发布时间：2020-03-18所属分类：建筑师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：以上海世博会B片区改造工程为例，在深基坑开挖过程中对邻近的地下综合管廊保护措施进行了研究，并介绍了基坑不同施工阶段时相应的地下综合管廊保护措施。实测监测数据表明，该保护措施效果显著，整个施工过程中管廊变形量均满足市政部门监管的严格要求
摘要：以上海世博会B片区改造工程为例，在深基坑开挖过程中对邻近的地下综合管廊保护措施进行了研究，并介绍了基坑不同施工阶段时相应的地下综合管廊保护措施。实测监测数据表明，该保护措施效果显著，整个施工过程中管廊变形量均满足市政部门监管的严格要求。
关键词：深基坑开挖;综合管廊;施工保护;变形监测
综合管廊(又称共同沟)作为一种将各类公用管线集中容纳，并预留检修通道的隧道结构，最早于1832年在法国巴黎开始建设。至今为止在日本、美国等发达国家均有超过50a的应用历史。
我国在综合管廊建设方面发展较晚，1992年上海市张杨路综合管廊作为中国内地第1条综合管廊开始建设。近年来，综合管廊在管线保护、地下资源高效利用和后期管线维护方面优势明显，在国务院及住建部相关文件指导下，在我国一些发达的大城市，如北京、上海、杭州、苏州等地蓬勃发展。
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伴随着各地综合管廊的建设，一个随之而来的问题就是如何确保这类管廊的耐久性满足市政设施要求。一般而言，作为一个浅覆土隧道结构，管廊本身具备一定刚度，在承受常规道路和周边土体荷载下仅需定时检修即可。但一旦周边发生诸如毗邻区域基坑卸载，下方隧道或地下通道施工等水土环境突变情况，综合管廊的防水性和完整性将受到极大考验，从而对周边居民的衣食住行产生巨大风险。因此，为确保综合管廊的使用安全，在周边进行各类土方卸载施工前，必须提前对管廊采用可靠合理的保护措施。
1工程背景
1.1工程概况
上海世博会B片区改造工程位于世博园“一轴四馆”西侧，规划范围东邻世博馆路，西至长清北路，南邻国展路，北至世博大道，其中B02、B03地块以博成路为界分割为南北2个基坑。北侧基坑开挖面积约46000m2，开挖深度11～15m;南侧开挖面积约110000m2，开挖深度15～20m。2个基坑靠近博城路一侧地下连续墙，深度分别为36、34m。
博成路下设有3个地下通道连接2个地块，1#通道及3#通道内截面尺寸为8000mm×3300mm，长度为30m，为单层人行通道。2#通道内截面尺寸为15000mm×6150mm，长度为30.6m，地下通道均采用明挖法施工。综合管廊区域地下通道围护结构为重力式挡墙[1-3]。
1.2综合管廊结构概况
综合管廊位于博城路人行道路下方，覆土厚度2.85m，管廊为标准断面高3.8m、宽3.3m的矩形板壳结构，壁厚0.3m〔图1(a)〕。
综合管廊主体结构采用C25防水混凝土，抗渗等级S6。垫层采用C15素混凝土，厚度为100mm。
综合管廊内主要布置有电缆支架、电缆箱、电缆线、给水管及消防水管等。给水管侧电缆箱内目前并无管线布置，另一侧电缆支架上共布置约15根电缆线〔图1(b)〕。
1.3重点保护阶段分析
根据市政部门要求，综合管廊在整个施工阶段最大位移不能超过20mm，施工控制要求极高。鉴于毗邻综合管廊的特殊性，本工程在以下阶段必须采取必要措施对管廊进行保护：
1)地下连续墙施工阶段。本工程地下连续墙的外边线与综合管廊之间的距离仅为1.4m(扣除宽800mm的混凝土传力带)，必须控制外墙止水注浆和基坑卸载对管廊的影响。
2)明挖地下通道施工阶段。综合管廊和3个地下通道均有相交，与1#通道相交的长度为9.4m，与2#通道相交的长度为21.6m，与3#通道相交的长度为9.3m。3条地下通道顶部距离管廊垫层距离均不到1m，必须采用合理措施避免土体开挖对管廊的影响。
2针对性保护措施
2.1地下连续墙施工阶段
本工程采用土体加固和优化注浆方案来减小地下连续墙施工对综合管廊的影响。
2.1.1土体加固
考虑到管廊与地下连续墙外边缘间隔极小，最终采用树根桩对综合管廊与地下连续墙之间的土体进行加固(图2)。
如图2所示，拟采用单排φ400mm@500mm的树根桩用于博城路下综合管廊与地下连续墙之间的土体加固，树根桩桩身长17.5m，紧靠混凝土传力带进行打桩注浆。
2.1.2优化注浆方案
采用2根半圆形三重管高压旋喷桩(定向摆喷)作为地下连续墙接缝止水工艺，桩体直径1000mm(根据高压水压力18～20MPa确定)，2根桩圆心孔的间距为600mm，搭接400mm，水灰比0.8，水泥用量控制为450kg/m3。为减小对管廊(埋深为地下6.6m)的影响，相对于普通旋喷注浆止水工艺，采用以下优化措施：
1)加固深度为地下8m至地下连续墙墙底，从而保证综合管廊附近无喷射浆液。
2)设定摆喷的方向为朝着地下连续墙的方向，进一步降低了注浆压力对综合管廊的影响。
3)严格控制每根桩的提升速度，控制根桩的施工时间为5h，每天施工2根桩。
2.2地下通道施工阶段
通道基坑施工期间，综合管廊拟采用悬吊法进行保护。悬吊系统采用“撑吊结合”的思路进行设计。“撑”为在综合管廊两侧格构柱下架设支撑，“吊”为采用横梁悬吊综合管廊(图3)。
悬吊系统主要由上部横梁、下部担梁、拉筋、悬吊梁、格构柱及钻孔灌注桩组成。
下部担梁采用150mm×300mm×6.5mm×9mm双拼H型钢。为了增加担梁刚度，型钢两侧每150mm焊接1道厚10mm加劲板，并在型钢上翼缘和下翼缘焊接厚10cm钢板。担梁布置间距为1m一道，负责承受综合管廊的重力。
拉筋采用φ32mm的PSB785精轧螺纹钢，通过螺母连接担梁两端，拉筋将担梁所受管廊重力传递至上部横梁。
上部横梁采用150mm×300mm×6.5mm×9mm双拼H型钢，同样在腹板两侧每150mm焊接1道厚10mm加劲板来增加横梁刚度。横梁布置间距为1m，将拉筋应力传递至悬吊梁。
地下通道基坑第1道混凝土支撑兼作悬吊梁，悬吊梁尺寸为1000mm×1500mm。混凝土悬吊梁将横梁传来的管廊重力荷载传递给格构柱。
整个悬吊系统布置钻孔灌注桩及格构柱作为承力结构，桩和格构柱纵向布置间距为2.5m。钻孔灌注桩直径为800mm，长度为25m，格构柱尺寸为460mm×460mm。格构柱将管廊重力荷载传递给钻孔灌注桩，再由钻孔灌注桩将荷载传递给地基[4-7]。
3实际加固效果
3.1监测方法
为了评价各个施工阶段对综合管廊的影响，在管廊内部布置横向位移和竖向位移监测点进行人工及全天候自动化监测。
在地下连续墙施工和基坑开挖施工阶段，使用全站仪进行位移监测，监测频率为3h一次。
在悬吊系统施工阶段，采用自动化监测手段对综合管廊进行监测。监测频率为2min一次。当单次位移达到5mm以上或累计位移达到2cm以上时电脑自动报警。
3.2监测结果
3.2.1地下连续墙施工和基坑卸土开挖阶段
从综合管廊沿地下连续墙方向位移曲线(图4)可以看到，综合管廊在地下连续墙接缝注浆阶段后发生1cm左右的水平位移和不到3mm的隆起位移，随后在基坑施工阶段发生最大不超过2cm的水平位移和0.7cm的沉降。最终，最大水平位移控制在1.1cm，最大沉降控制在0.9cm，均在综合管廊变形允许值范围之内。
3.2.2综合管廊悬吊系统施工及地下通道施工阶段
以2号管廊为例，从综合管廊在地下通道施工阶段的位移曲线(图5)可以看到，综合管廊在悬吊阶段发生0～2mm的水平位移和6mm左右的沉降位移，随后在基坑施工阶段发生1mm的水平位移和不到4mm的沉降。最终，最大水平位移控制在3mm之内，最大沉降控制在1cm之内，都在综合管廊变形允许值范围之内。
4结语
鉴于综合管廊在确保居民生活质量方面的重要性，在管廊周边进行土体卸载施工必须采取适当措施保障将其变形控制在一个合理范围。实际工程表明，采用树根桩土体加固、优化旋喷注浆以及悬吊管廊方法，综合管廊在周边土体开挖过程中最大变形控制在1.1cm左右，满足市政管线2cm最大变形值的苛刻要求，管廊完整性和耐久性得到保证，整个保护措施有效得当。
SCI SSCI AHCI