苑 曉 明

(福州市城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展總公司，福建 福州 350000)

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福州市閩江北岸CBD下穿通道關(guān)鍵技術(shù)問題探討

苑 曉 明

(福州市城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展總公司，福建 福州 350000)

以福州市閩江北岸CBD下穿通道為例，分析了其路基及臨時支護(hù)過程中可能產(chǎn)生的技術(shù)問題，并提出了可采取的相關(guān)技術(shù)措施，以期為后續(xù)類似工程提供借鑒。

下穿通道，路基，臨時支護(hù)，綠化帶

1 工程概況

福州市閩江北岸中央商務(wù)中心下穿通道工程位于福州市北江濱西大道(金山大橋—尤溪洲大橋之間)，改造路段全長1 787.141 m，其中上蓋景觀平臺路段長1 117 m，上蓋景觀平臺寬44.15 m，下穿通道橫斷面寬40.5 m～56 m(一般敞開段42.5 m～44.25 m、一般上蓋段45.15 m～54 m、接匝道段56.5 m)，通道架空層凈高為5.0 m，設(shè)計為城市一級主干道，設(shè)計車速50 km/h，主車道雙向八車道，非機(jī)動車寬7 m，人行道2 m，全段設(shè)置7個公交?？奎c(diǎn)，工程主要內(nèi)容包含樁基，給排水管道，電力、通信管道，路基路面，擋墻，上蓋及其景觀裝飾部分，工程總造價約3.2億元。

該下穿通道工程K0+180～K1+300段為上蓋段，加蓋體為單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，加蓋部分道路路面設(shè)計標(biāo)高為7.0 m，凈高為5.0 m，蓋板頂面標(biāo)高為14.0 m。下穿通道建成后沿道路走向靠閩江一側(cè)與現(xiàn)有綠化帶之間設(shè)置扶壁式擋墻進(jìn)行支護(hù)，如圖1所示。

該工程在原江濱大道的基礎(chǔ)上拓寬改造而成，前場地基本上保持原狀，道路仍在運(yùn)行，周邊民房已基本拆遷到位。由于該道路為主要交通主干道，無法全封閉施工，故采取南、北兩幅分段施工，即先施工北幅車道至中央分隔帶位置，原江濱大道主路作為臨時通道，然后施工南幅車道。

基于以上分析，結(jié)合類似工程案例[1-3]，本下穿通道緊鄰閩江，存在路基下挖、箱體抗浮性(閩江潮位影響)、分幅施工臨時支護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)問題。本文針對該下穿通道路基及臨時支護(hù)過程中可能存在的技術(shù)問題進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出相應(yīng)的改善措施，以期為后續(xù)類似工程提供借鑒。

2 路基部分

2.1 存在問題

根據(jù)本工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件，預(yù)測該下穿通道路基可能存在的主要問題有：

1)路基路面抗浮。

該場地位于閩江防洪堤內(nèi)側(cè)，距離閩江較近，而本工程上蓋段的路面標(biāo)高為7.00 m，地下水水位高低對于路基影響較大。

根據(jù)巖土工程勘察報告，場地地下水初見水位高程為5.0 m～6.5 m，穩(wěn)定水位高程為4.7 m～4.9 m，水位年變化幅度約為2.0 m，該地下水位與江濱大道外側(cè)的閩江江水存在一定的水力聯(lián)系。據(jù)調(diào)查，該場地附近閩江近歷年最高水位高程8.22 m，近3年～5年最高水位高程為7.5 m。上述水位均高于路面設(shè)計標(biāo)高，因此路基路面道路存在抗浮問題，避免地下水浮力造成下穿通道路面開裂，影響正常使用。

2)路基沉降。

根據(jù)巖土工程勘察報告，場地各土層在水平方向分布較為穩(wěn)定，土層均勻性相對較好，局部較差；在垂直方向土層軟硬相間，均勻性較差。

本下穿通道總長較長，寬度亦較寬，道路類別為主干路，設(shè)計等級一級。應(yīng)注意路基在橫、縱向上的均勻性，尤其是沿道路橫向。新舊兩部分路基填土由于堆填材料、年代、高度以及淤泥層層厚、埋深等方面的差異，有可能導(dǎo)致局部過大的工后沉降及差異沉降。

根據(jù)CJJ 194—2013城市道路路基設(shè)計規(guī)范[4]對于主干道的地基變形控制，涵洞、通道處的容許工后沉降量不超過20 cm。通過計算，得出淤泥層壓縮量為35.27 cm，大于容許工后沉降量。

3)路基抗?jié)B。

下穿通道北側(cè)規(guī)劃為福州市閩江北岸中央商務(wù)中心(CBD)，在建大型200 m以上超高層寫字樓，配套市民廣場含大型停車場、人防工程，而超高層寫字樓的地下室開挖深度將比較深。以三層地下室為例，開挖深度預(yù)計14 m，基坑內(nèi)降水深度15 m，地下室施工持續(xù)時間預(yù)計9個月。閩江水位高于北側(cè)的寫字樓形成滲流，則場地可能出現(xiàn)流沙流泥甚至管涌。大量的涌水翻沙會使地基土壤骨架破壞，路基土被掏空，引起建筑物塌陷。同時由于下穿通道北側(cè)的基坑降水造成下穿通道場地內(nèi)的水位下降，必然加劇路基沉降。然而建筑物基礎(chǔ)為樁基，過度的路基沉降必然造成道路路基在建筑物承臺邊緣開裂，影響市政工程的功能使用和美觀。

4)道路兩側(cè)地下管道。

下穿通道路面為瀝青混凝土路面，排水方式采用地表排水，道路兩側(cè)地下擬埋設(shè)有雨水管道、合流管道及照明電纜等綜合管線。建議道路兩側(cè)地下應(yīng)設(shè)有綜合管道，避免將來重復(fù)地下管道施工，反復(fù)破壞路面。

基于以上分析，本下穿通道路基主要存在抗浮、沉降、抗?jié)B等問題，由于下穿通道凈空較小，道路竣工后大型機(jī)械將難以進(jìn)場施工，因此需謹(jǐn)慎考慮道路路基存在的問題，避免將來道路出現(xiàn)問題時難以解決。

2.2 采取技術(shù)措施

1)方案一：水泥攪拌樁。

依據(jù)路基具體沉降計算結(jié)果，對局部場地的淤泥層進(jìn)行處理，處理方案可采用水泥攪拌樁，并以檢測合格的復(fù)合地基土作為路基持力層。水泥攪拌樁樁徑可選500 mm，樁長按穿透淤泥層1 m控制，如圖2所示。

2)方案二：樁+梁板結(jié)構(gòu)。

道路采用樁+梁板結(jié)構(gòu)，可同時解決地基抗浮和沉降的問題。樁可采用預(yù)應(yīng)力管樁，樁徑500 mm，持力層選擇泥質(zhì)中砂或卵石層，預(yù)計樁長40 m，如圖3所示。

基于以上分析，道路采用樁+梁板結(jié)構(gòu)可以同時解決道路抗浮和沉降問題，最好配以綜合管道，避免重復(fù)地下管道施工，反復(fù)破壞路面。這種做法結(jié)構(gòu)整體性好，但施工周期長，成本高。對于路基的抗?jié)B問題，施工中應(yīng)注意路基土的填筑與壓實(shí)，同時道路北側(cè)建筑基坑施工中，應(yīng)采用高壓旋噴樁等防滲工程措施，同時配以相應(yīng)道路水位監(jiān)控措施，以防止下穿通道出現(xiàn)水位驟降，而引發(fā)路面開裂等問題。

3 臨時支護(hù)部分

3.1 存在問題

由于下穿通道采用分幅分次施工，先施工北幅車道至中央分隔帶，而南幅車道(原江濱大道主路)為確保臨時通車需求后續(xù)開挖，這樣就在北幅和南幅之間形成一個臨時土坡。從場地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、場地現(xiàn)狀和上蓋段結(jié)構(gòu)型式等方面來看，該上蓋段土坡臨時具有以下特點(diǎn)：

1)從分布形狀來看，該土坡為單邊開挖，沿下穿通道走向呈線狀分布，全長接近1 200 m，開挖高度約為3.90 m～6.20 m，規(guī)模較大。

2)從平面位置情況來看，該土坡緊靠原江濱大道主路，部分入侵到主路部分，施工空間極為有限，無法放坡開挖、采用大型施工設(shè)備。

3)從場地巖土層分布情況來看，土坡開挖影響范圍內(nèi)土層主要為壓實(shí)填土、粉質(zhì)粘土、(泥質(zhì))粉細(xì)砂、淤泥、(含泥)中粗砂等，其中壓實(shí)填土、淤泥屬于軟弱土層，土坡的自穩(wěn)能力差，變形大。

4)從周邊環(huán)境來看，由于原江濱大道主路保留通車，其車流量大，必須嚴(yán)格控制土坡的整體穩(wěn)定性。

綜上所述，該土坡的整體穩(wěn)定性及變形控制要求較高，必須著重解決以下問題：

1)場地巖土層中，壓實(shí)填土、粉質(zhì)粘土、(泥質(zhì))粉細(xì)砂等，附近存在軟弱的淤泥和淤泥質(zhì)土層，其工程性質(zhì)很差，淤泥極為深厚，其壓縮性大、抗剪強(qiáng)度低，可能會誘發(fā)土坡發(fā)生深層滑動，臨時支護(hù)必須重點(diǎn)解決整體穩(wěn)定性問題。

2)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能提供較大的施工空間，以方便施工。若臨時支護(hù)設(shè)置內(nèi)支撐體系，將會嚴(yán)重影響施工工作面和施工進(jìn)度。

3.2 采取技術(shù)措施

考慮到該工程特點(diǎn)，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系宜采用懸臂樁支護(hù)體系，根據(jù)樁型可分為以下幾種方案：

1)方案一：懸臂式灌注樁。

灌注樁樁徑為700，樁長約為10 m～12 m。當(dāng)土坡高度較小時，可采用小直徑(400)的微型灌注樁。K1+180～K1+300段開挖底附近基本上為(泥質(zhì))粉細(xì)砂，采用φ500高壓旋噴樁進(jìn)行止水，防止地下水滲流或突涌。

為提高排樁之間的整體性，在樁頂設(shè)置800×500鋼筋混凝土冠梁。

2)方案二：懸臂式H型鋼樁。

H型鋼樁屬于預(yù)制樁，采用吊車起吊后振動壓入即可成樁；在臨時支護(hù)結(jié)束后，還可拔出回收重復(fù)使用。

H型鋼樁采用HW350×350型，樁長為12 m～15 m。K1+180～K1+300段開挖底附近基本上為(泥質(zhì))粉細(xì)砂，H型鋼樁按密排布置。為提高排樁之間的整體性，在樁頂設(shè)置HW400×400。

3)方案三：懸臂式混合配筋PRC管樁。

混合配筋PRC管樁是一種新型的預(yù)制型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，與常規(guī)的PHC管樁相比能夠承擔(dān)更大的彎矩，特別適合作為水平受荷樁。

PRC管樁直徑為500，長度為5 m～15 m。為提高排樁之間的整體性，在樁頂設(shè)置800×500鋼筋混凝土冠梁。

不同方案工程造價估算對比表見表1。

表1 不同方案工程造價估算對比表

以上三種方案均有一定的優(yōu)缺點(diǎn)，如表2所示，針對其優(yōu)缺點(diǎn)，建議如下：

1)在條件允許情況下，根據(jù)實(shí)際需要可將以上三種支護(hù)方案結(jié)合采用，以充分利用各種資源，提高支護(hù)效率。

2)在工期緊張條件下，建議采用H型鋼樁和混合配筋PRC鋼樁，其施工速度快，可節(jié)省工期。

3)在南幅車道開挖時，同樣存在臨時土坡，其場地環(huán)境和工程地質(zhì)條件與北幅車道臨時土坡支護(hù)基本上是一致的，可采用上述支護(hù)方法。

4)止水與排水：下穿后段開挖底部有強(qiáng)透水的粉細(xì)砂層，應(yīng)采用高壓旋噴樁等進(jìn)行止水，并在開挖范圍內(nèi)結(jié)合明抽排水降低地下水位，必要時加設(shè)輕型井點(diǎn)或深井體系進(jìn)行深層降水以滿足施工需要。

表2 方案優(yōu)缺點(diǎn)對比

4 結(jié)語

城市既有道路新建下穿通道較一般道路復(fù)雜，應(yīng)對下穿通道附近的地形、地質(zhì)、水文及城市規(guī)劃等方面進(jìn)行綜合考慮分析，并提出相關(guān)技術(shù)措施，選擇合理的實(shí)施方案，并做好施工期間的交通組織，確保方案合理可行。

[1] 譚 文.淺談城市下穿通道設(shè)計[J].黑龍江科技信息，2008(1):183-188.

[2] 李 瑛，曹蘇隴，王奇達(dá).城市道路中的靈活性設(shè)計應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2016(10):5-7.

[3] 傅仙花.廈門市海滄區(qū)慈濟(jì)宮廣場馬青路下穿通道結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中國市政工程，2015(6):45-47.

[4] CJJ 194—2013，城市道路路基設(shè)計規(guī)范[S].

A probe into the key technical problems of underpass tunnel of North shore CBD of Minjiang in Fuzhou

Yuan Xiaoming

(FuzhouUrban&RurualConstructionDevelopmentGeneralCorp,Fuzhou350000,China)

Based on the case of underpass tunnel of North shore CBD of Minjiang in Fuzhou, potential techniacal problems in the process of subgrade and temporary support have been analyzed. Relevant technical solutions in this paper can be used for reference for other similar projects.

underpass tunnel, subgrade, temporary support, green belt

1009-6825(2017)17-0126-03

2017-04-06

苑曉明(1978- )，男，工程師

U455

A