柯毓嫻

（上海建科工程項目管理公司， 上海 200032）

本工程管線為大型娛樂項目基礎設施的雨污水系統(tǒng)和動力管線等。全部管道基本在同一平面的不同標高。其中雨污水管道位于最低層，管道最深處標高約在－4 m。根據地勘報告，本工程屬淤泥質粉質黏土和黏質粉土夾淤泥質粉質黏土。本項目的自然標高約為 4.5 m，即開挖深度約為 8.5 m；雨污水管道及雨污水檢查井均采用工廠預制的鋼筋混凝土管和井。雨水管道外徑為φ2 030、內徑為φ1 650 等。

由于本工程管道基坑開挖大多位于上海典型淤泥質粉質黏土土層，土層土質不均，平均厚度在 3.23 m 左右，流塑狀態(tài)。因此，軟土區(qū)域管道施工沉降不可避免。根據以往上海地區(qū)市政施工經驗，管道沉降基本在 10 cm～30 cm 的范圍內。要保證工程的使用功能不受影響，關鍵是除了要控制管道、管道與井的不均勻沉降外，還要注意管道的流水方向，避免坡度變反形成倒泛水。

1 實際施工中管道差異沉降情況

按施工圖紙完成管道敷設并驗收通過的雨水管道，經第三方監(jiān)測，多處發(fā)生管道與檢查井接口出現開裂。經分析，導致開裂的原因是由于管道與檢查井間的差異沉降所致。

為查明上述接口的變形和開裂原因，業(yè)主委托第三方，對雨水井 DMH#J22 和 DMH#J23 之間的布點觀測，采集沉降數據。根據第三方觀測數據，觀測點 W7 累計沉降 163 mm；W6 和 W7 之間 5.8 m 的距離，差異沉降達 60 mm(1∶97)。根據觀測結果顯示，最大的差異沉降靠近檢查井口。

2 地基承載力驗算

2.1 主要計算參數

預制混凝土排水管外徑 2.03 m；預制混凝土排水管內徑；鋼筋混凝土管壁厚 0.19 m；鋼筋混凝土管壁厚 0.19 m；混凝土排水管底埋深 8.5 m；混凝土排水管內水充盈率 80%；條形基礎厚度 0.2 m；地下水位埋深 1.0 m；淤泥質粉質黏土地基承載力特征值 55 kPa；土的自重；18 kN/m3；鋼筋混凝土自重 26 kN/m3；地面堆積荷載 Q2 為 10 kN/m2；地面人群載荷Q3 為 3.5 kN/m2。

2.2 荷載值計算

預制鋼筋混凝土管自重：N1=3.14×(1.0152－0.8252)×26=28.5 kN/m

管溝回填土自重：N2=18×1×2.8+8×(7.5×2.8－3.14×1.0152)=192.52 kN/m

鋼筋混凝土基礎自重：N3=2.8×0.2×26=14 kN/m

鋼筋混凝土管內水重(按充盈率 80% 計算)：Q3=3.14×0.825×80%×10=17.1 kN/m

基底平均壓力：S標準=N1+N2+N3+Q1+0.7×(Q2+Q3)=(28.5+192.52+14+17.1)/2.8+0.7×(10+3.5)=99.5 kPa

土平均重度：γm=((1×18)+(7.7×8))/8.7=9.15 kN/m3

修正后的地基承載力特征值：Fα=Fαk+ηd×γm×(d－0.5)=55+1×9.15×(8.7－0.5)=130.03 kPa

地基承載力驗算：Pk=S標準=99.5 kPa＜Fα=130.03 kPa，滿足。

3 管道下土體沉降問題

3.1 坑底土體回彈變形

溝槽(基坑)開挖后，坑底土體存在回彈現象。一般每挖深 1 m，回彈量就至少有 10 mm；開挖約 8 m 深度，回彈量一般有 100 mm。具體回彈多少與開挖寬度和圍護樁插入深度有關。管道施工完成后的土方回填，回彈的坑底土方受壓產生壓縮變形。面積越大回彈壓縮越大；回彈壓縮變形一般在10% 左右。

3.2 溝槽(基坑)圍護形式影響沉降量

拉森樁、型鋼等圍護形式拔出時對土體擾動大。拔出速度越快、拔樁越早，沉降值及速率越大。本工程溝槽(基坑)開挖面基本處于第③層灰色淤泥質粉質黏土層中。該層土為第四紀 Q42、濱?！珳\海相沉積物，呈飽和、流塑狀，高等壓縮性，其中 5 m～8 m 的深度段，分布有第③夾層灰色黏質粉土夾淤泥質粉質黏土。而 GC-3a 標大量管道和雨水存蓄河道、箱涵及蓄水池開挖深度在 5 m～8 m，土體受擾動后靈敏性更高，更易產生土體變形沉降。擾動的土體一般要 6～9 個月才能減少徐變。

3.3 后期變形

經過真空預壓+PVD 塑料排水板處理過的場地，尤其是處理時間不長、土體未充分沉降的場地，遺留的塑料排水板與設計采用 GJBT—975《市政排水管道工程及附屬設施》中的礫石砂基礎形成了一個排水通道，導致溝槽(基坑)回填后，坑底土體中的水通過這個通道排到管道溝槽或基坑內，使得坑底土體前期沉降變大。

4 建議與措施

(1)根據前期沉降的規(guī)律預計后期沉降值，并考慮采用對土體擾動小的溝槽(基坑)圍護方案，采取降低土體隆起的坑底加固措施。對采用 GJBT 975《市政排水管道工程及附屬設施》管道基礎方案的柔性基礎，不利于控制差異沉降，不便于封閉坑底，容易與塑料排水板形成排水通道，將地下水引入坑內，而且容易產生檢查井與管道間的不均勻沉降。如果采用 PSAR—D—01—1992《上海市排水管道通用圖》(第一冊)即剛性的基礎，雖然荷載增大，絕對沉降變大了，但是差異沉降會減少，有利于滿足使用功能。

(2)上海每年的地面自然沉降為 10 mm～20 mm，單純控制絕對沉降是無意義的?，F場的開挖、回填和插拔鋼板樁等對土體的擾動，加劇了土體的沉降。為保證管道的使用功能不受影響，控制不均勻沉降是關鍵。

(3)礫石砂和黃砂基礎與真空降水預壓遺留的塑料排水板形成的新的排水通道，不但加速了坑底軟弱土層的短期沉降，還擴大了遠期總的沉降值。這樣既不利于降低管道的整體沉降，也不利于控制管道的差異沉降。

(4)如果要減少土體的總體沉降值，可以采取 SMW 工法溝槽(基坑)圍護、坑底打木樁/小方樁、鋼筋混凝土基礎、在圍護型鋼拔出后形成的孔洞內灌注濃稠水泥漿等措施。

(5)根據經驗，可以進行一定的拋高，盡量減少差異沉降和接近設計標高。

參照文獻：

[1]GB 50007—2011,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

[2]DGJ 108—11—2010,地基基礎設計規(guī)范[S].

[3]DG/TJ 08—40—2010,地基處理技術規(guī)范[S].

[4]DBJ 08—220—1996,市政排水管道工程施工及驗收規(guī)程[S].

[5]PSAR—D—01—1992,上海市排水管道通用圖》(第一冊)[S].