成都动车段地基处理设计

向航鹰 王利锋

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)

成都动车段地基处理设计

向航鹰 王利锋

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)

结合成都动车段检修生产区域的地质情况，提出了该区域的土质处理原则，采用了降低轨顶标高和“换填+灌注桩+CFG桩”加固地基方式，有效解决了地基的沉降问题，保障了高速铁路的正常运营。

动车段，地基沉降，CFG桩，灌注桩

1 概述

根据国内既有动车运用所生产情况，部分动车运用所库内地面出现不同程度的地基沉降，地面出现裂缝，如图1所示，轻者影响库内美观，重者地面渗水，钢轨扣件错位，不能进行正常生产作业。究其原因，主要是库内地基处理没有达到标准，导致后期沉降。

2 成都动车段检修生产区域基本情况

成都动车段建筑区域场地土类型相当复杂，存在大量生活垃圾、建渣等杂填土，根据现场地质资料，以及土石方工程等因素，优化设计，合理的处理地基沉降问题。

2.1 建筑物概况

成都动车段生产库房区建筑面积约130 000 m2，主要为单层建筑，建筑物最大高度为14 m。柱网规格：800 mm×400 mm，数量约871根，400 mm×400 mm，数量约270根。设备荷载最大为1 000 t，最深基础坑达6 m。

2.2 场地基本条件

根据国家地震局GB 18306—2001中国地震动参数区划图国

家标准第1号修改单及中国地震局地壳应力研究所《成都至绵阳、乐山城际铁路工程场地地震安全性评价报告》(2008年10月)，测区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.45 s。

2.3 场地土类型

成都动车段检修库房区的杂填土主要为建碴、生活垃圾。现场勘测开挖图片如图2～图4所示。

1)拆迁房屋产生的建碴见图2。

2)外来的建碴见图3。

3)已拆迁的房屋下的垃圾见图4。测区范围既有房屋地表以下2 m～4 m多为垃圾。垃圾主要成分为塑料、薄膜、有机物腐殖物、建筑垃圾等，成分复杂。

3 地基处理方案与设计

3.1 地基处理原则

根据现场的地质勘探资料，择址区的土质处理原则如下：

1)处理措施要满足近远期工程使用要求，措施重点考虑的是适度的沉降控制，沉降控制在不影响场地和设备正常使用范围内。

2)根据场地区域地层特点和垃圾厚度要求，采取合理可靠的措施。

3)处理措施应满足工程建设工期要求，考虑周边环境对噪声、粉尘和振动等污染的特殊要求，尽可能选择施工对周边环境影响小，投资适当且能顺利施工的工程措施[1]。

3.2 地基处理方案

杂填土是人类活动所形成的无规则堆积物，其成分复杂、成层有厚有薄、性质也不相同，且无规律性。在大多数情况下，杂填土是比较疏松和不均匀的，在同一场地的不同位置，地基承载力和压缩性也有较大的差异。地基一般需要人工处理才能作为结构物地基。目前地基处理方案主要有：振密挤密法、置换及拌入法、注浆法、碴土桩法。

考虑到检修库内存在大量的大型设备，动车组入库检修对地面承载要求较高，不适合采用振密挤密法。从工程投资及风险的角度不宜采用置换及拌入法和注浆法。

碴土桩是一种比较节能环保的处理措施，北京动车段就是采用碴土桩措施，由于北京动车段的杂填土厚度大约为0.5 m～29 m[2]，地下水位深，为碴土桩的使用创造了条件。成都动车段杂填土厚度不超过5 m，大部分场坪下垃圾深度约为3 m，根据调查垃圾层形成时间约为两年，且生活垃圾层位于地下水位标高以上。在渣土挤压桩施工过程中需进行降水，成桩后的载荷试验及补救措施均需要较长时间，对工期影响较大；生活垃圾层形成时间较短，压实不充分，且位于地下水位以上，其密实度不稳定，碴土挤压桩施工完成较长时间后也可能会出现因沉降不均匀导致地面开裂；厂房范围内大量的柱基础和设备基础也需要将其周围一定范围内的垃圾挖除，基础底部需采用砂夹卵石土进行换填和基坑回填。生活垃圾会产生沼气，需采用封闭层将其与地面和房建结构构件完全隔离。

综合以上因素，库外采用移除建碴，库内采用换填房屋下方垃圾，大型设备位置采用灌注桩，小型设备位置及地面采用CFG桩方案加固地基。

3.3 优化设计

3.3.1 降低轨顶高程，移除杂填土

根据现场情况，建设区地质挖方大于填方。为减少杂填土的清理工程量，降低工程投资，统筹考虑成都动车运用所的场坪标高，将原初步设计轨顶高程504.8 m降为504.5 m。降低场坪标高的合理性基于以下原因：

1)504.5 m可以保证填挖平衡。

根据现场勘察，土方挖填如下：a.杂色、松散的生活垃圾必须挖除换填。b.部分建碴属Ⅰ级松土，不宜作填料；部分建筑垃圾可以使用，使用率比例为50%。c.既有大量厂房、房屋基础普遍采用建筑垃圾填筑，局部夹生活垃圾，成分较复杂，土质不均，房屋墙体基础地下埋深约0.6 m～1.1 m。既有房屋区域挖除换填0.6 m。调整轨顶高程后，土石方也能保持“挖填平衡”，土石方数量对比见表1。

表1 土石方数量对照表 m2

2)504.5 m可以满足水文的要求。

受段内改移下涧槽影响，下涧槽改移盖板涵起点泄水面标高为499.18,根据铁路盖板涵通用图孔径6.0 m盖板涵最低边墙高度为3.5 m，盖板厚度为0.7 m，根据规范要求，轨底至板底填土不宜小于1.2 m，故反推轨面标高应为：499.18+3.5+0.7+1.2+0.176=504.8。根据行洪论证计算初步结果，本涵边墙降低0.3 m满足下涧槽排洪要求，故轨面高程可降为504.5。本着段内统一调配原则，为填挖平衡，受段内改移下涧槽影响，因此降低轨顶高程至504.5。

3)合理设计，适应动车所的场坪标高。

成都动车段检修生产区域位于成都动车所存车Ⅰ场北侧，动车所存车Ⅰ场轨顶标高504.8，动车段降低标高后，在存车Ⅰ场最北侧的存车线(DC-1)北侧设横向沟，阻断向动车段检修生产区排水问题，从而避免了检修生产区降低标高带来的弊端。

3.3.2 库内采用灌注桩和CFG桩加固措施

检修库房内设有大量的检修设备，荷载要求较大，国内没有具体明确规定关于动车组设施地基沉降要求，一般按照TB 10621—2014,J1942—2014高速铁路设计规范第6.4.2条“无砟轨道路基工后沉降应符合扣件调整能力和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降不宜超过15 mm。”来设计。

成都动车段检修库内在大型设备基础位置采用灌注桩加强地基处理，以满足设备荷载以及运行时活载需求，在小型设备以及地面部分采用CFG桩加固，桩长按照6 m设置，孔径为350 mm，满堂布置为每2.5 m间距设1根，以满足沉降要求。

4 结语

地基处理以及沉降是高速铁路关键技术之一，鉴于成都动车段的土质情况，采用降低轨顶标高和“换填+灌注桩+CFG桩”方法加固地基方式，有效的解决了地基沉降问题。

[1] 唐 仙.杂填土垃圾填埋场沉降控制研究[D].成都：西南交通大学，2008.

[2] 邓学光.渣土桩在北京铁路动车段地基加固处理中的应用[J].铁道标准设计，2008(9)：16-17.

[3] TB 10621—2014，J1942—2014，高速铁路设计规范[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

向航鹰(1971- )，男，高级工程师; 王利锋(1979- )，男，高级工程师

TU472

A