城市綜合管廊常用巖土工程技術(shù)淺析

張金文 闕良剛 榮哲 王茂

中冶京誠工程技術(shù)有限公司

城市綜合管廊常用巖土工程技術(shù)淺析

張金文 闕良剛 榮哲 王茂

中冶京誠工程技術(shù)有限公司

通過對城市地下綜合管廊工程特點的分析，簡述了地下綜合管廊地基及基坑工程常用的處理技術(shù)及適用范圍，為綜合管廊地基及基坑工程選用方案提供參考。

綜合管廊 巖土工程 地基 基坑

一、概述

當前城市綜合管廊的建設(shè)如火如荼地展開，綜合管廊是在城市地下建造的一種將電力、通信、燃氣、給排水、熱力、垃圾輸送等多種市政管線集約化地敷設(shè)其中的隧道空間，設(shè)有專門的人員出入口、管線分支口、檢修口、吊裝口及防災(zāi)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。

綜合管廊的巖土工程泛指管廊土方、地基、基坑支護、降水等。巖土工程對于綜合管廊的建設(shè)尤為重要，所占投資比例較高，本文對國內(nèi)不同地區(qū)的管廊項目進行了統(tǒng)計，詳見下表：

表1-1 不同地區(qū)雙艙項目巖土工程對比表

本文著重從管廊地基和管廊基坑兩個方面進行淺析。

二、綜合管廊地基工程相關(guān)技術(shù)淺析

綜合管廊從整體考慮屬于線性結(jié)構(gòu)，同一條管廊可能穿過馬路、綠化帶、人行道等不同的荷載區(qū)間，基體穩(wěn)定、地基變形是管廊地基工程需解決的兩大課題，根據(jù)各地區(qū)不同的地質(zhì)條件，管廊的地基處理相應(yīng)采取不同的地基處理方式。

管廊地基考慮上部荷載、結(jié)構(gòu)自重以及內(nèi)部管線等荷載，一般要求修正后地基承載力特征值fa≥130KPa，地質(zhì)條件較好的地區(qū)或路段，可采用天然地基；

換填法地基處理適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土等，通常用于管廊穿過的低洼段（如河道、農(nóng)田、暗塘、暗溝）的地基處理。一般來說，砂石換填適用于除濕陷性黃土地基以外的各類軟土地基；灰土換填適用于處理深度1～4m的軟弱土、濕陷性黃土、雜填土等地基；素土換填適用于處理濕陷性黃土和雜填土地基；

復(fù)合地基處理方式適用于管廊穿越河道、農(nóng)田、暗塘、暗溝等軟土地基。當前應(yīng)用較多的復(fù)合地基類型主要有：砂石樁復(fù)合地基、水泥土樁復(fù)合地基、灰土樁復(fù)合地基、水泥攪拌樁復(fù)合地基、CFG（水泥粉煤灰碎石樁）復(fù)合地基等。

三、綜合管廊基坑工程相關(guān)技術(shù)淺析

綜合管廊基底埋深一般都大于5.5m，屬于深基坑工程需要專門進行基坑支護方案設(shè)計。管廊工程中常用的基坑支護方法有放坡大開挖法、鋼板樁支護法、土釘墻支護法、型鋼水泥土攪拌墻支護法（SMW法）、排樁支護法等。

（一）放坡大開挖法。大開挖法，是指在施工管廊基坑時，不采用支撐，采用直立或放坡進行開挖土體的基坑施工方法。采用大開挖方案時，需要按照土體性能進行放坡或分級放坡，施工作業(yè)面大，適用于新區(qū)管廊建設(shè)或管廊周邊無接近建構(gòu)筑物的情況。

（二）鋼板樁支護法。鋼板樁支護是指利用一種帶鎖口或鉗口的熱軋（或冷彎）型鋼，靠鎖口或鉗口相互咬合，形成連續(xù)的鋼板樁墻，進行擋土和擋水，實現(xiàn)基坑支護的目的，鋼板樁支護具有高強、輕型、施工快捷、環(huán)保和可循環(huán)利用的優(yōu)點。

鋼板樁的常規(guī)定尺長度為6m、9m、12m、15m，當根據(jù)用戶需要定尺加工時，最大長度為24m，國內(nèi)鋼板樁常用的形式有U形、Z形及直腹板式幾種。

鋼板樁支護適用于淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)粘土等柔軟地基及地下水位較高的地區(qū)。由于鋼板樁的側(cè)向剛度有限，不宜用于較深的基坑中，通常需設(shè)置水平支撐。

（三）土釘墻支護法。土釘墻是指在基坑側(cè)面的原狀土體中，通過鉆孔、插筋、注漿或直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘，土釘與原狀土體共同作用，從而加強土體，保持開挖面穩(wěn)定的一種邊坡支護技術(shù)。土釘墻具有成本低、施工速度快、地質(zhì)適應(yīng)性強、密封好以及良好的抗震性、延性等諸多優(yōu)點，在市政、交通、港口、水利水電、機場、礦山等領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用。

（四）型鋼水泥土攪拌墻支護法。型鋼水泥土攪拌墻，通常也稱為SMW工法，是一種在連續(xù)套結(jié)的三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插入型鋼形成的復(fù)合擋土墻隔水結(jié)構(gòu)，既利用攪拌樁鉆機在原地層中切削土體，同時在鉆機前端低壓注入水泥漿，與切碎的土體充分攪拌形成隔水性能較高的水泥土柱列式擋墻，在水泥漿尚未硬化前插入型鋼的一種基坑支護技術(shù)。

（五）排樁支護法。排樁支護是指利用常規(guī)的各種樁體，如鉆孔灌注樁、挖孔樁、預(yù)制樁及混合式樁等，按一定間距或連續(xù)咬著排列，形成的地下?lián)跬翂Y(jié)構(gòu)。

圖3.5-1 排樁支護法示意

排樁支護多用于中等深度（6m～10m）的基坑支護，少數(shù)工程也用到開挖深度20m左右的基坑。地下水位對排樁的布置影響較大，通常情況為了達到止水目的，排樁需同時設(shè)置止水帷幕，如設(shè)置咬合型止水、分離式止水、雙排樁隔水帷幕等形式。

四、小結(jié)

在我國城市綜合管廊建設(shè)高峰期的當下，處理好管廊工程地基和基坑支護是關(guān)系到工程安全的大事，務(wù)必嚴謹對待，同時我國幅員遼闊，地質(zhì)情況更是千差萬別，應(yīng)根據(jù)不同工程地質(zhì)條件，仔細研究可靠、適用的支護方法和地基處理方法，同時進行多種方案的比選，充分論證，確保地基和基坑的安全、可靠、經(jīng)濟。

[1] 顧曉魯，錢鴻縉，劉惠珊，汪時敏，地基與基礎(chǔ)（第三版），北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[2] GB 50838—2015. 城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范，北京：中國計劃出版社，2015.

張金文（1978-），男，遼寧省遼陽市人，大學(xué)本科學(xué)歷，高級工程師，多年從事工程技術(shù)及項目管理工作，現(xiàn)任中冶京誠公司管線與管廊工程技術(shù)所部門項目主管。