淺析綜合管廊濕陷性地基處理方案范文

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摘要：近幾年來，隨著國家“一帶一路”戰略的逐步推進，我國的城市化進程逐漸加快，對城市地下空間的開發利用也越來越廣泛。城市地下綜合管廊作為近幾年來國內新興的一種地下空間開發形式，能夠很好的解決城市地面空間擁擠、雨污水、電力通信等不同部門拉鏈式開挖造成施工浪費、管道維修困難等問題。在我國的中西部地區分布著一種特殊的地基：濕陷性黃土地基。黃土的特殊結構導致它遇到水之后會產生濕陷，因此當綜合管廊建設在濕陷性黃土地基場地上時，必須對其進行處理。本文結合實際的工程案例，通過對綜合管廊不同濕陷性地基的處理方案進行對比分析，給同類工程作出一些參考建議。

關鍵詞：綜合管廊；濕陷性黃土；地基處理

近十年來，隨著我國西安、西寧、蘭州等中西部城市綜合管廊建設步伐的逐漸加快，廣泛分布在這些地區的濕陷性黃土地基處理問題變得越來越突出。關于綜合管廊濕陷性地基的處理，前人已經做過一些研究。周旻嫻提出對于黃土地基時，對其進行素土分層換填，并滿足一定的壓實度要求，可以消除黃土部分的濕陷性[1]。雷華使用MIDASGTS對地基加固后的綜合管廊進行建模分析，研究了其對受力性能的影響[2]。褚方平從實際工程出發，提出了一種三軸水泥土攪拌樁的方法，其采用長樁與短樁相結合，對濕陷性黃土地基的處理提供了借鑒經驗[3]。賈秉志將雙向攪拌粉噴樁應用在濕陷性地基上，效果顯著[4]。《濕陷性黃土地區建筑標準》（GB50025-2018）[5]（以下簡稱《黃土標準》）于2018年12月26日，并于2019年8月1日起正式實施。其中對于單層丙類建筑濕陷性地基處理規定中降低了對剩余濕陷量的要求，同時規定了最小處理厚度。大多數管廊項目都適用于這一規定。本文結合工程實例，對新的《黃土標準》實施后綜合管廊的濕陷性地基處理方案進行研究。

1項目背景

本次綜合管廊工程位于咸陽市渭城區東側，為雙艙鋼筋混凝土結構，全長約950m，擬進入綜合管廊的管線如表1所示。綜合管廊設置于道路東側非機動車道及人行道下，頂板上部覆土厚度3m，如圖1所示。沿線共有管線分支口4個，通風口6座，吊裝口2座，參觀出入口1座，地下交叉口2座，端井1座，分變電所1座，倒虹段2座。管廊中心線距道路中心線為19.5m。 擬建綜合管廊場地地勢北高南低，屬黃土臺塬，最大高差約8.58m。擬建場地濕陷帶下限深度為15.50～22.20m，土層從上到下分布如表2所示。根據《黃土標準》綜合判定，該場地為自重濕陷性黃土場地，濕陷等級屬Ⅱ～Ⅲ級。本管廊工程基礎位于黃土③中。根據水文資料與地勘報告，本工程場地范圍內地下水埋藏很深，不考慮地下水。根據規劃，管廊西側有一條污水管道，污水管道內常年有污水流過，其發生滲漏的可能性很大。黃土遇水會發生濕陷變形，如果沉降量過大，會對管廊的主體結構造成危害。因此必須對其進行地基處理。

2管廊的分類

《黃土標準》3.0.1條中對建設在濕陷性黃土地基上的建筑物進行了分類，根據其重要程度、浸水受潮的可能性大小以及不均勻沉降對建筑物的影響程度分成了甲、乙、丙、丁四類。

2.1重要性

綜合管廊工程為該地區重要的市政民生工程，結構設計使用時間為100年，而一般的常規構筑物，設計使用時間只有50年，與其相比，無疑管廊是更加重要的，且本次綜合管廊中設有DN350熱力管和DN300給水管，如圖2所示。如果其遭到破壞會給周邊地塊和管廊本身來帶很大的危害。

2.2地基受水浸濕可能性

本次綜合管廊位于綠化帶以下，綠化澆水存在下滲的情況，且旁附近有一條規劃污水管，未來存在滲漏的危險；綜合考慮，本管廊地基浸水的概率較大。

2.3地基不均勻變形對管廊的影響程度

本管廊內設有DN350熱力管和DN300給水管，其均為有壓管，對變形的要求較高，相應的對管廊地基變形提出了一定的要求。若是管廊變形過大管廊內的熱力管和給水管產生爆管，則會對管廊內其他管線形成影響；同時管廊內因爆管產生的水也可能通過變形過大的接頭處滲入地基，造成地基受水浸濕產生二次危害。綜合以上因素，結合國內濕陷性黃土地區的設計經驗，確定本次綜合管廊的分類為丙類。

3地基處理方案

本管廊工程地基為自重濕陷性地基，濕陷等級為Ⅱ～Ⅲ級，根據《黃土標準》中第6.1.3條與6.1.5條中的規定，對于丙類構筑物，不用消除其地基中的全部濕陷量，只需消除部分，且滿足處理厚度的要求即可。當濕陷等級為Ⅱ級時，最小處理厚度為2.0m；當濕陷等級為Ⅲ級時，最小處理厚度為2.5m。如果地基遇水的概率比較小，最小處理厚度為2m。根據上述要求以及結合本項目實際情況，并綜合地方以往設計施工經驗，本文給出以下三種地基處理方案：

3.1擠密樁方案

擠密樁為中西部黃土分布地區處理濕陷性地基的一種較為常用的方法。本次設計選用灰土擠密樁，直徑為400mm，根據地勘報告中提供的土力學參數計算，樁與樁之間間距取1m。樁長根據管廊底部黃土層厚度取6～8.5m，正三角形布置。并在樁頂設置一層300mm厚3：7的灰土褥層，褥層上鋪設100mm厚的C20素混凝土墊層。地基承載力特征值不小于150kPa。在進行正式施工前，選取一節段地基進行加固實驗。加固效果良好后方可進行正式施工。

3.2墊層換填方案

墊層換填方案為管廊兩側各外放3m，采用1m厚1：7水泥土墊層+1m厚素土墊層+0.5m厚原狀土翻挖回填進行換填，換填總深度為2.5m。開挖至墊層底以上300mm時，采用人工開挖。要求處理后地基承載力滿足設計要求，管廊結構底板下做100mm厚素混凝土墊層，范圍為超出結構底板結構外壁100mm。

3.3強夯法方案

強夯法方案，單擊夯擊能取5000～8500kN•m，根據本項目黃土分布厚度，夯點與夯點之間最大距離取5m，各個夯點之間呈正方形分布，施工時夯擊遍數不小于3遍。正式施工前需進行夯擊實驗，結合夯擊實驗結果來確定每個夯點的夯擊次數，避免夯擊過度，對地基造成破壞。夯擊施工結束后，需對地面進行復測，比較夯擊施工前后的高程，檢測夯擊是否達到預期效果。管廊結構底板下做200mm厚素混凝土基礎，范圍為超出結構底板結構外壁200mm。在新的《黃土標準》實施以前，受限于老規范對剩余濕陷量的嚴格要求，處理大厚度濕陷性地基大多只能采取擠密樁的方案，工程造價高，而且需要施工單位具有較高的施工水平。強夯法雖然可以滿足處理深度的要求，但由于是處理管廊基底以下的土層，管廊基底埋深約為6～7m，在施工過程中如果是挖至坑底后再進行強夯施工，存在坑底施工空間有限和基坑側壁影響較大的問題；如果是在地面就進行強夯施工，需要處理超過12m的地層，處理效果不佳。在《黃土標準》實施后，丙類建筑進行地基處理時不再對剩余濕陷量提出嚴格要求，因此可以采用墊層法，這不僅節省了成本，還降低了施工難度，加快了施工進度。對以上各個方案優缺點對比分析后，本管廊工程地基處理采用墊層換填的方案，墊層為1m厚1：7水泥土墊層+1m厚素土墊層+0.5m厚原狀土碾壓擠密層，如圖3所示。對最底下一層0.5m厚原狀土翻挖回填時，用壓路機對原狀土進行碾壓，次數不小于8遍，壓路機的碾壓也有助于消除黃土的部分濕陷性。管廊基坑開挖采用1：1放坡開挖，管廊頂部及兩側采用原狀土回填，壓實系數≥0.95。道路結構層或綠化范圍內按道路及綠化要求回填。

4結語

綜合管廊是一種長條形的構筑物，而濕陷性黃土地基作為一種特殊的地基，其經過處理后剩余濕陷量與綜合管廊變形之間的關系至今仍處于研究階段。本文在新的《黃土標準》并實施后，對綜合管廊的濕陷性地基處理給出了幾個方案并進行了對比分析，為濕陷性黃土地區綜合管廊工程的地基處理提供了一些經驗。

參考文獻

[1]周旻嫻，孫旻，王國欣，等.不同地質條件下地下管廊地基處理及工程應用[J].施工技術，2018，47（S4）：1213-1216.

[2]雷華，黃鑫.地基加固剛度對矩形綜合管廊受力性能的影響研究[J].山西建筑，2017，43（19）：69-71.

[3]褚方平.某綜合管廊地基處理方案研究[J].城市道橋與防洪，2017（6）：296-300+33.

[4]賈秉志，朱進軍，邵勇.雙向攪拌粉噴樁在地下綜合管廊地基處理中的應用[J].江蘇建筑，2019（2）：85-87.

[5]濕陷性黃土地區建筑標準：GB50025-2018[S].北京：中國建筑工業出版社，2018.

作者：王孜 單位：同濟大學建筑設計研究院有限公司