王 扉 吳旗悅步 黃立勇 岳文才

（1.廣東順德中心城區(qū)投資開發(fā)有限公司，廣東 佛山 528322；2.中國建筑第八工程局有限公司，上海 200122）

地下綜合管廊一般指沿著市政道路或公路建造的一個集電力、通信、供熱、供水、燃?xì)獾裙芾|于一體的地下連續(xù)構(gòu)筑物。因為其可以實現(xiàn)多系統(tǒng)同時檢修、管理和維護的便利性，地下綜合管廊在國內(nèi)城市新片區(qū)開發(fā)中得到大力的推廣。2018年全國綜合管廊擬在建項目共455個，總投資約4000億元。地下綜合管廊主要施工方法有明挖法、淺埋暗挖法、盾構(gòu)法和頂管法，其中明挖法是最常用的基坑施工方式。明挖地下綜合管廊基坑中，主要有分級放坡開挖、鋼板樁支護、土釘墻支護、SMW工法樁支護、灌注樁排樁支護和地連墻支護等形式。

地下綜合管廊基坑有顯著的特點：①一般為深基坑（基坑深度大于5m），屬于危險性超過一定規(guī)模的工程；②基坑窄而狹長，施工空間受限；③基坑施工過程與主體結(jié)構(gòu)施工有較多的工序穿插。因此本文依托于佛山市順德區(qū)某地下綜合管廊，從工程實際出發(fā)并結(jié)合科學(xué)計算分析，對地下綜合管廊深基坑設(shè)計和施工工序進行分析和優(yōu)化

1 工程概況與工程地質(zhì)條件

1.1 工程概況

佛山順德某K0+445～K0+570段地下綜合管廊全長125m,劃分為5個節(jié)段；單倉結(jié)構(gòu)，外輪廓尺寸輪廓為4.1m×4m，內(nèi)輪廓尺寸為3.4m×3.3m；主要附屬結(jié)構(gòu)為排風(fēng)口。

按照設(shè)計方案，基坑深度在5.82m～5.6m之間，排水坑位置局部加深1.5m，基坑寬度6m。全段采用鋼板樁+鋼支撐支護體系，鋼板樁為IV型拉森鋼板樁，長度15m。鋼管支撐采用φ500mm×12mm，鋼管支撐水平中心間距為4m，鋼材采用Q-235鋼。根據(jù)基坑深度和管廊結(jié)構(gòu)設(shè)置2道鋼支撐，第一道鋼支撐在管廊坑頂標(biāo)高下0.25m處，第二道鋼支撐在第一道鋼支撐下2m處。H500mm×300mm×11mm×18mm雙拼工字鋼腰梁?；泳唧w布置形式見圖1?；邮┕ろ樞蛉鐖D2所示。

圖1 綜合管廊基坑橫斷面圖

圖2 設(shè)計方案中綜合管廊管廊施工流程圖

1.2 工程地質(zhì)條件

工程場地位于珠江三角洲沖積平原腹地，沿線地形較為平整，高程標(biāo)高變化在1.13m～4.80m，整平后場地標(biāo)高為1.3m。根據(jù)本工程地質(zhì)勘探報告顯示，本場地地基土由人工填土層(Q4m1)、第四系沖積層(Q4a1)、第四系殘積層(Q4e1)組成，基底巖石為早奧陶世混合花崗巖類(O1ηγ)風(fēng)化基巖，風(fēng)化基巖埋蔵深淺不一。工程地質(zhì)縱斷面共分主層7層(1～7)，依次是：①填土層；②淤泥質(zhì)土層；③粉砂層；④中粗砂層；⑤粉質(zhì)黏性土層，透鏡體亞層分1層，為③1層粉質(zhì)黏土層。各土層參數(shù)如表1所示。

表1 各土層參數(shù)

根據(jù)本工程地質(zhì)勘察資料，本場地地下水主要分為上下兩層，上層為第四系沖積層富存的松散孔隙水，下層為基巖裂隙水4。松散孔隙水含水層為第③層粉砂及第④層中粗砂，屬于中等～強透水性，場地分布范圍廣泛，且累計厚度較大，故水量豐富，初見水位埋深在0.5m～3.0m。

2 綜合管廊深基坑設(shè)計分析和優(yōu)化

2.1 綜合管廊深基坑支護方案分析

從綜合管廊基坑支護方案中可以發(fā)現(xiàn)以下幾點問題：

（1）管廊坑底標(biāo)高坐落于淤泥質(zhì)土層，坑底隆起的可能性較大，需要有加固措施。

（2）管廊基坑第二道支撐中心線標(biāo)高低于管廊頂板底標(biāo)高。按照設(shè)計方案的施工流程圖（圖2）要求，底板傳力帶澆筑完成且傳力帶達到100%強度后才能進行第二道鋼支撐的拆除。底板鋼筋的綁扎過程中，需要有側(cè)墻鋼筋預(yù)留。在鋼筋放樣過程中發(fā)現(xiàn)，鋼筋編號1、1a、1b和5都與第二道鋼支撐位置沖突（如圖1、圖3所示）。如果按照設(shè)計方案中的施工流程，會將1、1a、1b和5號鋼筋分段，導(dǎo)致鋼筋連接處增加，加大施工難度，也增加了鋼筋浪費的可能。

圖3 綜合管廊鋼筋圖

（3）第一道支撐間距過小造成圍檁安裝和拆除過程中施工困難。管廊鋼支撐水平中心間距為4m，物理間距為3.5m。管廊圍檁H型鋼長度為12m一段?；訉挾葹?m，安裝完第一道圍檁后基坑寬度縮小至5.4m。在圍檁安裝過程中需要傾斜、轉(zhuǎn)動才能完成安裝，因為傾斜角度過大，會有吊線與圍檁夾角過大和圍檁碰撞到第一道支撐和圍檁的安全隱患。

（4）綜合管廊方向通長鋼筋吊裝困難。沿綜合管廊方向通長鋼筋長度為12m。但是在鋼筋吊裝過程中會碰撞到支撐或者圍檁，導(dǎo)致鋼筋彎折。而從基坑兩端端頭處搬運又會增加倒運費用。

（5）第二道鋼圍檁無法拆除。按照設(shè)計方案的施工流程圖（圖2）要求，底板傳力帶澆筑完成且傳力帶達到100%強度后才能進行第二道鋼圍檁的拆除。因為管廊寬度較小，且第一道鋼支撐間距較小，在第二道鋼圍檁拆卸過程中需要傾斜、轉(zhuǎn)動，有碰撞到已經(jīng)完成綁扎的側(cè)墻鋼筋或者已經(jīng)完成澆筑的地板混凝土的可能，對半成品的保護不利。

（6）管廊有外防水構(gòu)造，見圖4，其中防水卷材為1.5mm厚粘貼型高分子濕鋪防水卷材。管廊主體結(jié)構(gòu)底板施工前已經(jīng)完成底板濕鋪防水卷材敷設(shè)，并在兩側(cè)預(yù)留50cm寬卷材。待底板混凝土澆筑后完成后再在混凝土結(jié)構(gòu)面抹上砂漿，然后將兩側(cè)預(yù)留卷材鋪貼在砂漿面上。傳力帶施工和傳力帶起作用的過程會導(dǎo)致卷材受擠壓破壞且外防水做法不連貫，有滲漏風(fēng)險。

圖4 綜合管廊外防水構(gòu)造圖

2.2 綜合管廊深基坑支護方案優(yōu)化

綜合上面的分析，綜合管廊深基坑支護方案主要問題是基坑坑底無加固處理、第一道鋼支撐間距過小和施工順序不合理。本文從工程實際出發(fā)并結(jié)合科學(xué)計算分析，對地下綜合管廊深基坑設(shè)計優(yōu)化提出以下幾點建議：

（1）增加坑底水泥攪拌樁加固，水泥攪拌樁加固長度為3m，樁徑為700mm，樁間距為500mm，見圖5、圖6。主要目的是：增加基坑底部的抗隆起變形能力，控制支護結(jié)構(gòu)變形；增加坑底止水效果，防止突涌現(xiàn)象發(fā)生；提高該段管廊下方地基處理CFG樁基礎(chǔ)承載力，減小不均勻沉降。

圖5 優(yōu)化后綜合管廊基坑支護方案

圖6 綜合管廊基坑坑底加固大樣圖

（2）第一道鋼支撐水平中心間距由原來4m增加至6m。使用理正巖土深基坑計算軟件計算加第一道支撐的工況。然后將剪力數(shù)據(jù)代入到理正結(jié)構(gòu)工具箱中，按軸心受壓構(gòu)件截面分類b類進行計算，繞x軸最小穩(wěn)定系數(shù)為1.51，繞y軸最小穩(wěn)定系數(shù)為1.47，見圖7。第一道支撐間距調(diào)整至6m，構(gòu)件穩(wěn)定滿足要求，強度滿足要求。

圖7 加第一道撐工況計算結(jié)果

（3）增加底板墊層厚度，將底板墊層作為傳力帶使用，調(diào)整基坑施工流程。優(yōu)化的基坑施工流程見圖8所示。

圖8 優(yōu)化后綜合管廊管廊施工流程圖

3 優(yōu)化成果檢驗

（1）K0+445～K0+570段地下綜合管廊下方均進行了水泥攪拌樁坑底加固處理。該段落實測平均沉降值為2.3mm，最大沉降值為3.7mm，相較于其他沒有進行坑底加固的管廊段落，平均沉降值減小0.9mm，最大沉降值減小1.3mm。

（2）第一道鋼支撐水平中心間距由原來4m增加至6m。第二道鋼圍檁吊裝安裝施工時間平均每根縮短17min。減少了鋼筋的二次搬運，預(yù)計減少費用為17200元。

（3）調(diào)整施工流程使1、1a、1b和5號鋼筋可以一次綁扎到位，避免了鋼筋浪費，減少了鋼筋連接點。還可以保證防水施工的連貫性。

4 結(jié)語

本文依托佛山順德某地地下綜合管廊工程，對該基坑設(shè)計方案進行了分析和優(yōu)化，結(jié)果表明優(yōu)化后的基坑方案在滿足基坑穩(wěn)定性的要求前提下，可以減少施工交叉和碰撞問題，在工程實際應(yīng)用中減少了施工難度、增加了施工連貫性。地下綜合管廊明開挖基坑設(shè)計在市政工程設(shè)計領(lǐng)域還是處于起步狀態(tài)，在使用現(xiàn)有基坑設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的前提下，結(jié)合工程實際和科學(xué)計算，能增加現(xiàn)場施工的便利性和可操作性。本文旨在為地下綜合管廊明開挖鋼板樁支護體系基坑設(shè)計及優(yōu)化提供參考。