谈珠三角地区地铁车辆基地内管桩应用

杨 海

(中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西 西安 710054)



谈珠三角地区地铁车辆基地内管桩应用

杨 海

(中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西 西安 710054)

论述了珠三角地区地铁车辆基地内主要建筑物及构筑物的结构类型，并分析了桩基的选择原则，探讨了地铁车辆基地内管桩设计的注意事项，有助于促进管桩在该地区的推广应用。

地铁车辆基地，桩基，管桩，锤击法

1 概述

地铁车辆基地是车辆停放、检查、整备、修理的管理中心基地。车辆基地占地面积大，功能复杂，在结构基础设计过程中，根据场区内各功能区对土建的要求，采取不同的地基基础处理措施，以求达到功能要求的同时做到经济合理。目前珠三角地区已有很多投入使用和在建车辆段和停车场，根据该区域地质特性，其中很多建筑物和构筑物基础采用预应力混凝土管桩。

2 地铁车辆基地内主要建筑物及构筑物结构分析

地铁车辆基地内主要建筑物及构筑物为：综合楼、检修库、运用库、运转楼、物资库、牵引所、材料棚、洗车机棚、门卫、整体道床、检查坑、检修平台、高杆灯基础、立体仓储等。其中检修库、运用库为厂房，结构类型通常为排架结构、屋面为网架，其自身结构荷载较轻，厂房内有大量的整体道床、检查坑、检修平台、设备基础，地铁轨道对整体道床沉降要求通常小于20 mm，对检修平台和设备基础的沉降要求更高；其他建筑物多为单层或多层框架结构。

整体道床、检查坑是沿轨道方向设置的钢筋混凝土构筑物，主要受力为地铁车辆自重，由于整体道床、检查坑路基处理的工后沉降往往大于50 mm，路基的不均匀沉降可使道床出现开裂、道床下沉等严重病害，甚至会危及行车安全，珠三角地区地铁车辆基地常采用桩基控制整体道床、检查坑沉降。

地铁车辆基地内各房屋建筑为满足工艺、设备要求多采用排架、框架结构，房屋室内地平与基地内轨道面平，房屋柱底一般为轨道面下1.5 m，该标高土层通常为路基填土，不能作为房屋基础持力层，故房屋基础采用桩基较为普遍。

3 桩基的选择

桩型与成桩工艺应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应等条件选择。

珠三角地区地貌单元主要表现为珠江三角洲海陆交互相冲积平原地貌形态。岩土分层主要为：人工填土层、淤泥层、砂层、冲积～洪积土层、残积土、基岩全风化带、基岩强风化带、基岩中风化带、基岩微风化带，在该地区常见桩型有管桩、灌注桩等。管桩桩径一般为300 mm～800 mm，可穿越土层一般黏性土及其填土、淤泥和淤泥质土、黄土、砂层等，持力层为硬黏性土、密实沙土、软质岩、强风化岩，设计桩长20 m情况下造价约3.21元/kN，管桩一般用于小型建筑物基础；钻孔灌注桩桩径一般为800 mm～1 200 mm，可根据不同的土层选取适用的钻孔灌注桩，设计桩长20 m情况下造价8.81元/kN，钻孔灌注桩一般用于中大型建筑物。

珠三角地区车辆基地内大量的整体道床、检查坑、设备基础需要采用桩基来控制沉降，通过前面的分析，采用管桩较为经济合理；房屋基础可根据实际受力情况进行桩基选择。

4 设计中应注意的事项

1)地质地层组成。

由于管桩无法穿越岩层、填石层等，在设计前应根据地勘报告做相应的分析。

深圳地铁某停车场位于深圳南山填海区，该区域地面以下2 m～20 m范围内为淤泥及人工填石层，停车场内整体道床、检查坑、检修平台、设备基础区域在软基处理的工后大于20 mm，不能满足车辆及设备的使用要求，若按承载力及沉降考虑，混凝土管桩是比较经济的，但由于人工填石层分布不均匀且块径达到1.5 m，无法实施管桩，而采用钻孔灌注桩进行沉降控制。

深圳地铁另一停车场位于宝安填海区，主要土层为素填土、杂填土、淤泥、砂层、风化岩等，杂填土层平均层厚4.2 m，含少量石块，该停车场内所有建筑物及构筑物均采用预应力管桩作为基础。

2)与前期软基处理专业沟通地基处理方式。

珠三角地区车辆基地受百年防洪水位、地质影响，往往选址区域的地面需要通过填土进行抬高和站场地基处理。路基专业对场地处理设计阶段，应充分考虑场地内建筑物及构筑物的基础形式，若有条件采用管桩，则要求填方区域的设计能满足后期管桩施工；有条件的情况下可根据结构布置预留桩位，以免在后期主体结构及设备基础桩基施工时出现不能沉桩等问题。

广州地铁某车辆段位于广州市番禺区钟村镇大洲村范围内，场地西面为陈村水道，石壁涌从西北至东南方向切过场地东部，拟建场地原状主要为鱼塘及塘梗，主要土层为人工填土层、海陆交互相沉积层、冲积～洪积土层、基岩全风化带等，按工艺要求，该车辆段地面需在原地面基础上抬高4 m，且需将鱼塘内淤泥清除。路基专业与上部结构专业沟通后，将地基处理方式定为换填+吹填砂。上部结构设计结合路基处理成果，本基地所有构筑物、建筑物均采用管桩基础，从后期运营情况，该基地内所有建筑物及构筑物沉降均满足设计要求。

3)施工方法。

管桩施工通常为静压法和锤击法。静压法施工在沉桩过程中，压桩力可直观、安全、准确地读出并自动记录下来，因而对桩承载力控制及判断精确度高，桩身质量及沉桩长度可用直接手段进行监测，人为干扰因素少，难以弄虚作假；施工过程中无震动，无噪声，很适合在市区及其他对噪声有限制的地点施工；静压桩机占地面积较大，场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍；送桩长度一般不大于2 m。锤击法施工锤击过程中易出现爆桩、桩身倾斜等不利情况，但穿透土层能力较强；锤击沉桩时震动剧烈，噪声大，对周边环境影响大；锤击桩机占地面积小、机械自身重量小，对施工场地要求不高；送桩长度能达到8 m。

地铁车辆基地管桩施工前已对场地进行路基处理，其场地相对平整、地基承载力不小于120 kPa，地铁车辆基地选址一般在市区周边，故地铁车辆基地管桩施工应优先采用锤击法，但在部分场地受限等因素影响时可采用锤击法施工。

5 结语

地铁车辆基地为全线车辆检修、维护、停车基地，各单体建筑、构筑物的专业性较强，桩基功能约分为三类：建筑物基础，设备基础，整体道床、检查坑基础。管桩因单桩承载力高、对地层地质条件适应强、单桩承载力造价便宜、施工方便快速、工期短等优点，能适用于车辆基地内很多建筑物基础，对整体道床、检查坑沉降控制有明显的效果，目前在珠三角地区已大量采用管桩作为建筑物基础，取得了良好的经济及技术效果，可在该地区推广。

[1] GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范[S].

[2] GB 50157—2013，地铁设计规范[S].

[3] JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范[S].

[4] 聂荣君.浅析预应力管桩的优缺点[J].治淮,2003(7)：33.

[5] 邓建军.浅谈预应力管桩施工质量控制[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

杨 海(1983- )，男，助理工程师

TU473.13

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