软弱土层综合管廊地基处理方案的选用

软弱土层综合管廊地基处理方案的选用

陶永杰 张彦平

中国水利水电第三工程局有限公司 甘肃省兰州市 730070

摘要：随着城市化进程的快速推移，使得城市人口激增，也进一步推动了市政基础设施建设步伐。在市政基础设施建设中，综合管廊得到了广泛的推广和应用。在实际建设过程中，若综合管廊的结构基础位于软弱土层时，地基的承载力通常无法满足综合管廊结构的承载力要求，务必要对软土地基进行加固处置。

关键词：软弱土层；综合管廊；地基处理；方案

引言

综合管廊，即建于城市地下用于容纳2类及以上城市工程管线的构筑物，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。随着近年来全国各地的大力推动和发展，综合管廊得到了广泛地推广和应用。在综合管廊的建设中，当结构基础底面位于软弱土层时，其地基土通常难以满足结构的承载力需求，因此需对软土地基进行相应的处理以提高其承载能力。地基处理方案关乎结构的安全性和耐久性，其处理规模大、范围广、造价高，对工程整体的造价及工期等影响很大。因此，如何选取合理的软基处理方式，是该类综合管廊工程顺利实施的先决条件和重要技术节点。

1综合管廊概述

综合管廊指的是地下城市管道的综合走廊，也就是建造于城市地下的一个隧道空间，其能够将城市之中的各种管线，诸如电力、通信、燃气、给排水等各种管线集中在一个空间中，并设置的有专门的检修口、吊装口和监测系统等，进行统一规划、统一设计、统一建设和管理，确保城市的各项重要基础设施得以正常运行，可以称之为城市基础设施的“生命线”。然而近年来，我国众多城市的综合管廊在建设中都受到了长期沉降的困扰，诸如上海世博会的地下综合管廊，南京江北新区的综合管廊等，因沉降太大不得不对其进行加固处置。地基不均匀沉降会致使综合管廊结构开裂破损，渗水漏泥，养护成本极高，且危及管线安全。因此在开展综合管廊建设时，就需要对地基类型进行全面的勘察，若本身就是软土地基，务必要做好加固处理，确保地基承载力达标，全面提升综合管理的建设质量。

2综合管廊地基处理方案的选用

2.1工程概况

某综合管廊工程项目位于南方某城市，该区域气候较为湿热，夏季时经常会遭遇台风天气。综合管廊的基底深度约为7-10m，基底下面的土层主要为黏土层、淤泥层和粉砂层等，综合管廊的大部分结构处于淤泥层中，仅有少部分位于黏土和粉砂层中，施工区域的地下水位离地表很近。

2.2总体处理方案

目前，关于软土地基的处置方案种类繁多，其中排水固结法、置换法、挤密桩法等方法在提升地基承载力方面，作用有限。因此在实际工程运用中，多采用复合地基或者桩基处置办法。其中复合地基处置方法也十分繁多，例如水泥搅拌桩、水泥粉煤灰碎石桩（CFG）、高压旋喷桩、预制混凝土管桩（PHC）等。在具体选用复合地基处置办法时，同样需要结合工程项目的实际状况，选取最佳的处置办法。依据规范标准，综合管廊对于地基承载力需要超过150kPa，节点位置的地基承载力要求超过200kPa，沉降缝的沉降差需要小于1cm。要想同时满足上述三个要求，最佳的处置方案就是PHC预制管桩和钻孔灌注桩两种。1）PHC预制管桩方案。PHC预制管桩施工流程为将工厂中批量生产的管桩，在施工现场利用锤击或者静压等方式，直接沉入到地下，使之成为一个基础。这种地基处置方案能够显著提升地基承载力，通常承载力会超过200kPa，且处置深度超过20m。同时该施工方案效率高，施工简单，效果显著，成本低廉。2）钻孔灌注桩方案。钻孔灌注桩是目前应用范围最为广泛的桩基途径，其适应能力较强，能够运用在各种地质条件下，孔径在300~2500mm，深度为10-20m的情况均适用。其主要是利用泥浆护壁，缓慢钻进，成孔后进行混凝土的灌注。该施工方案成孔质量高，施工便捷，但施工效率较低，造价成本较高，环保性能也欠佳。通过上面的分析可知，上述两种方案都能够适应该综合管廊工程实际。从经济角度出发，PHC预制管桩方案成本更低，因此最终确定选用PHC预制管桩方案。

2.3过河段地基处理方案

对于该综合管廊项目来说，整体软土地基处置选用的方案为PHC预制管桩施工方案，然综合管廊施工节点较多，且不同节点的状况也不完全相同，施工工法亦不能完全一致。特别是该综合管廊位于河流附近，需要穿越河流，过河段运用的是围堰的办法，明挖施工，因施工场地狭窄，不利于PHC预制管桩施工。1）PHC预制管桩方案。综合管廊结构按照30m进行划分为不同的节段，管桩的直径为0.4m，在侧墙和中墙底部等位置进行横向的布置，纵向间距设置为2.5m。由于综合管廊有着十分严格的结构间差异，要求沉降缝务必低于1cm。因此在该工程项目中，利用“桩帽”来将各个结构之间进行连接，构成一个超大的“承台”，其和下部桩体进行刚性连接。该施工方案施工周期较短，施工效率高，结构受力合理，但是对于场地有着十分严格的要求，必须要有足够的场地予以支撑。2）小直径桩钻孔灌注桩方案。同样设置30m的综合管廊节段，钻孔灌注桩的直径确定为0.6m，在侧墙的底部进行横向的布置，设置7m的纵向间距，每一段设置10根。该施工方案对于施工场地要求不高，施工简单，但是施工效率偏低，施工风险相对较高。3）大直径桩钻孔灌注桩方案。设置20m的综合管廊节段，钻孔灌注桩的直径设置为1.0m，在两侧墙的底部进行横向的布置，设置18m的纵向间距，每一段设置4根。同属于钻孔灌注桩，其施工场地要求不高，施工便捷，但是施工效率低，施工风险大。

2.4地基处理形式对结构的影响分析

对于PHC预制管桩，由于桩顶采用配筋托板连接成整体，很大程度上消除了不均匀沉降对结构的影响，可按均匀地基考虑。而采用钻孔灌注桩进行处理，由于桩距大，桩顶处结构底板及侧墙受力集中，需对结构进行相应核算。但钻孔灌注桩方案施工工法成熟、对场地需求小，在施工场地受限的区域有其优势。计算时，需重点考虑管廊结构顶底板、侧墙的受弯与受剪，桩基顶部的受弯与桩基的承载力需求。

结语

综上所述，综合管廊在近年来备受关注，其作为市政基础设施正常运行的重要“生命线”，施工质量尤为关键。在综合管廊施工过程中，如果结构基础的底面处于软弱土层中，地基势必无法满足结构的承载力要求，必须要采取一定的软土地基处置措施。由于当前用于软土处置的方案较多，不同施工方案优劣不同，适用范围也不同。因此必须要结合工程实际合理选择，文章结合南方某综合管廊建设实际，综合对比PHC预制管桩和钻孔灌注桩施工方案，从施工的便捷性，经济性、环保性等多个角度出发，可知PHC预制管桩施工简单，造价低，环保性能优异，也有类似工程的经验，最终选用了PHC预制管桩施工方案，有效提升了软土地基的承载力，圆满的完成了综合管廊的施工任务，确保了综合管廊的施工质量。

参考文献

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