楊宏星

(寧杭鐵路有限責(zé)任公司，浙江杭州 310007)

1 概述

湖州南站是寧杭客運專線全線九個站中唯一的一個地級站,設(shè)正線2條,15 m寬基本站臺一座,到發(fā)線4條,對應(yīng)島式站臺2座。在湖州南站南側(cè)和北側(cè)分別預(yù)留商阜杭客運專線和湖蘇滬城際鐵路按方向別合場引入車站,其上下行場分別設(shè)于寧杭場的東西兩側(cè),均設(shè)有3條到發(fā)線(其中1條為正線,1條和寧杭場共用)。所有正線、到發(fā)線均按無砟軌道鋪設(shè)。站房建筑規(guī)模19 920 m2,地下一層、地上兩層夾一層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。候車大廳屋蓋為鋼網(wǎng)架、金屬屋面。無站臺柱雨棚30 800 m2,采用五柱四跨鋼結(jié)構(gòu)無站臺柱平面布置,中間柱設(shè)在正線與到發(fā)線之間。

2 路基處理形式

湖州車站地處于湖積平原區(qū),地勢低洼,水塘、河溝密布,為內(nèi)澇區(qū)。地層從上到下依次為軟塑粉質(zhì)黏土、淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、硬塑粉質(zhì)黏土等,下伏基巖為凝灰?guī)r,其中淤泥層厚度10～20 m。正線、站線路基均采用管樁加筏板處理,φ50管樁1 400 mm×2 400 mm布置,上設(shè)50 cm厚C30鋼筋混凝土筏板,筏板上鋪一層1.2 m厚A、B組滲水土,然后是級配碎石及無砟軌道,筏板頂部高程-4.3 m左右,距軌面最大高差不超過3 m。寧杭正線路基管樁及筏板已于2010年一季度施工完成。

3 無柱雨棚基礎(chǔ)

2010年6月底鐵道部對寧杭客運專線全線站房下達了鑒定修改設(shè)計批復(fù),明確了各站里程、規(guī)模、站型及建筑結(jié)構(gòu)形式,確定湖州南站雨棚采用五柱四跨無站臺柱設(shè)置。設(shè)計雨棚基礎(chǔ)樁基采用φ600鉆孔灌注樁,樁長25～30 m不等,要求樁端全斷面進入持力層不小于1.2 m,其中C、D軸采用三樁承臺,樁頂高程-6.4 m,承臺頂高程-5.2 m,三角形承臺邊長3 000 mm、高1 500 mm,位于寧杭正線與到發(fā)線之間。

4 存在問題

寧杭正線路基處理工程已在2010年3月完成,如按設(shè)計施工,必須先把鋼筋混凝土筏板破除,然后按照筏板下管樁分布情況,重新布置鉆孔樁位置。如按此方案施工,將破除站臺雨棚范圍內(nèi)已完成路基筏板的三分之一,預(yù)計施工時間不少于三個月,給設(shè)計、施工及工程進度帶來巨大影響。由于湖州南站場的特殊地質(zhì)情況(地下水位高、淤泥層厚等),筏板破除后在鉆孔灌注樁施工過程中極易發(fā)生筏板下水土流失，造成筏板底部鏤空現(xiàn)象,對路基整體穩(wěn)定、無砟軌道沉降產(chǎn)生不利影響,給以后的高速列車運營埋下巨大的安全隱患。

5 處理方式探討

為確保工程進度、質(zhì)量,公司多次召集線路設(shè)計院、房建設(shè)計院,路基施工單位、站房施工單位以及監(jiān)理單位的專家討論雨棚基礎(chǔ)與路基筏板處理方法。雨棚為多跨框架結(jié)構(gòu),跨度11.5 m和21.7 m,柱底反力不大,經(jīng)過多輪論證確定施工方案如下：

上部C、D軸雨棚基礎(chǔ)直接落在筏板上,為減少鋼柱對筏板的影響以及降低基礎(chǔ)高度,通過計算和比較將落在筏板上的鋼柱柱腳做成鉸接。新建基礎(chǔ)與原有路基筏板采用植筋連接并澆筑為一體。

落在筏板上的柱基礎(chǔ)按獨立基礎(chǔ)設(shè)計,基礎(chǔ)承臺尺寸盡量狹長以減少基礎(chǔ)侵入軌道部分的寬度,加長順軌道方向的長度,減小對正線基床結(jié)構(gòu)的影響,并保證基礎(chǔ)能落在2～3排管樁之上。基礎(chǔ)采用C35強度混凝土,新老混凝土結(jié)合面采用化學(xué)植筋法施工。

對原筏板面混凝土存在的缺陷清理至密實部位,并將表面鑿成鋸齒形溝槽,溝槽深度不小于15 mm,間距不大于100 mm,同時除去浮渣、塵土并清洗干凈,澆筑混凝土前用界面劑進行處理。

施工完畢后應(yīng)加強對混凝土的養(yǎng)護,養(yǎng)護期間要保持濕潤,冬季施工要注意保溫。

植筋前應(yīng)采用儀器或其他可靠方法探明筏板中的鋼筋位置,鉆孔應(yīng)采用專用工具,孔洞要清理干凈,再用丙酮擦拭孔道,并保持孔道干燥,不得用水鉆打孔。對于廢孔應(yīng)用化學(xué)錨固膠或高強度等級的樹脂水泥砂漿填實。

化學(xué)植筋置入錨孔后,在固化完成前,應(yīng)按照廠家提供的養(yǎng)生條件進行固化養(yǎng)生,固化期間禁止擾動。植筋的抗拔承載力現(xiàn)場檢驗采用隨機抽樣非破壞性檢驗,檢驗數(shù)量不少于3根,檢驗荷載為30 kN。

6 結(jié)構(gòu)計算及驗算

雨棚空間模型及坐標(biāo)如圖1所示。

圖1 雨棚空間模型及坐標(biāo)

雨棚反力計算簡圖如圖2所示。

圖2 計算簡圖(圓表示支座,數(shù)字為節(jié)點號)

本反力為上部結(jié)構(gòu)反力,反力作用點為筏板頂部。坐標(biāo)及反力方向見圖3。

注：坐標(biāo)系為沿軌道方向自南向北為X正方向,垂直軌道由東向西為Y正方向,垂直地面由下向上為Z正方向。

鋼結(jié)構(gòu)柱腳采用鉸接形式后,避免了對筏板不利彎矩的產(chǎn)生,筏板頂部僅三方向受力,而且有效的降低了承臺高度,確保立柱基礎(chǔ)不凸出路基表面并不影響路基排水。雨棚基礎(chǔ)設(shè)置對筏板結(jié)構(gòu)安全性影響：由于管樁已實施,基礎(chǔ)下管樁位置不易確定,評價安全影響時應(yīng)按最不利組合考慮。按目前基礎(chǔ)設(shè)計方案,基礎(chǔ)尺寸3.0 m×4.8 m對應(yīng)雨棚柱荷載400～830 kN，基礎(chǔ)尺寸2.5 m×4.0 m對應(yīng)雨棚柱荷載<400 kN。路基加固承載力檢算時管樁單樁承載力設(shè)計值按不小1 000 kN考慮,雨棚承臺及筏板下管樁承載力滿足要求。

7 雨棚基礎(chǔ)實施后相關(guān)路基處理

為保證基床剛度均勻性,雨棚基礎(chǔ)設(shè)置范圍正線路基基床表層采用摻5%水泥級配碎石填筑；基床底層上部1.0 m換填級配碎石,內(nèi)夾鋪三層雙向土工格柵,土工格柵抗拉強度不小于100 kN/m,延伸率<10%。由于填料差別,雨棚設(shè)置范圍兩端路基結(jié)構(gòu)按過渡段進行順接,坡率1∶5。

由于雨棚基礎(chǔ)實施時將造成已填好的路基開挖重填,實施過程中應(yīng)做好臨時排水、防護及支護措施,避免影響路基整體質(zhì)量。重填部分與原路基部分應(yīng)采用臺階搭接,并應(yīng)加強過程控制和質(zhì)量檢驗,保證路基壓實質(zhì)量和均勻性。

無柱雨棚基礎(chǔ)荷載將使樁筏基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的變形,應(yīng)在無柱雨棚主體工程施工完成、荷載及結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后,再進行軌道結(jié)構(gòu)的精調(diào)和鎖定。

由于商阜杭及湖蘇滬引入及站線有砟改無砟,其他正線及到發(fā)線路基處理也將采用樁筏結(jié)構(gòu)的處理措施,此范圍內(nèi)雨棚基礎(chǔ)仍采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),且在路基處理時同步實施,筏板與雨棚基礎(chǔ)之間設(shè)沉降縫,中間填塞瀝青麻筋。整體雨棚采用剛接與鉸接相結(jié)合形式,保證了雨棚的剛度和穩(wěn)定性。

8 結(jié)束語

湖州南無站臺柱雨棚基礎(chǔ)采用了與路基筏板相結(jié)合、雨棚柱剛接與鉸接相結(jié)合的方式,有效降低了承臺高度,不僅解決了本工程中的施工難點、保證了路基填筑質(zhì)量,大大加快了工程實施進度,并且在節(jié)約工程成本,美化工程形象上取得了一定的效果,值得在以后的工程中借鑒。

[1]GB50007—2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S]

[2]JGJ145—2004 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程[S]

[3]GB50010—2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]

[4]TGJ79—2002 建設(shè)地基處理技術(shù)規(guī)范[S]

[5]JGJ94—2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S]

[6]GB50017—2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]