地下綜合管廊不均勻沉降治理與施工技術

余增兵 陸榮韓

（華藍設計（集團）有限公司，廣西南寧 530012）

從我國城市發展情況中能夠看出，在市政建設初期，往往不會對城市地下管網需求量進行全面考慮，傳統架空式和直埋式管線設計時，會出現道路重復開挖、架空線路密集等問題，增加了相關問題的出現概率。現階段，綜合管廊概念得到了普及應用，能夠滿足特殊區域的需求，并搭配地下通道、停車庫等，增加了城市地下空間的利用率。但由于管廊設計較長，容易出現沉降問題，使得管廊沉降預防成為新的技術研究對象。

1 工程概況

為了方便研究，本文以某城市中心的綜合管廊為研究對象。該管廊由電力倉和管道倉構成，屬于雙倉式管廊內容，綜合管廊布置在道路綠化帶下方，管廊實際高度為3.2 m，寬分別為2.6、2.5 m。實際覆土厚度為2.0 m，埋深為5.5 m。在墻的兩側和墻下布置應力管樁時，布置間隔為4～4.5 m，管樁直徑常見的有500 mm和400 mm。樁端持力層設計中，主要以強、中風化花崗巖為主，實際樁長度在23.5～35 m范圍內，常見的單樁承載力為2 000 kN和1 500 kN。

根據實際測量數據，中心段K5+648～882段的廊溝結構沉降比較明顯，且處于不均勻側向斜沉狀態，沉降側向人行道以及綠化帶。該管廊建設時，總共消耗兩年時間，在應用時，出現了頂板和底板錯臺現，以及倉內積水等，導致管廊無法正常應用。具體病害位置為T4和T5管節（K5+882）、T6和T7管節（K5+824.1）、T12和T13管節（K5+678.8）等。另外，在伸縮縫部位管節出現明顯的錯臺現象，橡膠止水帶也存在拉裂問題，影響管道倉和電力倉排水通暢度。

2 地下綜合管廊不均勻沉降出現的原因

（1）地質原因。

由實際勘察報告可知，K5+648～882段的管廊下部淤泥層厚度范圍為17.0～23.0 m，證明該層土含水量本身偏高，承載力有限，具備良好的可壓縮性，抗剪強度不足，容易出現壓縮變形現象。在回填土出現荷載作用后，淤泥層也會出現固結壓縮變形現象，對樁基形成負摩擦力，導致預應力管樁豎向承載力大幅下降。由管廊基礎研究可知，在覆土重量以及管倉結構等作用下，整體沉降幅度明顯偏大，且處于不均勻沉降狀態[1]。

（2）施工不當。

由于樁端持力層標高出現明顯變化，施工管理工作存在欠缺現象，部分樁沒有進入設計持力層中。基于管樁施工角度，存在明顯的樁偏位現象，導致樁基承載力明顯下降。出現樁基偏位現象后，樁頭以及底板的連接存在問題，樁基和基底土層間的沉降也會產生差異，容易導致樁頭頂穿底板。

3 地下綜合管廊不均勻沉降加固方案的選擇

3.1 地基加固方案對比

（1）高壓旋噴樁方案。

在旋噴樁制作過程中，主要借助鉆機將旋噴注漿管以及噴頭鉆到樁底設計高程上，將預先配置好的漿液借助高壓發射裝置賦予液流較大能力，最終從注漿管附近的噴嘴中噴出，形成一股能量高度集中的液流，對土體產生破壞。在實際噴射過程中，鉆桿邊的旋轉邊得到了明顯提升，能夠保證漿液和土體得到充分攪拌，在土體中形成柱狀固結體，保證地基得到加固。相比之下，由于高壓旋噴樁施工質量控制過程較為復雜，施工過程中會產生大量廢棄泥漿，增加了排污的工作量，且管廊內部的施工空間不大，無法適用高壓旋噴樁進行地基加固操作。

（2）錨桿靜壓樁方案。

實際錨桿靜壓樁應用過程中，能夠體現較大優勢。

①設計理論成熟度較高，加固效果可以通過定量計算得出具體結果。

②施工裝置輕，作業面積小，可以在有限空間中進行施工操作。

③能耗有限，施工時不會出現震動和噪聲現象，不會對環境產生影響。

④壓樁施工時間較短，消耗的費用也較低。

（3）方案選取。

相關工作人員需要對管廊實際結構特點和沉降情況進行深入分析，明確其優缺點，并對抗壓和抗拔要求進行考慮，最終選擇應用錨桿靜壓樁方案開展管廊基礎設計操作。封裝工作完成后，需要設置反壓錨板，并借助化學錨栓等裝置與底板實現錨固，最終將樁和基礎底板的協同承載能力體現出來[2]。

3.2 錨桿靜壓樁設計參數

在樁位布置過程中，艙內設置了2排錨桿靜壓樁，管道倉以及電力倉邊墻側樁的距離為2.8 m和4 m，與隔墻側樁之間的距離為8 m。由于受到艙內管線的限制，樁位與邊墻之間的距離分別為1 m和0.95 m。從具體施工現場情況能夠了解到，該工程總共需要設計100根錨桿靜壓樁。在錨桿靜壓樁技術參數確認上，預制方樁規格為250 mm×250 mm，實際樁段長度在2 m左右。在樁身混凝土強度維護中，主要應用C30混凝土，通過角鋼電焊形式對各樁進行焊接，保證單樁承載力在200 kN以上，平均樁長為20 m。

3.3 結構處理

受不均勻沉降問題的影響，容易導致系統中的部分結構受到破壞，按照損壞程度進行處理，主要涉及的內容包括：

（1）裂縫灌漿。

主要用于解決管廊頂部由于不均勻沉降而導致的裂縫現象，但并不存在大塊剝落情況。

（2）除銹、環氧樹脂砂漿修補。

在管廊頂部以及變形縫位置，倘若已經出現混凝土剝落或者是鋼筋腐蝕問題，可以采用該方式進行處理。

（3）混凝土底板的破損修復。

混凝土結構底板出現低樁頭頂裂現象后，需要借助該種方式進行修復如果破損鋼筋出現上鼓變形問題或底板滲漏水部位遭到破壞，可以應用該方式進行修復。在此過程中，工作人員可以選擇先將破損混凝土和凸出物去除，安裝好鋼筋后執行灌漿料澆筑任務，保證主體操作的完整性。

4 具體施工技術要求和方法

4.1 錨桿靜壓樁施工

在壓樁孔鉆鑿成孔以及錨桿埋設過程中，工作人員可以直接在原來底板位置應用風鎬實現成孔開鑿，孔的上口尺寸為350 mm×350 mm，下口尺寸為300 mm×300 mm。底板鋼筋從中間被切斷后，可以彎折在孔壁附近，封樁后可及時將其恢復。

壓樁操作時，具體樁段可以委托工廠進行預制操作，樁身混凝土滿足設計強度的70%后，方可轉移到施工現場，準備壓樁前的相關工作程序。對于壓樁架的應用，需保證其時刻處于垂直狀態，并將錨固螺栓中的螺帽擰緊，保證千斤頂和樁軸線處于統一垂直平面中。壓樁施工時，軸心受壓不能中斷，一旦發現偏移問題，工作人員應及時對其進行調整。壓樁施工中，不能出現長時間停頓問題，并保證一次到位，如果遇到必須中途停頓現象，可以將其停留在軟土中。

執行接樁操作時，工作人員還應保證下節樁和下節樁的軸線完全一致，盡可能保證接樁時間的短暫，此時各個工序之間的配合度也要處于較高狀態。接樁時，上節和下節應保持對準狀態，保證街頭接觸面的受力才能均勻。在焊接過程中，工作人員需要清理鋼表面的銹跡，強化滿焊質量。

4.2 結構處理

（1）裂縫處理。

相關工作人員可以先使用鋼絲刷等將表面的灰塵和污染物等清理干凈，再使用毛刷蘸取適量丙酮等有機溶液，沿裂縫處進行擦拭，之后再進行清洗，保證其干燥程度。

（2）埋設灌漿嘴。

實際工作中，將專業的灌漿嘴埋設搭配混凝土外表面。

（3）封縫操作。

沿著裂縫兩側20 mm左右的位置開展環氧樹脂膠涂抹操作，在此過程中，環氧樹脂膠的涂抹必須保證均勻，實際涂抹厚度不能超過2 mm。

（4）灌漿操作。

工作人員可借助相關灌漿器材向灌漿嘴中壓入漿液。漿液從相鄰漿嘴中出漿后，開始進行漿嘴密封操作，之后再次從進漿嘴中注入，以此類推。開展除銹以及環氧樹脂砂漿修補操作前，需要將露筋部位松散混凝土全部清理干凈，鋼筋除銹操作結束后，利用環氧樹脂砂漿執行修補和密封操作。

4.3 管道頂升

某個區域出現明顯的沉降問題后，相關工作人員需要根據管廊結構沉降數據以及管道應力監測數據進行判斷，如果管道應力值處于較高狀態，為了確保管道的運行安全，需要對管道現場情況進行深入分析，了解固定支架位置，查看是否因為沉降現象對管道產生了更大的拉力，最終導致管道變形。在固定支架限位方面研究中，工作人員可以根據現場情況，將管道支架實際布置位置反映在沉降數據圖上，可以直接將沉降對管道產生的影響展示出來。另外，在施工時，需要將目標看作釋放管道因結構沉降增加的應力，此時需要在固定支架切除前進行水平方向限位固定操作，保證管道只能在豎直方向進行移動，避免對管線產生影響。在頂升施工上，管道頂升需要對支架位置提升情況進行準確計算，需從最低點開始，向兩側開展，保證能夠緩慢進行管道抬升施工，不能直接抬到最高位置，避免對管道產生二次傷害。

5 結語

綜上所述，由于地下綜合管廊裝置位于地下，一旦出現問題，處理難度較高。因此，在實際工程建設過程中，工作人員應嚴格按照施工要求進行，并嚴格管理。針對深厚軟土以及回填土工程的建設，由于物理學性質不明顯、回填過程中存在的摩擦阻力，應保證樁基進入持力層中，降低沉降變形問題的出現概率。