中山某综合管廊软基处理及基坑支护设计浅谈

　　【摘要】通过中山某综合管廊的结构设计，论述综合管廊结构布置、软基处理及基坑支护等方面特点，可供类似工程设计参考借鉴​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。

　　【关键词】综合管廊;结构设计;基坑

　　一、工程概况

　　本工程位于中山翠海道、1 号路，管廊全长约9.2 公里​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。其中四舱断面( 综合舱、高压电力舱、燃气舱、污水舱)综合管廊8280.3m， 管廊断面尺寸为B×H=11.35mm×4.50mm ;三舱断面( 综合舱、高压电力舱、燃气舱)断面尺寸为B×H=8.75mm×4.50mm​‍‌‍​‍‌‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍​‍‌‍​‍‌​‍​‍​‍‌‍​‍​‍​‍‌‍‌‍‌‍‌‍​‍‌‍​‍​​‍​‍​‍​‍​‍​‍​‍‌‍​‍‌‍​‍‌‍‌‍‌‍​。两舱断面管廊(综合舱、高压电力舱)断面尺寸为B×H=6.70mm×4.50mm。

　　根据基坑深度、重要性和周边建(构)筑分布情况，基坑深度≤7 米，安全等级为三级，结构重要性系数为0.9 ;基坑深度7~15 米，安全等级为二级，结构重要性系数为1.0 ;基坑深度≥15 米段，安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。基坑支护为临时性工程，使用年限为：排桩：360 天。地面超载：按20kPa 考虑。

　　基坑主体位于现状路的一侧，部分段落位于芦苇塘、沼泽地和稀泥堆填区，场地现状情况如下：基坑边部分路段临近商业建筑，其余部分为荒地。

　　二、工程地质及水文

　　根据野外钻探资料，场区主要出露第四系人工填土层(1-1 杂填土、1-2 素填土、1-3填石)、第四系全新统海陆交互沉积层(2-1淤泥、2-2 淤泥质细砂)、第四系上更新统冲积层(3-1 粉质黏土、3-2 淤泥质粉质黏土、3-3 淤泥质细砂、3-4 细砂、3-5 中砂)及残积层(4-1 砂质粘性土、4-2 砂质粘性土)。基岩为奥陶纪片麻状花岗岩。

　　其中2-1 淤泥、淤泥质粉质黏土呈现流塑状，软土呈流塑状态，具有触变性和流变性，含水量高，孔隙比大，压缩性高，渗透性低，灵敏度高，自然固结程度低，固结变形持续时间长，承载能力低的工程性质，在地面荷载作用下或降低地下水位，软土将产生固结沉降，可造成管道下沉、断裂或脱节等，并对桩基产生负摩阻力作用，而管廊在淤泥层中穿过，容易造成管廊变形缝破坏而渗水。

　　场地地下水主要靠大气降水和地表水补给以及砂层的越流补给。

　　三、地基处理

　　项目全长9.2km，全段存在较厚的淤泥、淤泥质细砂，局部出现较厚的填石段，且本工程同旁边道路同事填方堆高1~3米厚，新增的较大附加永久荷载会让软土产生较大的沉降。依据相关规范，管廊沉降缝的沉降差应≤100mm，且地基承载力≥120kPa，局部较深位置超过150kPa，当地基未经处理时，会产生较大的地基变形、沉降缝拉裂而影响综合管廊正常使用功能。因此，本工程需进行地基处理，减少管廊地基沉降、提高地基承载力。

　　目前。关于软土地基的处理方式有很多，其中换填法、挤密桩法、水泥搅拌桩法、旋喷桩法、预应力管桩、灌注桩基等均为广东常用的处理方式。结合本工程实际情况，以PHC 预应力管桩和钻孔灌注桩两种进行对比。

　　PHC 预应力管桩为工厂内批量生产的管桩，采用锤击或静压等方式沉入地下形成基础。管桩具有单桩承载力高、桩身质量可靠、造价比灌注桩便宜、机械化程度高、减少环境污染。能够有效减少管廊沉降。

　　灌注桩适用土层广泛，能够在各种地质条件下施工;施工简单便捷，孔径较大，但施工效率较低、费工费时，成孔速度慢，成桩质量较差，泥渣污染环境，且造价相对较高。

　　经技术、经济综合比选，填石厚度≤7米的，采用PHC 预应力管桩基础;填石厚度≥7 米的，采用灌注桩基础，二者均要求进入风化岩层不少于0.5 米。

　　四、支护结构设计

　　根据基坑深度、重要性和周边建(构)筑分布情况，基坑深度≤7 米，安全等级为三级，结构重要性系数为0.9 ;基坑深度7~15 米，安全等级为二级，结构重要性系数为1.0 ;基坑深度≥15 米段，安全等级为一级，结构重要性系数为1.1。

　　基坑支护为临时性工程，使用年限为：排桩：360 天。地面超载：按20kPa 考虑。

　　钢板桩支护方案：围护结构采用钢板桩加内支撑支护，钢板桩采用18 米长拉森IV 型钢板桩，桩设置1~2 道钢管内支撑，钢管内支撑支撑在钢腰梁上，基坑内根据不同基坑深度采用Ф850mm 三轴搅拌桩对坑内土体进行加固。

　　三轴搅拌桩参数：水泥土搅拌桩采用标准连续方式施工，水泥采用标号不低于P.O 42.5 级的普通硅酸盐水泥，实桩水泥掺入量不小于20%，空桩水泥掺入量不小于8%，水灰比1.5~2.0，适当添加水玻璃或SN201 等外加剂以保证成桩质量。

　　灌注桩支护方案：围护结构采用C30灌注桩加内支撑支护，支护桩采用Ф1000灌注桩，桩中心间距为1150mm，桩顶设置钢筋混凝土冠梁，第一道支撑为钢筋混凝土(700×800), 并往下设置1~4 道钢管(Ф609×16)内支撑，钢管内支撑焊接在钢腰梁)上，灌注桩外侧布置一排Ф600高压旋喷桩间距@1150 止水帷幕，止水帷幕旋喷桩28 天龄期桩身无侧限抗压强度fcuk≥1.0MPa, 水泥土渗透系数不大于1×10-7cm/s。基坑内根据不同基坑深度采用坑底水泥浆注浆对坑内土体进行被动区加固。

　　两种方案均结合基坑顶面的截水沟、路面硬化等措施满足基坑止水要求，基坑内降水采用在开挖面开挖明沟和集水井汇水并集中抽排的措施。

　　根据本工程复杂的地质条件，填石较浅且可直接挖除段，采用钢板桩支护方案;填石较厚段，采用灌注桩支护方案。

　　建筑工程论文范例：场地整平标高对地基土液化影响

　　五、结语

　　本工程已按上述理念设计并予以施工，已取得成效说明：针对中山深厚软土层及填石层，设计根据不同地质采用预应力管桩及灌注桩两种基础形式、采用钢板桩及灌注桩两种基坑方案，结合三轴搅拌桩及注浆加固坑内加固处理，有效减少工程费用、提高施工速度较快、提供较好的地基处理效果，能够满足综合管廊按100 年的设计使用年限地基要求。

　　综上所述，综合管廊应根据不同的地质、环境、施工条件，综合考虑安全、工期、经济等因素，制定具有针对性的支护方案，选择合理的支护方案。

　　【参考文献】

　　1、杨先华，广州亚运城综合管廊结构设计综述，市政技术，2012 年第5 期(9 月)第30 卷 72~73

　　作者：刘欢华