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摘要：综合管廊作为国家鼓励推广的市政公用设施，舟山千岛商务区为舟山群岛新区的核心建设区，城市规划中首先考虑综合管廊方案。本文针对舟山小干岛环岛北路地下工程建设（主要为综合管廊）地质条件进行论证分析，首先提出适用于环岛北路（路基）地基处理的推荐方案，再针对综合管廊常见两种地基处理方案进行比选，为今后小干岛地下工程的施工提供重要参考，并对综合管廊的抗浮计算简要研究。
关键词：地下工程；综合管廊；地基处理；抗浮分析
引言
地下综合管廊是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道。舟山千岛商务区作为未来国家重点发展的自由贸易港区核心商务区，推行地下综合管廊建设，统筹各类市政管线规划、建设和管理，避免反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效，有利于提高商务区综合承载能力和服务质量。
舟山小干岛位于舟山东南部，为一狭长岛屿，其南侧靠海，北侧与舟山主岛间有一航道。岛内多为未开发荒地，内部多池塘、田埂，其中岛西北侧为仍为水域。环岛北路拟建址为小干岛原北侧围堤内侧，此区域路基上部为宕渣结构，厚度约1.5~2m，下部为淤泥及流砂，由于受潮水影响，土体含水率基本处于饱和状态。小干岛和小干岛综合管廊位置图：
本工程先进行上部道路路基的施工，路基处理采用引孔插板加堆载预压的方式。路基处理完后立即进行综合管廊的施工，综合管廊为现浇混凝土结构，自重大，施工采用先钢板桩支护，再挖除土石方至管廊底标高的方式。由于廊底标高为-5.7~ -9.2m，平均潮位为0.22m，此地基如若不做进一步处理，后期会在潮水的作用下再次变为软弱地基，造成经济损失。故地基处理的方式是本工程的重点，本文就综合管廊地基处理方式提出两种基础方案并进行必选及论证分析，为以后综合管廊的建设提供参考。
1 地质条件
根据勘探资料，本项目场地虽无不良地质发育，但是上部淤泥质土层的承载力并不能满足使用期综合管廊的荷载，主要原因有以下几点：1）含水率高：此处受潮水影响，长时间处于海水的浸泡之下，平均含水率近80%；2）厚度大：淤泥质土层有4层上下4层合计厚度为20~26m；3）强度低，容许承载力特征值均为0.05MPa左右；4）结构性差：结构一旦受到扰动，强度便会迅速降低呈流塑状；5）地下水位高：透水海堤使得地下水位受潮水影响，且保持在±0.00左右。由此可知，本项目场地淤泥质土易产生不均匀沉降和震陷，工程性质差。
2 地基处理方案
小干岛环岛北路工程场地原标高为+2..20m，其中上部为1.5~2m厚的宕渣，下部为淤泥和流砂，在综合管廊建设前，如若不先进行地基预处理，将会给基坑开挖及后续综合管廊基础不均匀沉降带来极大的隐患。综合管廊顶的覆土约为3.5~7.0m，其埋深约为7.5~11.0m，位置正好处于淤泥质软弱土层，为保证基坑开挖、支护、降水过程中坑壁的稳定和坑底不反渗水，必须进行地基处理。
国内常用的软土地基处理方式有真空预压、堆载预压、强夯置换、振冲、水泥拌合法等，其中：①强夯置换虽然施工机械简单工期短，但是其适用范围无法面对30多米的处理深度且无法保证紧邻海堤的安全性；②振冲法同样造价低工期短，但是其也只适用薄层地基处理；③水泥土拌合法刚度高、后期沉降小、防渗能力强，但是针对本工程，需要全部将上部宕渣换填，施工难度大且造价高；③而真空预压法处理造价低、处理深度大、无需堆载料，但是道路两侧为老海堤无法满足闭气要求；④插板堆载预压法，虽然施工周期较长、需大量堆载料，但是无需换填直接进行引孔插板、堆载料可用于路基回填等优点，对本工程有明显优势。
工程实践证明，在周边环境和现场条件允许的情况下，吹填土和淤泥软基土进行排水固结是最有效的地基处理方法。对拟建址进行引孔插板堆载预压处理，能使得下部软土土体物理力学性能有很大的改善。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据小干岛其他地区堆载预压法处理后土体指标，预测本场地地基处理后主要指标变化情况如下：
3 综合管廊基础沉降标准的确定
预测处理后场地平均标高为+1.80m，由于综合管廊顶的覆土约为3.5~7.0m，则可得廊顶高程为-1.7~ -5.2m，完全处于平均潮位以下。故综合管廊的防水措施是影响结构耐久及运作使用的关键因素。市政道路工程的沉降控制标准为“主干道30cm，次干道50cm”，本工程拟用中埋式钢板止水带加S型外贴式橡胶止水带防水组合防水，止水带可允许的竖向不均匀沉降为30mm，故为保证综合管廊的适用性，管廊基础处理后竖向不均匀沉降控制指标为≤30mm。
3.1 综合管廊的抗浮分析
本工程一个突出特点是地下水位常年处于高位，尤其是当综合管廊与其它地下工程交叉处，自身位于水位以下且埋深较浅时，抗浮计算就十分重要。综合管廊的局部上浮会带来一系列连锁反应：1局部段的上浮造成分段间的变形超过施工缝及防水结构的变性能力，产生裂缝，地下水进入管廊内；2变化的上浮力和自身重力等的共同作用下，产生土层局部压缩、裂隙直至贯通裂缝，致使某些不透水地层成为透水层，且上浮土的浮力增大，使得管廊进一步上浮 3因管廊自身的变形导致内部各类管线的破坏，降低使用功能为简化计算和对受力进行保守计算，忽略管廊受到的围岩侧向阻力作用、管廊内部管线和设备自重、路面附加荷载及相邻段的约束作用等，图中：P为上覆土荷载；F为浮力；G为自重。
抗浮设计时荷载组合：G+P 1.155F
注：《城市综合管廊工程技术规范》要求管廊的抗浮系数为1.05，结构重要性系数为1.1，所以浮力前的系数为1.1*1.05=1.155.
式中：G= =253.5KN，V管廊单位长度体积10.14 ，钢筋混凝土容重=25KN/；
P=h =56KN，h管廊埋深取3.5m，抗浮计算时覆土容重=16KN/（此处是将覆土考虑为全部透水层，若为不透水层，一般不会存在上浮问题，土体按照浮容重偏于安全）
F= =259.6KN，管廊单位长度外体积25.96，为水的容重10KN/。平均地下水位已将管廊全部淹没。
G+P=309.5KN＞1.155F=299.84KN。而G=253.5KN＜F259.6KN。
由以上计算得：（1）当施工完毕综合管廊完成覆盖后，是能够满足抗浮要求的。
（2）当综合管廊完成浇筑，且未完成覆盖时，是存在上浮或移位风险的。
4水泥搅拌桩基础
根据上一方法中单桩承载力得出复合地基承载力最大要求为135.58kPa。搅拌桩采用桩径d=0.7m的普通桩，水泥采用P.O.425R普通硅酸盐水泥，室内水泥土90d抗压强度大于2.0MPa，桩截面积为0.3848m2，桩周长2.1991m，正三角形布置，间距1.8m×1.8m，分别计算不同桩长下复合地基承载力特征值
随着水泥搅拌桩桩长的增加，复合地基承载力特征值也随之增加。总体呈现承载力特征值随桩长增加而增加的线性关系。当桩长小于16.4m时，桩端未穿透黏土层，持力层为黏土层，当桩长大于16.4m时穿透粘土层，持力层为粉质黏土层，粉质黏土层端阻力较黏土层大，故承载力增长率变大，复合地基承载力也明显提高。根据图5，如果以复合地基承载力为控制指标，设计桩长采用14m即可满足复合地基承载力135.58kPa的要求，选取14m为设计水泥搅拌桩桩长。
经水泥搅拌桩处理后的复合地基加固区沉降量已达35.37mm，而桩端以下未加固土层的压缩变形会导致沉降继续增加，故此种方法处理后的地基沉降量不能满足竖向不均匀沉降30mm的控制指标。因此，采用水泥搅拌桩基础的方案不适用于此工程。
5 结语
1）高地下水位不仅给地基处理带来困难且影响地基处理的效果，更给施工安全带来风险，在施工过程中需要充分考虑。
2）夹心饼的特殊地质条件下，综合管廊基坑开挖前地基处理方式需要慎重选择，推荐采用引孔插板堆载方式。
3）由于综合管廊长期处于地下水位以下，为保证综合管廊在使用期不因不均匀沉降而对防水结构造成破坏，同时保障上部道路的平整度，经分析，在进行地基预处理后综合管廊下部基础采用打入PHC管桩的方式能满足条件。
论文作者:徐传浩
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/24
标签：地基论文; 舟山论文; 预压论文; 淤泥论文; 工程论文; 路基论文; 土层论文; 《防护工程》2019年第6期论文;