軟弱土層綜合管廊地基處理方案選用分析

董 彬

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000）

綜合管廊是城市建設中應用極為廣泛的構筑物，同時也是決定城市發展質量的關鍵。在城鎮化進程大背景下，多數城市涉及綜合管廊工程項目。實際建設過程中，若結構基礎底面設置在軟弱土層上，則容易出現地基土承載力不足的問題，需通過合理的措施改進地基土[1]。考慮到地基處理規模大、成本高的基本特點，選擇何種軟基處理方案顯得尤為關鍵，這也是綜合管廊工程中需重點探討的問題。

1 典型軟基處理方法

行業持續發展之下，軟基處理方法較為豐富，諸如排水固結法、置換法等[2]。下文對常見的幾種方法進行分析。

1.1 排水固結法

排水固結系統組成示意圖如圖1所示。其可細分為堆載預壓法、真空預壓法等。基于施加預壓荷載的方式，排水固結法可實現對軟黏土的有效處理，使其孔隙水有效排出，繼而土體出現固結現象，土中空隙體積出現明顯的減小趨勢，有助于提升土體強度，可控制地基工后沉降。

圖1 排水固結系統組成

1.2 振密擠密法

此類方法可細分為強夯法、擠密密實法等，根據實際情況采取合適的處理措施，在振動與擠密的雙重作用下有助于提升深層土的密實性，可有效控制地基土孔隙比，使其具有較高的強度。

1.3 置換及拌入法

現階段，應用較為廣泛的有換填墊層法、深層攪拌法等。以砂、碎石為原材料，可實現對地基軟弱土的置換，并向其中注入適量的水泥等材料，形成具有穩定性的加固體，并與該處的土體有效聯結，演變為復合地基，此方式可顯著提升地基承載力，有效避免沉降現象。

1.4 加筋法

此方法常見有加筋土法、復合地基法等[3]。選取具有較大強度的土工聚合物，將此類材料埋入地基中，有助于提升地基承載力，有效控制沉降現象，后續施工作業中綜合管廊的穩定性較好。

2 綜合管廊軟基處理方案選擇依據

基于上述分析得知，軟基處理的可行方法較多，各自特點存在差異，適用性也不盡相同。對此，需從地質、水文、材料供應等多方面因素出發，以不影響軟基處理質量為基本前提，選取合適的方法，使其發揮優良效益，確保地基穩定性，為后續綜合管廊施工作業提供支持。

綜合管道埋設于地下空間中，為典型的細長形結構，普遍寬度為3～10m，根據實際需求確定合適的長度，短則幾十米，部分情況下可達到幾十公里。有別于常規地下結構的是，綜合管廊體量相對較大，與地鐵隧道工程具有相似性。綜合管廊結構覆土深度相對較小，不存在明顯的上部荷載，因此對地基承載力提出的要求偏低，但由于縱向尺寸偏大，需為之增設沉降縫，因此需重點關注地基不均勻沉降問題。根據工程情況，若地基不均勻沉降偏大，將出現結構墻局部彎矩超限等問題，隨之出現結構破壞，因此要根據軟基實際情況選擇合適的處理方案，盡可能避免結構不均勻沉降現象。實際工程案例表明，堆載預壓、換填等方法都較為可行，在控制地基不均勻沉降上具有較好的應用效果。

3 工程實例應用

3.1 工程概況

在某城市新區綜合管廊項目中，所在地區的氣候濕熱，夏季易出現臺風等自然災害，為確保綜合管廊穩定性，將其基底深度設置為7～10m。通過勘察得知，基底下部含黏土層、淤泥層、粉砂層等，經技術分析后將綜合管廊設置于淤泥層中，還有部分結構設置在黏土層中。此外，基于對場區地下水位的分析得知，其與地表相近。

3.2 總體方案比較

將行業內較為典型的幾種方法加以對比并參考相關案例分析得知：加筋法在軟基處理中取得廣泛應用，具體又以復合地基以及樁基處理最為典型，其中復合地基的處理方法較為豐富，如CFG樁、高壓旋噴樁等，但要以實際情況為準，選擇最為合適的復合地基處理方法。

根據該工程的施工要求，標準段復合地基承載力至少要達到150kPa，諸如投料口等節點處較為特殊，需達到200kPa；完成綜合管廊施工作業后，沉降縫的高差不可超過1cm。從施工現場實際環境出發，參考類似工程經驗，該工程中具有可行性的方法主要有如下兩種。

（1）PHC預制管樁方案。此方法可實現工廠化生產，有助于提升施工質量，將其轉移到施工現場，基于錘擊與靜壓的方式將其有效埋于軟基中，使其作為綜合管廊的基礎結構。若采取此方案，地基承載力可提升至200kPa甚至更高，處理深度超20m，且具備效率高、工后沉降小等多重特點，施工具有靈活性，通過設置樁帽、擴大樁距等途徑有助于控制工程成本。

（2）鉆孔灌注樁方案。通過泥漿護壁技術，基于慢速鉆進的方式可達到排渣成孔的效果，向該處灌注混凝土以便形成樁結構，是現階段軟基處理中極為典型的方案。施工中使用到地質鉆機，該設備的適應能力強，可在各類地質條件下展開施工作業，孔徑介于300～2500mm，最大深度可達20m。經施工后，成孔質量良好，但存在效率低、成本高的局限性，且會對施工現場乃至周邊環境造成影響。

基于上述分析，從技術可行性的角度來看，兩種方法都可滿足工程要求，但PHC預制管樁方案對成本要求相對較低，參考類似綜合管廊施工案例，最終選定為PHC預制管樁方案。

3.3 過河段地基處理方案

根據各施工節點的實際情況，需確定與之相適應的施工工法。關于綜合管廊過河段的施工作業，可通過設置圍堰的方式處理河道，并輔以明挖法施工作業。受施工場地的限制性影響，PHC預制管樁的方法在實際應用中存在諸多局限性，因此還提出了鉆孔灌注樁方案，下文則對兩種方案展開對比分析。

（1）PHC預制管樁方案。根據綜合管廊施工要求，單個節段長度為30m，使用到的是D=0.4m的管樁，基于橫向布置的方式將其置于側墻等區域，彼此間形成的縱向間距為2.5m，具體布置情況如圖2所示。各結構差異沉降需得到有效控制，要求各沉降縫產生的沉降差不超過1cm。考慮現場施工情況，最終選定為“樁帽”彼此相連的方式，構成連續“承臺”結構，其面積超過管廊底板，并通過剛性連接的方式實現與下部樁體的穩定連接。優點：效率高、各部分結構受力具有合理性。缺點：需展開大規模清淤換填施工作業，對場地提出較高要求。

圖2 PHC預制管樁方案

（2）小直徑樁鉆孔灌注樁方案。單個節段長30m，使用到D=0.6m鉆孔灌注樁，基于橫向布置的方式將其設置在兩側墻底部，彼此形成的縱向間距為7m，該工程中每段共使用到10根。優點：適用性強，成樁便捷性好。缺點：施工耗時長，伴隨大量風險。

（3）大直徑樁鉆孔灌注樁方案。單個節段長20m，使用到D=1.0m鉆孔灌注樁，基于橫向布置的方式將其設置在兩側墻底部，彼此形成的縱向間距為18m，該工程中每段共使用到4根。優點：適用性強，成樁便捷性好。缺點：所需成本高、風險偏大。

（4）方案經濟性比較。具體如表1所示。

表1 方案經濟性比較 單位：萬元

基于上述內容得知，大直徑鉆孔灌注樁的方式對成本提出較高的要求。由于綜合管廊施工現場的土質較為軟弱，必須使用到具有較高強度的基坑支護裝置。基于多種方案對比分析后，選擇PHC預制管樁的工藝方法。

4 地基處理形式對結構的影響

鉆孔灌注樁施工作業時，考慮到樁距大、側傾受力集中的基本特點，有必要針對結構做出核算。行業持續發展之下，鉆孔灌注樁方案技術水平已經較為成熟，在各類型場地中均具有適用性。實際計算工作中，要充分考慮到管廊頂底板、側墻等關鍵性結構的受力狀況，以便提升設計方案的可行性，全面做好軟基處理工作，為綜合管廊施工作業創造良好條件。

5 結束語

文章從工程實例出發，圍繞多種軟弱地基處理方案展開對比，充分考慮到施工質量、便捷性、環保等多方面要求，最終選定為PHC預制管樁方案，其具備施工便捷、適應性好、環保等多重特點，在其支持下可改善軟土地基承載力，最終順利完成綜合管廊施工作業，整體工程品質較佳，具有一定的參考價值。