大厚度自重濕陷性黃土地區管廊工程的地基處理

李 鵬 李華龍 蘆永曾 張景立 閆少華 井銀軍

中建三局集團有限公司西北分公司 陜西 西安 710065

1 工程概況

1.1 管廊設計概況

新興南路纜線管廊工程位于西安市雁塔區和浐灞區，布設于道路北側機非隔離帶下。其中K2＋603～K2＋720區段采用頂管施工，其余區段采用明挖現澆施工，設計為通信和電力兩倉室，全長2 205 m，現澆結構總寬4.4 m，總高3.6 m，頂管內徑2.4 m（圖1）。

電力倉室斷面凈寬為2.2 m，通信倉斷面凈寬為1.3 m。明挖區段基坑深度6～16 m，基坑下口寬度為6.4 m，頂管工作井基坑開挖深度約10 m。

1.2 場地巖土工程性質

根據巖土工程勘察報告，管廊基礎底面下土層具有濕陷性，各勘探點的濕陷下限深度最深為23.5 m，管廊地基濕陷等級為Ⅱ級（中等）～Ⅲ級（嚴重）。施工過程中需要對地基進行處理。

圖1 管廊標準斷面

2 地基處理方式選擇

濕陷性黃土地區常用的地基處理方法有灰土或素土墊層、重錘夯實及強夯法、石灰土或二灰擠密樁、預浸水處理等。可根據地基濕陷類型、等級以及結構物要求等選用。

新興南路工程依據巖土工程勘察報告及管廊平面、縱斷設計，結合現場便于實施情況及周邊環境，管廊地基處理采取三七灰土和素土墊層的組合方式。對于Ⅱ級自重濕陷性區段總處理厚度1 000 mm，底部做厚400 mm素土墊層，上部做厚600 mm三七灰土墊層；對于Ⅲ級自重濕陷性區段總處理厚度1 500 mm，底部做厚900 mm素土墊層，上部做厚600 mm三七灰土墊層。分層進行換填施工，分層壓實系數不小于0.97。處理后的地基承載力特征值不小于150 kPa。

3 地基處理施工方法

3.1 地基處理難點

新興南路纜線管廊工程選取K3＋920～K4＋000區段（自重濕陷性Ⅲ級）作為地基處理試驗段，此區段面臨問題主要有：土質含水率高達24.1；施工正值冬防期，不允許外部土方運入施工現場；受場地及天氣條件限制，無法采取晾曬方式降低土質含水率；大型壓路機及裝載機行走在原狀基底上面，將發生翻漿現象；直接在原狀基底上面回填素土層，采用大型壓路機碾壓將出現橡皮土現象。

3.2 地基處理思路

針對地基處理施工時面臨的問題，經過分析可采取2種方式[1-3]：

1）采用大型壓路機分層碾壓，但前提是采用干磚渣在原狀基底施做墊層平臺，避免大型壓路機擾動基底。此方式分層碾壓施工效率高，但施做干磚渣平臺成本高。

2）采用小型壓路機分層碾壓，減少對原狀地基的擾動深度，從而避免翻漿現象。此方式分層碾壓施工效率低，但相對干磚渣平臺方式成本低。

綜合考慮各個因素，最終選取前4層地基處理采用小型壓路機碾壓，剩余幾層采用大型壓路機碾壓施工。

3.3 機械組合方式選取

根據基坑底部斷面較窄等實際情況，地基處理采用的機械設備主要有挖掘機、裝載機、20 t壓路機、3 t壓路機，其中挖掘機負責基坑底部回填材料攤鋪，裝載機負責將基坑頂回填材料輸送至基坑底，3 t壓路機負責底部4層碾壓，20 t壓路機負責上面幾層碾壓施工。

3.4 地基處理施工方法

3.4.1 基底處理

地基分層回填施工前，應采用3 t小型壓路機對原狀基底靜壓1遍。

3.4.2 回填材料準備

針對Ⅲ級自重濕陷性區段地基處理，在保證地基處理素土和灰土厚度不變的情況下，應將最底層素土替換為三七灰土，類似于“夾心餅干”，既能保證地基處理厚度，又可以形成灰土平臺，避免壓路機碾壓時出現翻漿等現象。灰土應提前1 d在現場集中拌和，降低土質的含水率。

3.4.3 回填材料運輸及攤鋪

回填材料運輸時，采用裝載機從基坑頂往基坑底輸送的方式，嚴禁裝載機端土從基坑底原狀基底上部行走，避免出現翻漿現象。

基坑底部回填材料攤鋪采用挖掘機進行攤鋪，嚴禁裝載機進行攤鋪。攤鋪前在基坑兩側標識回填厚度刻度線，確保虛鋪厚度。攤鋪時應預留雙向橫坡，兩側低中間高，避免下雨時積水。

3.4.4 碾壓

首先采用3 t壓路機從基坑坡腳部位沿管廊縱向（橫斷面由低到高）靜壓1遍，并由人工配合整平。然后壓路機打開振動裝置，弱振2遍后再強振，由低到高進行振動碾壓施工，當壓實度達到設計要求時停止，碾壓時做到輪跡重疊30 cm左右，壓路機行駛速度控制在2 km/h以內。前4層采用小型壓路機施工完畢后，剩余采用20 t大型壓路機施工，不僅減少對基底的擾動深度，而且提高施工效率。

3.5 地基處理注意事項

1）采用小型壓路機碾壓時，為確保壓實度滿足設計要求，分層攤鋪厚度宜控制在15 cm左右。

2）嚴禁地基處理施工期間裝載機在基坑內行走，避免擾動基底。

3）針對原狀土含水率過高情況，灰土應提前1 d拌和完成。

4）下部墊層施工預留橫坡的同時，在基坑坡腳部位預留排水溝和集水坑。

4 結語

針對大厚度自重濕陷性區段地基處理，若第1層地基處理效果不好，將會出現翻漿及橡皮土等現象，嚴重制約后續工序施工，新興南路纜線管廊工程通過試驗段實踐總結出：在大厚度自重濕陷性區段地基處理施工時，應注重減少擾動基底深度，合理選取機械組合方式，嚴格控制分層攤鋪厚度等。形成了一套完整的施工技術，該施工技術不僅保證了工程質量，而且取得了良好的社會和經濟效益，希望能夠為類似工程提供一定的參考和借鑒價值。