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摘要：近幾年來，隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的逐步推進(jìn)，我國(guó)的城市化進(jìn)程逐漸加快，對(duì)城市地下空間的開發(fā)利用也越來越廣泛。城市地下綜合管廊作為近幾年來國(guó)內(nèi)新興的一種地下空間開發(fā)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?zhǔn)介_挖造成施工浪費(fèi)、管道維修困難等問題。在我國(guó)的中西部地區(qū)分布著一種特殊的地基：濕陷性黃土地基。黃土的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它遇到水之后會(huì)產(chǎn)生濕陷，因此當(dāng)綜合管廊建設(shè)在濕陷性黃土地基場(chǎng)地上時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行處理。本文結(jié)合實(shí)際的工程案例，通過對(duì)綜合管廊不同濕陷性地基的處理方案進(jìn)行對(duì)比分析，給同類工程作出一些參考建議。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；濕陷性黃土；地基處理

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

1項(xiàng)目背景

本次綜合管廊工程位于咸陽(yáng)市渭城區(qū)東側(cè)，為雙艙鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)約950m，擬進(jìn)入綜合管廊的管線如表1所示。綜合管廊設(shè)置于道路東側(cè)非機(jī)動(dòng)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(gè)，通風(fēng)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(chǎng)地地勢(shì)北高南低，屬黃土臺(tái)塬，最大高差約8.58m。擬建場(chǎng)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(jù)《黃土標(biāo)準(zhǔn)》綜合判定，該場(chǎng)地為自重濕陷性黃土場(chǎng)地，濕陷等級(jí)屬Ⅱ～Ⅲ級(jí)。本管廊工程基礎(chǔ)位于黃土③中。根據(jù)水文資料與地勘報(bào)告，本工程場(chǎng)地范圍內(nèi)地下水埋藏很深，不考慮地下水。根據(jù)規(guī)劃，管廊西側(cè)有一條污水管道，污水管道內(nèi)常年有污水流過，其發(fā)生滲漏的可能性很大。黃土遇水會(huì)發(fā)生濕陷變形，如果沉降量過大，會(huì)對(duì)管廊的主體結(jié)構(gòu)造成危害。因此必須對(duì)其進(jìn)行地基處理。

2管廊的分類

《黃土標(biāo)準(zhǔn)》3.0.1條中對(duì)建設(shè)在濕陷性黃土地基上的建筑物進(jìn)行了分類，根據(jù)其重要程度、浸水受潮的可能性大小以及不均勻沉降對(duì)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(qū)重要的市政民生工程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用時(shí)間為100年，而一般的常規(guī)構(gòu)筑物，設(shè)計(jì)使用時(shí)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(shè)有DN350熱力管和DN300給水管，如圖2所示。如果其遭到破壞會(huì)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(guī)劃污水管，未來存在滲漏的危險(xiǎn)；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(duì)管廊的影響程度

本管廊內(nèi)設(shè)有DN350熱力管和DN300給水管，其均為有壓管，對(duì)變形的要求較高，相應(yīng)的對(duì)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(nèi)的熱力管和給水管產(chǎn)生爆管，則會(huì)對(duì)管廊內(nèi)其他管線形成影響；同時(shí)管廊內(nèi)因爆管產(chǎn)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(chǎn)生二次危害。綜合以上因素，結(jié)合國(guó)內(nèi)濕陷性黃土地區(qū)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，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(jí)為Ⅱ～Ⅲ級(jí)，根據(jù)《黃土標(biāo)準(zhǔn)》中第6.1.3條與6.1.5條中的規(guī)定，對(duì)于丙類構(gòu)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(dāng)濕陷等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)，最小處理厚度為2.0m；當(dāng)濕陷等級(jí)為Ⅲ級(jí)時(shí)，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(jù)上述要求以及結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況，并綜合地方以往設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，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(qū)處理濕陷性地基的一種較為常用的方法。本次設(shè)計(jì)選用灰土擠密樁，直徑為400mm，根據(jù)地勘報(bào)告中提供的土力學(xué)參數(shù)計(jì)算，樁與樁之間間距取1m。樁長(zhǎng)根據(jù)管廊底部黃土層厚度取6～8.5m，正三角形布置。并在樁頂設(shè)置一層300mm厚3：7的灰土褥層，褥層上鋪設(shè)100mm厚的C20素混凝土墊層。地基承載力特征值不小于150kPa。在進(jìn)行正式施工前，選取一節(jié)段地基進(jìn)行加固實(shí)驗(yàn)。加固效果良好后方可進(jìn)行正式施工。

3.2墊層換填方案

墊層換填方案為管廊兩側(cè)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(jìn)行換填，換填總深度為2.5m。開挖至墊層底以上300mm時(shí)，采用人工開挖。要求處理后地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，管廊結(jié)構(gòu)底板下做100mm厚素混凝土墊層，范圍為超出結(jié)構(gòu)底板結(jié)構(gòu)外壁100mm。

3.3強(qiáng)夯法方案

強(qiáng)夯法方案，單擊夯擊能取5000～8500kN•m，根據(jù)本項(xiàng)目黃土分布厚度，夯點(diǎn)與夯點(diǎn)之間最大距離取5m，各個(gè)夯點(diǎn)之間呈正方形分布，施工時(shí)夯擊遍數(shù)不小于3遍。正式施工前需進(jìn)行夯擊實(shí)驗(yàn)，結(jié)合夯擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)，避免夯擊過度，對(duì)地基造成破壞。夯擊施工結(jié)束后，需對(duì)地面進(jìn)行復(fù)測(cè)，比較夯擊施工前后的高程，檢測(cè)夯擊是否達(dá)到預(yù)期效果。管廊結(jié)構(gòu)底板下做200mm厚素混凝土基礎(chǔ)，范圍為超出結(jié)構(gòu)底板結(jié)構(gòu)外壁200mm。在新的《黃土標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施以前，受限于老規(guī)范對(duì)剩余濕陷量的嚴(yán)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(jià)高，而且需要施工單位具有較高的施工水平。強(qiáng)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(jìn)行強(qiáng)夯施工，存在坑底施工空間有限和基坑側(cè)壁影響較大的問題；如果是在地面就進(jìn)行強(qiáng)夯施工，需要處理超過12m的地層，處理效果不佳。在《黃土標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)施后，丙類建筑進(jìn)行地基處理時(shí)不再對(duì)剩余濕陷量提出嚴(yán)格要求，因此可以采用墊層法，這不僅節(jié)省了成本，還降低了施工難度，加快了施工進(jìn)度。對(duì)以上各個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)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(duì)最底下一層0.5m厚原狀土翻挖回填時(shí)，用壓路機(jī)對(duì)原狀土進(jìn)行碾壓，次數(shù)不小于8遍，壓路機(jī)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(cè)采用原狀土回填，壓實(shí)系數(shù)≥0.95。道路結(jié)構(gòu)層或綠化范圍內(nèi)按道路及綠化要求回填。

4結(jié)語(yǔ)

綜合管廊是一種長(zhǎng)條形的構(gòu)筑物，而濕陷性黃土地基作為一種特殊的地基，其經(jīng)過處理后剩余濕陷量與綜合管廊變形之間的關(guān)系至今仍處于研究階段。本文在新的《黃土標(biāo)準(zhǔn)》并實(shí)施后，對(duì)綜合管廊的濕陷性地基處理給出了幾個(gè)方案并進(jìn)行了對(duì)比分析，為濕陷性黃土地區(qū)綜合管廊工程的地基處理提供了一些經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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

[2]雷華，黃鑫.地基加固剛度對(duì)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(jìn)軍，邵勇.雙向攪拌粉噴樁在地下綜合管廊地基處理中的應(yīng)用[J].江蘇建筑，2019（2）：85-87.

[5]濕陷性黃土地區(qū)建筑標(biāo)準(zhǔn)：GB50025-2018[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.

作者：王孜 單位：同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司