羅紅中LUO Hong-zhong

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司，石家莊 050081）

0 引言

高速鐵路項(xiàng)目預(yù)制梁廠主要場建工程包括：制梁區(qū)、存梁區(qū)、場內(nèi)道路（移梁通道、材料運(yùn)輸?shù)缆罚?、生產(chǎn)和生活房屋（包括施工駐地、辦公房屋、試驗(yàn)室、料庫等）、生產(chǎn)生活用水用電、混凝土拌和站、鋼筋加工場及其它施工設(shè)施[1]。預(yù)制箱梁廠選址、規(guī)劃、施工在整個(gè)項(xiàng)目施工中起到?jīng)Q定性的作用，應(yīng)充分結(jié)合整體施工組織設(shè)計(jì)，年度生產(chǎn)任務(wù)，統(tǒng)籌考慮預(yù)制箱梁廠建設(shè)，其施工進(jìn)度及生產(chǎn)效率應(yīng)與整體施工組織相匹配。預(yù)制箱梁廠作為大臨施工中控制性工程，彩鋼房數(shù)量、地基處理方案、地面硬化厚度三項(xiàng)為預(yù)制箱梁廠成本控制主控項(xiàng)，其規(guī)劃及建設(shè)規(guī)模直接影響大臨工程成本[2]。

預(yù)制箱梁廠選址是規(guī)劃的重點(diǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)指定位置，實(shí)地勘察，應(yīng)考慮地形地貌、交通條件、橋梁先架段、箱梁上橋方式等因素。當(dāng)用地條件受限，現(xiàn)場地勢(shì)起伏較大或存在軟弱地基等情況下，要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合測算，測算其建設(shè)成本及建設(shè)周期對(duì)線下工程的影響是否合理，經(jīng)過論證后選定梁廠位置。

高速鐵路工程中，由于預(yù)制梁廠占地面面積較大常規(guī)以150-180畝用地為標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)標(biāo)段500-800片預(yù)制任務(wù)不等。應(yīng)合理的選擇箱梁廠的位置，制定其生產(chǎn)規(guī)模。本文以XX項(xiàng)目遼寧段TJ-2標(biāo)預(yù)制梁廠建設(shè)為例，由于用地條件等因素限制，預(yù)制梁廠建設(shè)位置為高填方陡坡地段，預(yù)制梁廠建設(shè)具有難度大，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，生產(chǎn)任務(wù)重等特點(diǎn)。尤其是高填方地基處理成為預(yù)制梁廠建設(shè)的難點(diǎn)，如何合理的選擇填方地段地基處理方案，成為預(yù)制梁廠建設(shè)制約性因素。通過預(yù)制梁廠建設(shè)，總結(jié)其選址、規(guī)劃、臺(tái)座設(shè)計(jì)、不均勻沉降控制施工經(jīng)驗(yàn)，為后期類似梁廠建設(shè)提供參考。

1 工程概況

新建XX高鐵SBLN-TJ-2標(biāo)段位于遼寧省撫順市，沿線經(jīng)過沈陽市、沈撫新區(qū)、撫順市，設(shè)置梁廠一座，平均運(yùn)距16km，梁廠占地175畝。梁廠供應(yīng)箱梁569孔，其中32m雙線箱梁523孔、24m雙線箱梁40孔；非標(biāo)箱梁6孔。梁廠設(shè)制梁臺(tái)座10個(gè)，存梁臺(tái)座70個(gè)，靜載試驗(yàn)臺(tái)1個(gè)，發(fā)梁臺(tái)座3個(gè)，鋼筋綁扎臺(tái)座8個(gè)。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力65孔/月，最大存梁能力140孔。

2 高填方陡坡地段預(yù)制梁廠方案規(guī)劃與比選

2.1 方案一：線路兩側(cè)設(shè)置梁廠方案

本梁廠才用橫列式布置，線路兩側(cè)均場地均可應(yīng)用，為進(jìn)一步降低大臨工程成本，根據(jù)現(xiàn)場填挖工程量、線路標(biāo)高、箱梁上橋方式確定地面標(biāo)高，距離線路2公里范圍內(nèi)有可利用的路基棄方，因此可適當(dāng)擴(kuò)大填方，減少挖方工程量。本梁廠初步擬采用雙側(cè)布置方案，充分利用挖方區(qū)域，橋下利用運(yùn)梁通道，優(yōu)點(diǎn)是可充分利用挖方區(qū)域，地基承載力高，地基處理成本低，梁廠施工速度快；缺點(diǎn)由于跨線路，箱梁存梁區(qū)域與制區(qū)域跨線路，運(yùn)梁繁雜，受線路高度制約，導(dǎo)致運(yùn)梁成本增加，材料進(jìn)場及運(yùn)輸難度較大，見圖1。

2.2 方案二：線路一側(cè)設(shè)置梁廠方案

預(yù)制梁廠采用線路一側(cè)設(shè)置，由于位于陡坡地段，現(xiàn)場最大高差14m，橫列式布置，導(dǎo)致存梁區(qū)與制梁區(qū)一部分位于填方區(qū)域，填方高度3-14m。為充分利用挖方區(qū)域，線路右側(cè)統(tǒng)一設(shè)置梁廠，左側(cè)設(shè)置線下拌和站及生活區(qū)。優(yōu)點(diǎn)梁廠整體布局緊湊，充分利用征地面積，材料進(jìn)出場順暢，便于統(tǒng)一管理。缺點(diǎn)在于位于填方區(qū)域壓實(shí)度要求高，地基處理成本高，填方量大預(yù)制梁廠范圍挖填不平衡需借土填筑。

圖1兩側(cè)設(shè)置預(yù)制梁廠方案

圖3存梁臺(tái)座設(shè)計(jì)圖

2.3 方案三：線下與梁廠雙側(cè)設(shè)置方案

根據(jù)整體施工組織調(diào)整情況，制、存梁臺(tái)座設(shè)置進(jìn)一步優(yōu)化，原有數(shù)量減少，則在充分利用填方區(qū)域的基礎(chǔ)上，高填方區(qū)域建設(shè)人員生活區(qū)，降低填方段地基處理成本，充分利用線路兩側(cè)便道，節(jié)省征地費(fèi)用。優(yōu)點(diǎn)在于梁廠布局緊湊，整體標(biāo)準(zhǔn)化滿足要求，根據(jù)不同的功能分區(qū)充分利用建設(shè)用地，結(jié)合線路調(diào)整結(jié)果，滿足提梁上橋要求；考慮梁廠建設(shè)經(jīng)濟(jì)型、適用性、可操作性，由于梁廠建設(shè)涉及整體線下工程施工組織安排，梁廠施工前進(jìn)行專項(xiàng)的高填方區(qū)域方案編制論證，見圖2。

圖2線下與梁廠雙側(cè)設(shè)置方案圖

通過對(duì)三種方案進(jìn)行比選，最終選定為方案三為最終設(shè)置方案，為充分利用清單中梁廠大臨用地面積，線下拌和站及生活區(qū)與梁廠集中設(shè)置，充分利用進(jìn)場便道，結(jié)合變更后線路標(biāo)高，提高原有梁廠場內(nèi)標(biāo)高，減少填方數(shù)量，加強(qiáng)過程中控制，保證填方區(qū)路基壓實(shí)度，順利完成梁廠建設(shè)。

3 制梁臺(tái)座及存梁臺(tái)座規(guī)劃及設(shè)計(jì)

3.1 制梁臺(tái)座規(guī)劃與設(shè)計(jì)

根據(jù)總體施工組織安排，制梁廠合理設(shè)置臺(tái)座數(shù)量，預(yù)留增設(shè)臺(tái)座場地。根據(jù)制梁進(jìn)度合理增減制梁臺(tái)座。根據(jù)整體制梁生產(chǎn)任務(wù)初步計(jì)算梁廠臺(tái)座數(shù)量，總體生產(chǎn)569孔箱梁，初步規(guī)劃設(shè)置10個(gè)制梁臺(tái)座，每孔箱梁占用臺(tái)座120小時(shí)（5天），則：每月可預(yù)制箱梁數(shù)量10×（30/5）=60孔。每月有效施工天數(shù)按25天計(jì)算，則：每月可預(yù)制箱梁數(shù)量60×（25/30）=50孔。正常日生產(chǎn)能力為50/30=1.67孔/天，箱梁預(yù)制工期為569/1.67=341天，設(shè)置10個(gè)臺(tái)座滿足總體生產(chǎn)要求，由于存在非標(biāo)準(zhǔn)梁，其中設(shè)置非標(biāo)梁臺(tái)座1個(gè)，考慮單獨(dú)存放非標(biāo)梁。

由于部分制梁臺(tái)座位于高填方區(qū)，制梁臺(tái)座基礎(chǔ)需要進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算填、挖區(qū)域地基承載力不低于140kPa，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.97。制梁臺(tái)座采用整體基礎(chǔ)，制梁臺(tái)座上要對(duì)梁體進(jìn)行初張拉，初張拉后箱梁中部拱起，重量全部由兩端支撐，因此，端部基礎(chǔ)底面積較大（8.5×10m2），見圖3。

工況1：考慮全梁重（32m梁重715t）和基礎(chǔ)自重：

工況2：張拉預(yù)應(yīng)力筋后的地基反力計(jì)算；

梁自重由制梁臺(tái)座兩端承受，中部拱起；

考慮全梁重（32m梁重715t）和基礎(chǔ)自重，基礎(chǔ)尺寸B=8.5，L=10m，壓力為一半梁重（3575kN），臺(tái)座自重（1063kN）及模板總重量（1000kN），端部模板按300kN考慮，故：梁底應(yīng)力=（3575+1063+1000+300）+（8.5×10）=70kPa＜140kPa。

3.2 存梁臺(tái)座規(guī)劃與設(shè)計(jì)

存梁臺(tái)座共2種：擴(kuò)大基礎(chǔ)、承臺(tái)+樁基礎(chǔ)。挖方地段且持力層為第20-42層的混合花崗巖（強(qiáng)風(fēng)化）采用擴(kuò)大基礎(chǔ)；填方區(qū)的存梁臺(tái)座采用承臺(tái)+樁基礎(chǔ)。根據(jù)規(guī)范要求，箱梁初張拉后梁體混凝土強(qiáng)度和彈模達(dá)到100%且齡期不小于10天后方可終張拉、壓漿、封端，壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可架梁。

箱梁存放時(shí)間按40天計(jì)算，則梁廠存梁臺(tái)座最少設(shè)置數(shù)量為：1.67孔/天×40天=66.8孔，梁廠設(shè)置32m雙線存梁臺(tái)座61個(gè)，24m存梁臺(tái)座20個(gè)，總體規(guī)劃設(shè)置存梁臺(tái)座80個(gè)，其中共用臺(tái)座10個(gè)。非標(biāo)箱梁單獨(dú)設(shè)置存放臺(tái)座。

填方地段存梁臺(tái)座采用樁基+承臺(tái)。按雙層存梁考慮，落梁時(shí)的動(dòng)力系數(shù)按1.1考慮，存梁臺(tái)座如圖3。存梁臺(tái)座單樁荷載計(jì)算：

地基應(yīng)力計(jì)算，考慮存2根梁的重量及基礎(chǔ)自重，其中考慮起吊梁時(shí)的動(dòng)力系數(shù)1.05，32m存梁臺(tái)座的單樁承受豎向荷載：

F=（7150*1.05+2*6.3*1*25）/2=3911kN

樁基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)，樁徑1200mm，32m存梁臺(tái)座單樁豎向承載力特征值R=8000kN，入巖深度（第4層強(qiáng)風(fēng)化片麻巖）≥8m；根據(jù)地勘報(bào)告的孔位圖以及圖層分布圖確定每個(gè)存梁臺(tái)座的樁長。對(duì)應(yīng)地勘報(bào)告的孔號(hào)25，孔口標(biāo)高74.30，樁頂標(biāo)高85.00，取樁長=30m。

計(jì)算單樁承載力特征值：

4 填方地段制、存梁區(qū)地基處理方案

4.1 高填方梁廠地基處理方式選擇

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場地質(zhì)勘探情況，梁廠區(qū)域表層土為素填土，以此為粉質(zhì)粘土，全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化片麻巖，地基承載力特征值200至1800kPa不等。根據(jù)以往對(duì)梁廠地基處理經(jīng)驗(yàn)，高填方區(qū)域選擇復(fù)合地基承載力處理方式，經(jīng)過對(duì)幾種方案的比選，CFG樁基及地基強(qiáng)夯方式為最優(yōu)方案。梁廠位于市郊，噪音影響較小，最終選擇為地基強(qiáng)夯的處理方式，進(jìn)行高填方區(qū)域存梁臺(tái)座處理方式。（表1）

表1高填方地段梁廠處理方案對(duì)比表

4.2 地基強(qiáng)夯

由于場區(qū)大量新進(jìn)填土，采用強(qiáng)夯處理來提高地基承載力。強(qiáng)夯區(qū)域主要為：提梁機(jī)通道4～9#通道以及部分提梁機(jī)轉(zhuǎn)向通道。強(qiáng)夯的技術(shù)要求：采取強(qiáng)夯處理來提高地基承載力，夯擊遍數(shù)為三遍，夯錘采用18t鑄鋼錘，直徑Φ2400，第一遍及第二遍為點(diǎn)夯，單擊夯能不小于2000kN·m，第一遍每點(diǎn)夯擊數(shù)暫定為10擊，第二遍每點(diǎn)夯擊數(shù)暫定為8擊。第三遍為滿夯，單擊夯擊能為2000kN·m，每點(diǎn)夯擊數(shù)為2擊，點(diǎn)與點(diǎn)之間互相搭接，搭接長度為四分之一夯錘直徑。強(qiáng)夯后地基承載力特征值達(dá)到150kPa以上，有效加固深度6m以上。見圖4。

圖4強(qiáng)夯錘擊點(diǎn)布置圖

5 梁廠不均勻沉降監(jiān)控

在預(yù)壓期的軟弱地基中，尤其是高填方路基填土區(qū)域，由于梁廠預(yù)制梁自重大，存放時(shí)間長，地基處理方式尤為重要，選擇合理的處理方式外還應(yīng)重視對(duì)不均勻沉降的觀測，實(shí)時(shí)掌握梁廠制梁臺(tái)座、運(yùn)梁通道的不均勻沉降數(shù)據(jù)，規(guī)范中要求預(yù)制梁的撓度變形不允許超過2mm。因此必須對(duì)預(yù)制梁廠進(jìn)行長期的監(jiān)測和控制以滿足預(yù)制梁在施工過程中的質(zhì)量要求[3]。通過對(duì)相關(guān)案例研究從全過程分析影響預(yù)制梁廠沉降的因素和規(guī)律，必須建立制梁臺(tái)座及通道沉降觀測標(biāo)志，制定全過程的沉降觀測數(shù)據(jù)，并做好相關(guān)的應(yīng)急處理措施，本梁廠鑒于高填方陡坡地段研究，建立一套采用三維激光檢測控制方案，以達(dá)到良好的控制效果。從而保證預(yù)制梁的施工質(zhì)量[4]。

6 結(jié)語

本文通過對(duì)高填方陡坡地段梁廠建設(shè)為例，全面總結(jié)了地形受限、不良地質(zhì)條件下建設(shè)大型預(yù)制梁廠的經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)地基處理、制、存梁臺(tái)座建設(shè)、運(yùn)梁通道監(jiān)控等措施，結(jié)合整體及年度制梁工期目標(biāo)，全過程保證預(yù)制梁廠制梁質(zhì)量目標(biāo)，為類似工程提供相關(guān)數(shù)據(jù)，以供參考。