談珠三角地區(qū)地鐵車輛基地內(nèi)管樁應(yīng)用

楊 海

(中鐵西安勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

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談珠三角地區(qū)地鐵車輛基地內(nèi)管樁應(yīng)用

楊 海

(中鐵西安勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710054)

論述了珠三角地區(qū)地鐵車輛基地內(nèi)主要建筑物及構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)類型，并分析了樁基的選擇原則，探討了地鐵車輛基地內(nèi)管樁設(shè)計的注意事項，有助于促進(jìn)管樁在該地區(qū)的推廣應(yīng)用。

地鐵車輛基地，樁基，管樁，錘擊法

1 概述

地鐵車輛基地是車輛停放、檢查、整備、修理的管理中心基地。車輛基地占地面積大，功能復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計過程中，根據(jù)場區(qū)內(nèi)各功能區(qū)對土建的要求，采取不同的地基基礎(chǔ)處理措施，以求達(dá)到功能要求的同時做到經(jīng)濟(jì)合理。目前珠三角地區(qū)已有很多投入使用和在建車輛段和停車場，根據(jù)該區(qū)域地質(zhì)特性，其中很多建筑物和構(gòu)筑物基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。

2 地鐵車輛基地內(nèi)主要建筑物及構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)分析

地鐵車輛基地內(nèi)主要建筑物及構(gòu)筑物為：綜合樓、檢修庫、運用庫、運轉(zhuǎn)樓、物資庫、牽引所、材料棚、洗車機(jī)棚、門衛(wèi)、整體道床、檢查坑、檢修平臺、高桿燈基礎(chǔ)、立體倉儲等。其中檢修庫、運用庫為廠房，結(jié)構(gòu)類型通常為排架結(jié)構(gòu)、屋面為網(wǎng)架，其自身結(jié)構(gòu)荷載較輕，廠房內(nèi)有大量的整體道床、檢查坑、檢修平臺、設(shè)備基礎(chǔ)，地鐵軌道對整體道床沉降要求通常小于20 mm，對檢修平臺和設(shè)備基礎(chǔ)的沉降要求更高；其他建筑物多為單層或多層框架結(jié)構(gòu)。

整體道床、檢查坑是沿軌道方向設(shè)置的鋼筋混凝土構(gòu)筑物，主要受力為地鐵車輛自重，由于整體道床、檢查坑路基處理的工后沉降往往大于50 mm，路基的不均勻沉降可使道床出現(xiàn)開裂、道床下沉等嚴(yán)重病害，甚至?xí)＜靶熊嚢踩?，珠三角地區(qū)地鐵車輛基地常采用樁基控制整體道床、檢查坑沉降。

地鐵車輛基地內(nèi)各房屋建筑為滿足工藝、設(shè)備要求多采用排架、框架結(jié)構(gòu)，房屋室內(nèi)地平與基地內(nèi)軌道面平，房屋柱底一般為軌道面下1.5 m，該標(biāo)高土層通常為路基填土，不能作為房屋基礎(chǔ)持力層，故房屋基礎(chǔ)采用樁基較為普遍。

3 樁基的選擇

樁型與成樁工藝應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層、地下水位、施工設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗、制樁材料供應(yīng)等條件選擇。

珠三角地區(qū)地貌單元主要表現(xiàn)為珠江三角洲海陸交互相沖積平原地貌形態(tài)。巖土分層主要為：人工填土層、淤泥層、砂層、沖積～洪積土層、殘積土、基巖全風(fēng)化帶、基巖強(qiáng)風(fēng)化帶、基巖中風(fēng)化帶、基巖微風(fēng)化帶，在該地區(qū)常見樁型有管樁、灌注樁等。管樁樁徑一般為300 mm～800 mm，可穿越土層一般黏性土及其填土、淤泥和淤泥質(zhì)土、黃土、砂層等，持力層為硬黏性土、密實沙土、軟質(zhì)巖、強(qiáng)風(fēng)化巖，設(shè)計樁長20 m情況下造價約3.21元/kN，管樁一般用于小型建筑物基礎(chǔ)；鉆孔灌注樁樁徑一般為800 mm～1 200 mm，可根據(jù)不同的土層選取適用的鉆孔灌注樁，設(shè)計樁長20 m情況下造價8.81元/kN，鉆孔灌注樁一般用于中大型建筑物。

珠三角地區(qū)車輛基地內(nèi)大量的整體道床、檢查坑、設(shè)備基礎(chǔ)需要采用樁基來控制沉降，通過前面的分析，采用管樁較為經(jīng)濟(jì)合理；房屋基礎(chǔ)可根據(jù)實際受力情況進(jìn)行樁基選擇。

4 設(shè)計中應(yīng)注意的事項

1)地質(zhì)地層組成。

由于管樁無法穿越巖層、填石層等，在設(shè)計前應(yīng)根據(jù)地勘報告做相應(yīng)的分析。

深圳地鐵某停車場位于深圳南山填海區(qū)，該區(qū)域地面以下2 m～20 m范圍內(nèi)為淤泥及人工填石層，停車場內(nèi)整體道床、檢查坑、檢修平臺、設(shè)備基礎(chǔ)區(qū)域在軟基處理的工后大于20 mm，不能滿足車輛及設(shè)備的使用要求，若按承載力及沉降考慮，混凝土管樁是比較經(jīng)濟(jì)的，但由于人工填石層分布不均勻且塊徑達(dá)到1.5 m，無法實施管樁，而采用鉆孔灌注樁進(jìn)行沉降控制。

深圳地鐵另一停車場位于寶安填海區(qū)，主要土層為素填土、雜填土、淤泥、砂層、風(fēng)化巖等，雜填土層平均層厚4.2 m，含少量石塊，該停車場內(nèi)所有建筑物及構(gòu)筑物均采用預(yù)應(yīng)力管樁作為基礎(chǔ)。

2)與前期軟基處理專業(yè)溝通地基處理方式。

珠三角地區(qū)車輛基地受百年防洪水位、地質(zhì)影響，往往選址區(qū)域的地面需要通過填土進(jìn)行抬高和站場地基處理。路基專業(yè)對場地處理設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮場地內(nèi)建筑物及構(gòu)筑物的基礎(chǔ)形式，若有條件采用管樁，則要求填方區(qū)域的設(shè)計能滿足后期管樁施工；有條件的情況下可根據(jù)結(jié)構(gòu)布置預(yù)留樁位，以免在后期主體結(jié)構(gòu)及設(shè)備基礎(chǔ)樁基施工時出現(xiàn)不能沉樁等問題。

廣州地鐵某車輛段位于廣州市番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)大洲村范圍內(nèi)，場地西面為陳村水道，石壁涌從西北至東南方向切過場地東部，擬建場地原狀主要為魚塘及塘梗，主要土層為人工填土層、海陸交互相沉積層、沖積～洪積土層、基巖全風(fēng)化帶等，按工藝要求，該車輛段地面需在原地面基礎(chǔ)上抬高4 m，且需將魚塘內(nèi)淤泥清除。路基專業(yè)與上部結(jié)構(gòu)專業(yè)溝通后，將地基處理方式定為換填+吹填砂。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合路基處理成果，本基地所有構(gòu)筑物、建筑物均采用管樁基礎(chǔ)，從后期運營情況，該基地內(nèi)所有建筑物及構(gòu)筑物沉降均滿足設(shè)計要求。

3)施工方法。

管樁施工通常為靜壓法和錘擊法。靜壓法施工在沉樁過程中，壓樁力可直觀、安全、準(zhǔn)確地讀出并自動記錄下來，因而對樁承載力控制及判斷精確度高，樁身質(zhì)量及沉樁長度可用直接手段進(jìn)行監(jiān)測，人為干擾因素少，難以弄虛作假；施工過程中無震動，無噪聲，很適合在市區(qū)及其他對噪聲有限制的地點施工；靜壓樁機(jī)占地面積較大，場地地基承載力不應(yīng)小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)的1.2倍；送樁長度一般不大于2 m。錘擊法施工錘擊過程中易出現(xiàn)爆樁、樁身傾斜等不利情況，但穿透土層能力較強(qiáng)；錘擊沉樁時震動劇烈，噪聲大，對周邊環(huán)境影響大；錘擊樁機(jī)占地面積小、機(jī)械自身重量小，對施工場地要求不高；送樁長度能達(dá)到8 m。

地鐵車輛基地管樁施工前已對場地進(jìn)行路基處理，其場地相對平整、地基承載力不小于120 kPa，地鐵車輛基地選址一般在市區(qū)周邊，故地鐵車輛基地管樁施工應(yīng)優(yōu)先采用錘擊法，但在部分場地受限等因素影響時可采用錘擊法施工。

5 結(jié)語

地鐵車輛基地為全線車輛檢修、維護(hù)、停車基地，各單體建筑、構(gòu)筑物的專業(yè)性較強(qiáng)，樁基功能約分為三類：建筑物基礎(chǔ)，設(shè)備基礎(chǔ)，整體道床、檢查坑基礎(chǔ)。管樁因單樁承載力高、對地層地質(zhì)條件適應(yīng)強(qiáng)、單樁承載力造價便宜、施工方便快速、工期短等優(yōu)點，能適用于車輛基地內(nèi)很多建筑物基礎(chǔ)，對整體道床、檢查坑沉降控制有明顯的效果，目前在珠三角地區(qū)已大量采用管樁作為建筑物基礎(chǔ)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)及技術(shù)效果，可在該地區(qū)推廣。

[1] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB 50157—2013，地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

[3] JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[4] 聶榮君.淺析預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)缺點[J].治淮,2003(7)：33.

[5] 鄧建軍.淺談預(yù)應(yīng)力管樁施工質(zhì)量控制[J].建筑安全,2009,24(7):34-36.

On application of pipe piles in subway vehicle basement of Pearl River Delta

Yang Hai

(ChinaRailwayXi’anSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,Xi’an710054,China)

The paper indicates the main buildings of the subway vehicle basement of Pearl River Delta and the structural types of the buildings, analyzes the selection principle for the pile foundation, and explores the precautions for the pipe pile design for the basement, so as to enhance the application of the pipe piles in the area.

subway vehicle basement, pile foundation, pipe pile, hammering method

1009-6825(2017)10-0095-02

2017-01-24

楊 海(1983- )，男，助理工程師

TU473.13

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