1 工程概況

由中鐵十二局承建施工的廣州客運專線基礎設施維修基地為全國四大綜合維修基地之一,占地約800畝。大型機械檢修庫作為該維修基地內主要標志性建筑物,建筑面積22 851 m2,主庫一層、門架式鋼結構主體,該檢修庫主要承擔鐵路大型養護機械的檢修功能,庫內共設8條檢修地溝,可同時供32臺養護機械的存放和檢修。

單條檢修地溝長度均為146 m,設計有結構伸縮縫8道,地溝凈深1. 614 m、溝寬1. 1 m。檢修地溝采用鋼筋混凝土結構,地基采用水泥攪拌樁加固處理。檢修地溝承軌梁頂面預埋鋼制預埋件,預埋件由承軌槽(由承軌板和擋肩板焊接組合而成)和錨固螺栓焊接而成。該預埋件與尼龍底座、軌距擋板、彈條等連接配件組合,用以鎖扣鋼軌。

2 工程特點及重難點

1)檢修地溝地基采用水泥攪拌樁加固,工后沉降控制難; 2)軌道預埋件埋設數量較大,預埋件縱向間距0. 5 m,一條軌道下需預埋290多個; 3)預埋件定位精度要求高,該檢修地溝施工除了要滿足現行房屋建筑工程《混凝土結構工程施工質量驗收規范》及相關標準外,預埋件埋設質量還必須同時滿足《鐵路軌道工程施工質量驗收標準》中軌道有關軌向、軌距、水平等精度要求。

3 施工工藝及流程

土方開挖→清理水泥攪拌樁樁間土、夯實樁間土→回填砂墊層→墊層混凝土施工→基礎底板施工→預埋螺栓根部以下側壁施工→拆模回填砂夾碎石墊層→自由沉降→安裝預埋件→剩余側壁施工。

4 主要的質量控制要點

4.1 基坑土方開挖與回填

1)基底標高:基坑應按照設計標高開挖,預留30 cm厚土層人工挖出清理,并按設計鑿除樁頭。嚴禁隨意超挖,超挖部分必須采用砂加碎石夯填密實。2)施工順序:應嚴格按施工方案規定的施工順序,分段進行土方開挖施工,應注意宜先從低處開挖,分層、分段依次進行,形成一定坡度,以利排水。3)采用機械開挖時,應使鏟斗尖部與樁體垂直,輕用力,防止攪拌樁在標高以下處折斷。4)樁間土清理完成后,需用小型打夯機對土層表面夯實。5)基坑回填應使用設計規定的砂加碎石,并按規范分層夯實,嚴禁采用灌水法,避免使地基受水浸泡。

4.2 回填砂及混凝土墊層

1)回填砂及混凝土墊層施工,應配合土方開挖進度,及時回填封閉,防止基底受到暴曬或雨水浸泡。2)砂墊層回填前應清除基底的垃圾等雜物,抽除坑穴積水、淤泥,驗收基底標高。如出現虛土,應在基底壓實后再進行。3)砂墊層攤鋪好后,在表面少量灑水,用打夯機夯實。4)混凝土墊層澆筑時,應采用振搗棒或平板振動器振搗到位,不得人工插搗。墊層表面應收抹平整,標高達標,為后續底板及側壁標高奠定基礎。

4.3 基礎結構施工

1)鋼筋原材:鋼筋的表面必須清潔,銹蝕嚴重的鋼筋不得使用。2)鋼筋頂標高:側壁鋼筋頂標高應按軌道頂標高推算得出,下料及綁扎時必須保證該標高,標高過低則導致承軌板下素混凝土太厚。3)兩側壁鋼筋相對位置:應在側壁鋼筋頂部設置防止鋼筋籠側向傾斜的拉結鋼筋或鋼管。4)模板安裝:要在基礎底墊層上彈出基礎邊線。把截好尺寸的木板加釘木擋拼成側板,再將4塊側板組拼成方框,并校正尺寸及角部方正。安裝時,在模板周圍用平撐與斜撐支撐頂牢,并加釘釘牢;然后用鋼管加固。5)模板拆除:混凝土強度能保證混凝土表面及棱角不受損壞時拆除側模。6)混凝土澆筑、振搗:混凝土澆筑分三個階段施工。先施工底板,當底板混凝土強度達到設計強度的50%后,再施工預埋螺栓以下側壁的混凝土。自由沉降穩定后,施工剩余側壁混凝土。當預埋件安裝完成進行側壁最后一步混凝土澆筑時,不應使用混凝土輸送泵直接將混凝土澆筑入模,應采用溜槽等工具作緩沖,避免擾動預埋件位置。7)側壁頂部混凝土表面收抹:側壁頂面平整度、標高等直接影響軌道鋪設的質量,所以該混凝土表面處理應按照軌道鋪設要求的指標進行質量控制,平整度用10 m弦測量,應不大于5 mm。8)混凝土養護:根據氣溫情況,在混凝土澆筑后3 h~12 h內澆水覆蓋養護7 d以上,采用塑料薄膜覆蓋。

4.4 預埋件安裝

1)定位基點測量:沿側壁縱向每隔10 m設置鋼板與側壁鋼筋焊接牢固,再在每塊鋼板上測放出預埋件承軌槽的中心點,作為施工定位基點。施工人員通過任意相鄰兩個定位基點拉直線作為基線,來確定預埋件的中心線。2)預埋件定位:首先在每塊承軌板上利用兩個螺栓之間的連線和連線的中點,刻畫出兩個螺栓的對稱中線,然后可由多個班組在任意兩個基點之間“填空”布設,每塊承軌板上的對稱中線與基線重合即定位成功。3)同一條檢修地溝兩個側壁預埋件中心線之間的距離應與股道軌距相適應。4)預埋件校正及固定。用螺母將螺栓和承軌板緊固,承軌板定位、調平、螺栓調整垂直后,將已澆筑側壁預留的插筋與螺栓根部焊接,然后用附加固定鋼筋將螺栓上部固定牢固。5)澆筑混凝土過程中,應保護預埋件不受擾動,測量人員跟班監測預埋件位置,發現預埋件偏移超標,及時通知班組進行重新調整。混凝土澆筑完畢后,及時拆除緊固螺母及承軌板,土建班組跟進對混凝土表面進行找平收光處理。

4.5 主要采取的技術優化方案及取得的效果

在施工前,項目部結合現場實際情況,針對地基沉降、預埋件安裝、基礎結構施工等方方面面均進行了充分的研究討論,優化改進了一些技術方案,并在施工中加以貫徹落實。具體情況如下:

1)對攪拌樁地基的沉降問題:項目部在基礎施工前就積極會同參建各方進行了地基攪拌樁加密的設計變更,攪拌樁間距由原設計的1.2 m×1.2 m正方形布置,變更為1.2 m×0.6 m梅花形布置,對原設計方案進行了加強,減小了工后沉降,確保了使用功能。

2)對檢修地溝沉降縫的設置:項目部充分根據現場實際地質變化,及時報請設計院同意,在不同地質土層的分界處增加設置了沉降縫,有效地防止了基礎的不均勻沉降。

3)預埋件擋肩板改造:參照線路軌枕承軌槽樣式和尺寸,將原設計預埋件的直擋肩改為斜擋肩,既充分利用了現場現有的軌道扣件,同時又為運營單位日后維修更換提供了極大的便利。

4)地溝側壁混凝土分兩次澆筑:因本工程工期緊,攪拌樁加固地基后沉降時間較短,同時由于側壁高度較高,如混凝土澆筑一次到位,預埋件擾動較大易發生偏位,所以項目部采取了地溝側壁分兩次澆筑的技術方案,第一步澆筑面略低于螺栓根端后,暫停施工一個月轉入其他地溝施工,期滿后再進行第二步預埋螺栓及剩余混凝土澆筑。既保證了預埋質量,又增加了地溝施工中沉降時間。

5)預埋件中承軌槽與螺栓分離:即在預埋前,螺栓和承軌槽(留螺栓孔)先不焊接組合,預埋施工中只需對螺栓或埋件中心進行精確定位,混凝土表面收抹好即可保證水平度,鋪設軌道前,再將承軌槽直接在平整的混凝土面上就位焊接。以往做法螺栓與平板先連接后預埋,過程中定位、水平需兼顧,且混凝土澆筑時容易造成鋼板下空鼓,投入既大且效果不好。

通過采取以上一系列優化措施,本基礎及預埋施工質量較好,為后續軌道安裝、精細調整奠定了堅實的基礎。由于地基采用水泥攪拌樁加固,雖未出現不均勻沉降,但整體沉降量仍相對較大、沉降穩定期較長,不利于及時投入使用,今后設計施工中應采用管樁、灌注樁等基礎來克服這個問題。

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