高铁桥梁建设工程基础沉降相关技术研究

赵 锐 佟胜伟

（吉林建筑大学， 吉林 长春 130118）

0 引言

高铁桥梁墩厚沉降技术的实现，其实是为降低高铁运行期间的安全，以及为提升乘客的乘坐舒适度，而出台的硬性规定。工程具体实施期间，假如桥梁墩位产生不均匀的沉降，被影响的则是墩台的位置，坡度的改变，导致墩台在产生沉降后出现折角，这个折角不仅会影响高铁运行的安全性，还会影响高铁运行的速度。正是由于此，在高铁的设计规范之中，就严格的规定墩台的沉降深度，即无砟轨道沉降深度为20 毫米，有砟轨道沉降深度为30 毫米，而墩台附近的差值最好控制在无砟5 毫米，有砟15 毫米。由上述规定来看，当前我国高铁沉降技术的控制相对严格，且沉降控制是高铁桥梁建设的关键部分之一，相关技术人员要十分重视这一技术。

1 工程概况

笔者以京沪高速铁路为例展开分析。京沪高速铁路全线长度为1328 千米，其中桥梁占总程的百分之八十六，大约是1100 千米。最开始京沪高速铁路的时速设定的是340 千米，隧道的长度则为15 千米。京沪高速铁路所采用的无砟轨道长度大约是1200 千米，而有砟轨道长度为50 千米。笔者全方面进行数据调查的为京沪高铁中的上海段，此段在最初设计中就为无砟轨道，时速可达340 千米。其中特大桥桥墩位于蕴藻洪，其中桥墩桩径为1 米，桩长分别为71 米、73 米以及73米。蕴藻洪桥墩的施工采用的钻孔灌注桩技术，但在架设箱梁时出现墩身的沉降现象，通过专业人员的勘察分析，得知属于稳定的沉降现象[1]。

2 沉降原因分析

蕴藻洪大桥还在建设中就已经产生了沉降问题，与国家规定的高铁沉降规范要求不相符合，基于此，在投入具体的使用之前，要根据沉降分析出适合的补救措施。如若不在建设中解决这一问题，那么在运营过程中大大降低桥梁整体的安全性，为高速铁路列车的运营带来极大的安全威胁[2]。针对这一问题相关的技术人员就蕴藻洪大桥不均与沉降现象进行调查，发现出现不均匀沉降的主要原因为以下几点：

第一，在具体施工之前，地质地基的考察工作不够完善，地质相关资料的收集不够准确。在施工之前为掌握完整正确的地质信息，那么在施工中所参考的因素会减少，贸然施工就会因为技术与地质不相符合而出现不均匀沉降。第二，钻孔施工的操作之中，钻孔的质量未达到规范中的要求，在后期施工中则会出现沉降现象。当然在地质出现异常现象时，为采取及时有效的措施，那么也会带来沉降的风险。第三，施工方案最初设计阶段，就需要常常对地质钻孔的记录进行修正，记录出现偏差的话，沉降则一定初夏。根据墩旁补贴数据记载，桩底标高技术任然未取得进步，依旧是建设在风化土质层之中，这一条件与设计的地质数据出现严重的偏差。

3 沉降处理技术的相关方案

蕴藻洪在建设过程中一定进行了详细的数据资料的记录，同时笔者在对数据对照分析中还了解沉降情况在稳定后的数值，这个数值大概在60.4 毫米。与桥梁建设标准中的数据相比较而言，两个数据之间存在差异，严格来说是不符合国家标准的。因此，在建设中要收集相关的试验结果，运用不同的形式对综合因素进行详细分析，并对针对沉降采取合理的处理措施。

第一，上补承台。原承台顺桥前后分别向外侧扩展2 米4，只要是在这个数值范围内都可实施补承台的操作。上述范围之内实施的补承台操作，需要在最初增加3 根桩柱，桩柱的直径为1 米，将桩柱与承台的连接要运用连接增补的模式，而增补中要确保直径间距在20 厘米[3]。承台上部顶端加高2 米之后，就可以与墩身的直径进行连接，如此一来便于墩身形成一个完整的承台。就新增加的高度而言，承台区中的倒角需要进行切除，在这种模式下能大量的消减混凝土的浪费量。

第二，下补承台。所谓的下补承台，其实就是在原承台的下端增加2 米的高度，促使原承台顺桥的前后数值都增加2 米4，同时在这个范围内时，前后的桩柱都需要增加3 根，并且直径为1 米，将植筋进行连接，从而实现补承台与原承台的结合。在这之中植筋的间距为20 厘米。顺桥承台的底端运用了6 根40a 的工字钢，只有这样才能推动新旧混凝土之间的融合，以此来建立结构更加稳定的桥墩。

4 数据分析

在这个技术分析之中，对沉降处理分析应用的是RailwayBridge EngineerV2.0软件进行的全方位计算。架梁施工过程中需要严格的要求桥墩沉降的最大峰值，以及桥梁建立后沉降的最稳定值。同时计算可以运用以下两种形式进行：

第一，现场数据的收集分析，桥梁运、架之后出现的沉降峰值，即沉降变化率降低，沉降趋于稳定。参考桩基的位置对承载力进行详细的分析，同时需要参考的还包括了荷载运输、架梁工况等，在原有的基础上附加力基础要上升百分之十，具体的信息如下表1 所示。

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根据表1 中的信息可以充分看出，渠道车最大值的情况下，桩是最长的，但是桩底都在风化土层之中，承载力相对较小，多以运、架桥工况的荷载运营是最小的[4]。

第二，在下表2 之中，可以明显的看出运营情况下桩柱增加至6 根，如此计算得出的结果相对而言比较保守，建筑8 根与6 根添加下会组建出桩柱群。而原本的8 根也会分担其中的力量。

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5 两个方案的优劣势深度分析

上述两种沉降分析来看，下补承台方案的优化关键在于新旧承台上的连接、整体的融合等等，同时在应用中具备连接完整、受力合理的优势。但是从另一方面来看，其在施工中与原承台植筋之间存在不方便的地方。上补承台在沉降处理中的优势是施工量小，且施工中对已经建成部分的影响较小，还能方便植筋工作的进行。上补承台的缺点则是新旧混凝土之间的融合不稳定。以此来看，在京行高铁上海路段高铁桥梁建设中，针对沉降现象，需要采用上补承台的模式，对其进行处理解决。

6 结束语

综上所述，桥梁沉降的研究其实就是为保证高铁运行的稳定性与安全性、舒适性，基于此在高铁桥梁初期就要严格的按照高铁桥梁的进行沉降。本文笔者在分析中选取了一个高铁路段，在此基础上分析沉降的原因，以及解决方案。通过这一系列的分析，笔者发现施工之中产生的基础沉降，可采用下补承台的方式解决，如若运营中出现基础沉降，那么就需要采用上补承台的方式。实施中上补承台对原施工的动扰小很多，并且能够切实的保证桥梁的安全性，但是有一点需要确保，那就是新旧混凝土结合植筋的质量，需要达到国家的相关要求。而在下补承台之中，实施方案需要进行受力机理的清理，承台的加厚工资槽钢，整体的效果更加好，但是缺点就是工程质量较大，植筋连接工作也不方便执行。