海相深厚软土综合管廊施工技术

 谭  博1，蔡  智2，徐海洋1，王述红2

（1．中建五局土木工程有限公司，湖南  长沙410004；2．东北大学资源与土木工程学院，辽宁  沈阳  110819）

[摘要]依托福建平谭万北路综合管廊试验段施工，在深厚软土地基处理技术的基础上，采用明挖法在万北路K4+ 750-K4 +850标段内施工综合管廊，综合运用了降水和观测技术。对整个施工流程及施工完毕后综合管廊质量进行检测，结果表明，该技术满足工程要求，取得了良好的经济和社会效益，可以在整个项目区域推广使用。

[关键词]综合管廊；地基；软土；降水；施工技术

[中图分类号]TU990.3  [文章编号]1002-8498(2016)07-0105-04

0  引言

 平谭万北路（环岛西路一万顺路）市政综合管廊工程路线场地属于我国典型南部沿海区域代表性的海相深厚软土地层，这种典型地层是在周期性的潮汐水流等因素作用下，在地层的上部常形成厚度为1~2m的所谓“硬壳层”，而地层的下部则由夹杂着粉砂和粉细砂的淤泥或淤泥质土所构成，同时局部可能夹杂含有薄泥炭层。海相深厚软土地层的土层构造决定了海相软土地基具有含水量大、孔隙比高、杂质含量大，易压缩、难渗透、承载力不高等特性。在该地质上进行综合管廊施工往往存在着许多问题，例如基坑降水难度大、基坑支护桩易侧滑、基坑边坡稳定性不足、基底不均匀沉降难控制等。

 上述海相深厚软土地基给市政综合管廊工程的施工带来了诸多问题，为解决这些问题，依托万北路（环岛西路一万顺路）市政综合管廊工程段的施工，在深厚软土地基处理技术的基础上，针对海相深厚软土地层中综合管廊明挖法施工技术和质量检测技术进行研究。

1  工程概况

 平潭地处福建省东部沿海、台湾海峡西岸，其特殊的地理位置决定了其在海峡西岸经济区的重要地位。平潭综合实验区的发展速度与其道路交通的便利程度密不可分，而现有的交通基础设施严重落后，为加快平潭综合实验区开发建设进度，需建设一套高效可持续的交通基础设施系统，因此迫切要求先行发展包括本项目在内的城市骨架路网工程建设。

 对平潭综合实验区市政工程综合管廊项目取K4 +750-K4 +850段作为试验段，全长100m。管沟设在非机动车道及人行道下面，上层覆土2.0~4. 6m，含1种标准断面。该标准断面的净空尺寸为( 3 100mm +2 600mm) x3 000mm，如图1所示。管沟采用矩形箱涵的结构形式，分为双仓，其中给水管、通信电缆、中水管设为综合仓，高压电力电缆、中压电力电缆设为电力仓。

 综合管廊底板、外侧墙和顶板厚均为350mm，内侧墙和垫层的厚度均为300mm，每12. 0m设置1道变形缝，缝宽30mm，不设竖向施工缝。防水工程是本工程重中之重，试验段使用C40防水混凝土进行综合管廊主体结构的浇筑，从而达到主体结构自防水的目的，同时在管沟的内墙接缝处涂抹防水涂料，从而形成复合设防达到P8设计抗渗等级。

  2地质、水文、气候特征

  2.1地质特征

 平潭主岛海坛岛地形特征复杂，大体上呈现为南北丘陵、中部平原。该综合管廊工程位处海坛岛中心商业区域，由于路线狭长，穿越丘陵和堆积平原而导致施工场地极不平整，土质松散软弱，给施工带来极大困难。

  2.2气候特征

 平潭属于典型的南亚热带临海岛屿季风气候。 一年之中，四季的气温升降变化不大，而降雨量变化较大，由于海洋性季风影响，一般而言春冬季节雨水充足而夏秋季节易干旱，在夏季施工过程中需做好主体结构养护工作。四季风害频繁，需做好防备工作。

  2.3水文特征

 由于平潭海岛多丘陵低洼导致不易形成完备的河流体系，土体渗透性差，地表雨水多以池塘小溪汇存。春冬多雨时节，丘陵岩网及地下基岩以孔隙水和承压水的形式储存雨水；夏秋干旱少雨，便通过松散岩孔中的残留水来补充给水。综上，工程场地土质含水量大，在基坑支护过程中，给予支护桩极大的土压力，在基坑施工时需密切注意施工安全，选择合理的基坑支护形式。

2.4地质情况

 项目标段所处地质土体呈层状，该地层上部土层主要为细中砂、淤泥和淤泥质土等，深度达到11~15m，属于工程的主要施工范围深度。然而该上部土层无法满足工程地基承载力要求，需通过抛石挤淤、水泥搅拌桩或CFG桩等软基处理方法处理后达到地基承载力要求时，才能在其基础上进行综合管廊的施工。

2.5地震基本烈度

 该工程所处的项目场地地震基本烈度为Ⅶ度，属于强震区。

3  海相深厚软土综合管廊施工

3.1软基处理

 结合本工程特点，设计中根据各路段不同的地质条件、承载要求以及施工条件，在尽可能简化的前提下采用如下软基处理办法。

 1)对于浅薄层软弱地基（厚度≤3. 5m），采用换填处理，换填时结合粗粒垫层能有效扩散基底应力，经换填处理后软基的承载力有显著提高，整个地基在施工时沉降量大大减小，并且在换填骨料上铺设垫层，浇筑综合管廊，其工程的整体稳定性大大提高。

 2)对于深厚软弱地基（厚度>3. 5m且≤15m），采用水泥搅拌桩进行软基处理。

 3)对于深厚层软弱地基（厚度> 15m），采用CFG桩复合进行软基处理。

3.2基坑施工

 3.2.1井点降水

 在基坑开挖前需打设井点降水。只有当基坑地下水位通过井点排除并稳定在坑底以下0. 5m时才能进行基坑挖方，并且在开挖后需及时对开挖部分进行支撑，以防槽壁失稳而导致基坑倒塌。

3.2.2基坑开挖

 1)钢板桩及横撑打设

 在打设钢板桩前需对桩身进行调直和除锈，并在入土端插口处抹油，以减少打桩过程中的摩擦力。采用振动沉桩法时，桩身的振动易扰动桩后土体，故在相同情况下应优先考虑静力沉桩。打桩时，要及时调整校对钢板桩，保证桩体垂直打入预定位置。钢板桩间通过插口连接形成整体，在钢板桩桩顶以下1m处设置1道腰梁，腰梁用2根I18制作，设置在预制托架上。间隔3m在桩身上设置横撑以增加基坑的横向稳定性。

 2)基坑开挖 基坑开挖应遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。在基坑两侧边界外1.5m处设置排水沟，以防地表水浸入基坑。打入钢板桩后，对基坑进行分段分层开挖。使用挖掘机从中线向两侧进行分层开挖，先开挖地表下1. 3m深的土层，进行横撑支护后，分层挖方直到设计坑底标高，其中分层开挖深度在2. 0m以内，开挖按施工分段跳跃式进行。开挖至坑底标高时，应边开挖边施做垫层。

3.2.3基坑支护

 根据场地地质条件、给排水专业要求及周边条件，对万北路综合管廊标段范围内基坑进行支护，支护工段基坑垂直开挖深度3.0~5. 0m，主要采用“钢板桩+钢管内支撑”支护方法，钢板桩采用拉森板桩，设置1道钢管支撑，钢管支撑采用热轧无缝钢管，基坑顶设置排水设施。其中采用ɸ325×10热轧无缝钢管，I18作为内支撑构件，由基坑支护纵断面图确定各段钢板桩的桩长、桩顶标高及桩底标高。

3.3钢筋工程

 按设计要求安装综合管廊的板筋和墙筋，根据钢筋型号的不同选择对应的连接方式，最终形成整体的筋网。需要注意的是固定板筋时，使用垫块撑起板筋以保证设计的钢筋保护层厚度。此外安装钢筋时还需要在预留的施工缝和沉降缝处在钢筋网上通过焊接固定止水钢板。

3.4模板工程

3.4.1侧墙支模

 综合管廊分段施工，每段长为12m，在底板浇筑完毕后进行侧墙支模，每段管沟的前后端处设沉降缝。在侧墙支模前，需处理已浇底板的施工缝。然后整体安装侧墙模板和顶板模板，侧墙外模板采用横肋和竖肋加以固定，使用对拉螺栓固定连接内外侧墙模板，在管沟段前后端的挡板使用长杆进行对拉固定，综合管廊侧墙模板安装如图2所示。

3.4.2顶板支模

 综合管廊顶板模板采用2. 0cm厚木模板，ɸ48满堂脚手架搭设满堂支撑架。先用满堂脚手架搭设板模支顶，调整地脚托顶至支顶顶面水平，脚手架顶部呈井字形放置木方作为上、下2层导梁。在导梁的基础上平整安装木模板作为顶板的底模。

 顶板支模完毕后需对满堂支架进行超载预压来检验支架的强度和变形性能，检测完毕满足要求后才能进行顶板钢筋的安装。

3.4.3拆除模板

 浇筑完侧墙与顶板混凝土后，侧墙模板在混凝土达到7d强度即可拆模，顶板的模板、支架待顶板混凝土达到设计强度后再拆除，要求按与安装相反的顺序自上而下拆除。

3.5混凝土工程

 综合管廊主体结构以底板上30. 0cm处的施工缝为界进行2次浇筑。施工缝下底板及侧壁混凝土一次浇筑完毕后，待施工缝下方混凝土的抗压强度达到1. 2MPa以上时进行剩余侧墙和顶板的一次性浇筑。在侧墙模板支护前，需对施工缝处的混凝土进行凿毛处理，清除其表面的杂质和松动骨料。浇筑前，施工缝处宜先铺与混凝土成分相同的水泥砂浆1层，以保证接缝的质量。浇筑过程中，施工缝处的混凝土应振捣充实。

3.6基坑回填

 1)墙背回填

 基坑回填在管沟结构施工完毕后进行。回填应尽量选择中粗砂来增加管沟的抗震性能。回填时应确保基坑内无积水。管沟必须经检验合格才能回填。采用分层对称回填并夯实的施工方法，每层回填深度≤20cm，在对中距管顶50cm的范围内采用人工夯实处理。

 2)拆除基坑支护

 在满足给排水及道路专业要求后可进行管槽回填，基坑回填至管肩位置后，要拔除钢板桩，以便重复使用。使用中粗砂或水泥浆来填实拔出钢板桩后空洞。当管槽回填至支撑底标高时，可以拆除该道内支撑。拆除时应注意间隔拆桩，应遵循对称原则，防止不均匀受力产生差异变形。

4质量控制与监控量测

4.1基础处理后承载力检测

 对综合管廊试验段CFG桩处理后进行基底承载静载荷试验，按国家现行标准《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003的有关规定进行，在CFG桩桩顶安装油压千斤顶，由混凝土配重平衡试验所需的反力，千斤顶逐级加载。通过桩顶沿对称方向安设的百分表读取桩顶沉降值。将所选9根测试桩的最大试验荷载加至640kN，试验过程无异常现象，均顺利完成，最大试验荷载下测试桩的桩顶总沉降值在20mm左右，符合规范。测试桩单桩静载试验结

果如表1所示。

4.2基坑变形监测

 为保证边坡稳定，在钢板桩桩顶设置位移以及临近道路设置沉降变形监测，水平位移沉降监测点布置纵向间距为30m，共布置80个点，在土方开挖期间，每天监测1次基坑顶部位移，基坑支护完成后每5d观测1次，未发现有明显变形位移，坡顶位移最大值未超过40mm，满足设计及安全施工要求。

4.3过程质量控制

 综合管廊结构施工过程中，严格控制模板制作与安装工艺，对工序执行“三检”制度，检查支模体系的稳定性、模板拼缝质量、预埋件位置等；在混凝土浇筑过程中，控制混凝土的搅拌质量、坍落度及浇筑振捣工艺；伸缩缝安装过程中严格控制止水带的质量、安装工艺、混凝土浇筑过程严防漏振等。

 通过对整个施工流程的监测，施工过程中，土体沉降、墙体倾斜、墙体水平位移以及地下水位均在控制范围内。施工完毕后综合管廊的整体性好，未见明显裂缝，防水性好，强度高，满足使用要求。

5  结语

 通过对综合管廊的施工与检测，本海相深厚软土市政综合管廊施工工法安全可靠，相对于其他软土地基综合管廊施工工法而言，更加简便和快捷，既加快了关键工序的施工进度，又保证了工程施工的质量和安全，取得了明显的经济和社会效益，可以作为类似地质条件下综合管廊施工的参考。