頂板位于既有路基上部,板邊緣厚0.7m,板間為2%的人字坡,標(biāo)準(zhǔn)板寬10.0m。區(qū)間路基上一般采用2m+6m+6m+6m+2m三跨加兩個(gè)邊跨的結(jié)構(gòu),鉆孔樁直徑1.0m,橫向2排樁,間距5.0m,樁長16m(如圖2-2所示)。樁板結(jié)構(gòu)施工完成后,對(duì)其進(jìn)行沉降觀測(cè)和評(píng)估,觀測(cè)期按1~3個(gè)月考慮,直到工后沉降評(píng)估可滿足鋪設(shè)無砟軌道的要求為止。
工況分析:此方案措施強(qiáng),工藝成熟,便于施工組織及質(zhì)量控制,處理效果佳,且不需超載預(yù)壓,大大縮短了工期。但鋼筋、混凝土用量大,造價(jià)高。
3、經(jīng)濟(jì)分析
根據(jù)上述三種方案,筆者就投資、工期、施工成本等因素作了綜合分析,詳見下表:
表3-1 三種處理方案經(jīng)濟(jì)分析一覽表
序號(hào) |
處理方案 |
投資預(yù)算
(萬元/Km) |
預(yù)計(jì)工期
(月) |
施工成本
影響因素 |
其它因素 |
1 |
換填+重碾+預(yù)壓 |
1170 |
11 |
大量的取棄土及重型碾壓施工擾民和民擾嚴(yán)重,隱性成本難以預(yù)測(cè);預(yù)壓期存在人員設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)或就地待工成本費(fèi)用。 |
取、棄土量大,對(duì)環(huán)境影響較大;重型碾壓對(duì)周邊居民及鐵路工作人員影響較大;預(yù)計(jì)沉降收斂周期長。 |
2 |
CFG樁+筏板+預(yù)壓 |
1205 |
10 |
密布CFG樁樁間土清理無法采用大型機(jī)械,只能人工配合采用小型機(jī)械清理,成本費(fèi)用較大,而預(yù)算定額未作考慮;單樁砼量較小,砼損耗總量較大;預(yù)壓期存在人員設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)或就地待工成本費(fèi)用。 |
取、棄土量較大,對(duì)環(huán)境影響較大;預(yù)計(jì)沉降收斂周期相對(duì)較長。 |
3 |
樁板結(jié)構(gòu) |
1756 |
5 |
鉆孔樁工藝較為成熟,便于施工組織,施工成本相對(duì)穩(wěn)定。 |
加固措施較強(qiáng),預(yù)計(jì)沉降收斂周期短。 |
4、結(jié)語
根據(jù)上述分析不難得出,當(dāng)對(duì)工后沉降要求相對(duì)較低,施工工期長時(shí),宜選擇方案一,即換填優(yōu)質(zhì)土結(jié)合基底沖擊碾壓,完工后進(jìn)行超載預(yù)壓;當(dāng)對(duì)工后沉降要求高,工期緊時(shí),宜選擇方案三,即樁板結(jié)構(gòu);對(duì)工后沉降、工期、投資等要求介于兩者之間時(shí),宜選用方案二,即CFG樁+鋼筋砼筏板+超載預(yù)壓。
文中所指路基位于某站高速車場(chǎng)(既有普速車場(chǎng)拆后新建)范圍,正線為無砟軌道,工后沉降要求高;且由于站房設(shè)計(jì)的滯后,嚴(yán)重制約新建城際兼普速車場(chǎng)施工,新建普速車場(chǎng)開通后方能拆除既有普速車場(chǎng),再新建高速場(chǎng),根據(jù)全線總工期安排,該段路基不具備預(yù)壓條件。其地基處理方案最終選擇了樁板結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn):
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[2] 中華人民共和國鐵道部《客運(yùn)專線鐵路無砟軌道鋪設(shè)條件評(píng)估技術(shù)指南》(鐵建設(shè)[2006]158號(hào));
[3] 中華人民共和國鐵道部《鐵路工程預(yù)算定額》(第一冊(cè) 路基工程)(鐵建設(shè)[2010]223號(hào));
[4] 中華人民共和國鐵道部《鐵路工程預(yù)算定額》(第二冊(cè) 橋涵工程)(鐵建設(shè)[2010]223號(hào))。